WO2013120779A1 - Prozessbox, anordnungen und verfahren zum prozessieren beschichteter substrate - Google Patents

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WO2013120779A1
WO2013120779A1 PCT/EP2013/052520 EP2013052520W WO2013120779A1 WO 2013120779 A1 WO2013120779 A1 WO 2013120779A1 EP 2013052520 W EP2013052520 W EP 2013052520W WO 2013120779 A1 WO2013120779 A1 WO 2013120779A1
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PCT/EP2013/052520
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Martin Fürfanger
Dang Cuong Phan
Stefan Jost
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Saint-Gobain Glass France
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    • H01L31/1864—Annealing
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells

Definitions

  • the invention relates to a process box, arrangements and methods for processing single-side coated substrates. It relates in particular to the heat treatment of substrates coated with precursors for the production of absorbers for thin-film solar cells.
  • Photovoltaic layer systems for the direct conversion of sunlight into electrical energy are well known. These are usually referred to as “solar cells”, wherein the term “thin-film solar cells” refers to layer systems with small thicknesses of only a few microns, which substrates need for sufficient mechanical strength.
  • substrates include inorganic glass, plastics (polymers) or metals, in particular metal alloys, and can be designed as rigid plates or flexible films depending on the respective layer thickness and the specific material properties.
  • the RTP heat treatment of the precursor layers takes place in so-called in-line systems, in which the coated substrates are introduced via an infeed chamber and heated in heating chambers in accordance with a precisely defined temperature profile.
  • the heating is typically carried out by electrically operated radiant heaters.
  • the processing th substrates in cooling chambers and / or cooled in a cooling section, followed by a discharge from the in-line system by means of a discharge chamber.
  • Such a method is known for example from EP 0662247 Bl.
  • the RTP heat treatment is a costly process for the production of thin film solar cells, which changed accurate control of the process atmosphere erfor ⁇ .
  • it is known to limit the process space around the substrate by a process box. This ⁇ it enables the partial pressure of the volatile chalcogen component such as selenium or sulfur during bathbe ⁇ treatment to keep at least substantially constant. ⁇ except the exposure of the heat treatment chamber is reduced with corrosive gases.
  • a process box is known in ⁇ example from DE 102008022784 AI.
  • European Patent Application EP 2360720 A1 shows a transportable process box for processing two single-sided coated substrates, in which the two substrates either lie on one another with their uncoated sides or are separated from one another by a spacer.
  • the coatings to be processed are turned away from each other ("back-to-back").
  • the lower substrate is spaced from the bottom of the process box by a spacer, wherein the spacer is formed so that the downwardly facing coating of the lower substrate is freely accessible to process gases.
  • a vollflä ⁇ CHIGE pad of the lower substrate is not possible.
  • the lower substrate is determined by the weight of the upper one
  • the coatings of the substrates are processed in asymmetrical process spaces.
  • the coatings to be processed face each other ("face-to-face").
  • face-to-face For the two Coatings formed by the substrates themselves a ⁇ the Common mer process space. A full-surface edition of the substrates is not possible. In addition, the two coatings do not have an individual process space.
  • the object of the present invention is to further develop known prior art process boxes for heat treating coated substrates in an advantageous manner.
  • a cost-effective and energy-saving process box is to be provided in the Appendices ⁇ gen trimsatz is increased without substantially increasing the investment and operating costs ⁇ .
  • coated substrates with a particularly high quality in industrial mass production should be produced.
  • the term "substrate” refers to a flat body which has two opposing surfaces, wherein on one of the two surfaces, a plurality of layers containing layer structure ("coating") is typically applied.
  • the other surface of the substrate is usually uncoated.
  • it is a precursor or precursor layers with an absorber (for example chalcopyrite or kesterite compound) coated sub strate ⁇ for manufacturing a thin film solar module, which must be subjected to a RTP heat treatment.
  • absorber for example chalcopyrite or kesterite compound coated sub strate ⁇ for manufacturing a thin film solar module, which must be subjected to a RTP heat treatment.
  • loose refers to the fact that a body is placed on another body, with no firm connection or attachment between the bodies. The two bodies can thus non-destructive, without loosening a connecting or fastening means, be removed from each other.
  • the process box according to the invention is designed so that they are assembled for loading substrates and in particular ⁇ sondere for removing the processed substrates (non-destructive) can be disassembled again.
  • It comprises a base, for example a bottom plate which is formed such that a first substrate may be placed fully ⁇ surface supported, preferably with the uncoated side of the substrate, wherein the bottom is further formed so that the coatings of the examples the substrates in Essentially or predominantly the coating of the first substrate, by means of which the radiation energy of a radiation supplied on the underside of the base can be heat-treated.
  • full-surface support refers here and in the fact that a substrate is ⁇ ner undersurface (uncoated side) is placed on the ground or the intermediate element mentioned further below where ⁇ completely at the lower substrate surface, ie in every surface section is supported. Any bending of the substrate during the heat treatment can be prevented thereby.
  • the process box also includes a frame for connecting the bottom with a lid, as well as the lid.
  • Cover is formed so that the coatings of Sub ⁇ strate, essentially or predominantly the coating of the second substrate, can be heat treated by the radiant energy of radiation supplied at the top of the lid radiation.
  • the lid is preferably loose on the
  • the frame is preferably placed loosely on the floor.
  • the frame is firmly connected to the ground.
  • the process box comprises an intermediate element arranged between the bottom and the lid, which is designed such that a second substrate can be placed on the entire surface in a supported manner.
  • the intermediate element may in particular be in the form of a plate-shaped element, i. Intermediate plate, be formed.
  • a process space in the sense of the invention is understood to mean an open, quasi-closed or quasi-gas-tight or gas-tight process space.
  • An open process space allows a free gas exchange between process space and external environment of the process box.
  • a gas-tight process space such a gas exchange between process space and external environment is completely prevented.
  • the process box is gas-tight up to a certain maximum pressure difference between the process space and the outside environment. When the maximum pressure difference is exceeded, pressure equalization takes place between the process chamber and the external environment. The maximum pressure difference depends on the specific design of the process box.
  • the process box may have gas connections, to provide the Pro ⁇ zessraum during certain process steps specifically with a specific gas atmosphere.
  • the gas atmospheres ⁇ sphere may contain, for example, reactive gases such as H 2 S, H 2 Se, S vapor, H 2 Se vapor, or as well as inert gases such as N 2, He or Ar. It goes without saying that the process box can also have gas connections in a gas-tight or quasi-gas-tight process space, by means of the process or process Inert gases with external overpressure in the process room
  • the bottom, intermediate element, cover and frame can in principle be made of any material suitable for the intended use.
  • the bottom should be adapted to allow a heat treatment applied on the underside of the bottom ⁇ led heat energy.
  • the lid which is designed to allow a heat treatment by supplied on the top of the lid heat energy.
  • the bottom and lid may be transparent, semi-transparent or opaque to electromagnetic radiation for supplying thermal energy for processing the substrates for this purpose.
  • Base and lid can in particular also contain a material (eg, graphite) or made of such which is suitable, the electromagnetic radiation from radiation sources for supplying thermal energy for processing the substrates at least partially, in particular completely, to absorbie ⁇ ren to self-heated to become.
  • the heated floor and lid can then be used as a secondary heat source for Aufhei ⁇ zen especially the respectively adjacent substrate, which can in particular lead to a homogenization of the heat is evenly ⁇ lung.
  • the process box according to the invention advantageously enables a simultaneous processing (heat treatment) of two single-coated substrates.
  • the full-surface support of the two substrates can avoid the risk of substrate bending due to the effect of gravity during heat treatment, which usually takes place above the glass softening point.
  • the process box outside a process chamber can be automated assembled and loaded in a simple and cost-effective manner.
  • the cycle time for the continuous processing of substrates can be significantly reduced in series production.
  • the substrates loaded into the process box are also well protected from environmental influences outside the process chambers.
  • the loaded process box can be transported between different process chambers, without the substrates coated on one side having to be removed from the process chamber .
  • the process box may optionally be loaded with one or two substrates, with dual substrate loading being preferred to increase throughput.
  • the loading of the process box can be done in a particularly simple manner by placing the substrates on the bottom and intermediate element, so that in industrial mass production a simple and cost-effective automation is possible.
  • the intermediate element is loosely placed on a GE ⁇ from the frame-shaped stage, which allows a particularly simple and quick assembly and loading of the process box with single-coated substrates in industrial series production.
  • the process space of the process box is in fact subdivided in a particularly simple manner alone (exclu ⁇ Lich) through the intermediate element in two process compartments, a first process partial space for processing of the first substrate and a second process partial space for processing of the second substrate.
  • the two process subspaces can be fluidically connected to each other.
  • the two process sections are gas-tight or quasi-gas-tight separated vonei ⁇ each other.
  • a separate process subspace can be specifically adapted for each substrate.
  • the two coatings of the substrates can be processed differently.
  • the process compartments are symmetrical etcbil ⁇ det given by an equal height or (vertical) ⁇ From measurement of the process compartments, so that the substrates are uniformly mono- processable. This supports the achievement of high quality and quality requirements.
  • the process box is loosely placed on a first stand holder supported on the floor and / or on a second stand supported on the first substrate, wherein the intermediate element is designed to be common the process space is subdivided into a first process subspace for processing the first substrate and a second process subspace for processing the second substrate with the first spacer or second spacer.
  • the spacers are different from the frame. The spacers enable a particularly simple and quick assembly and loading of the process box with single-sided coated substrates in industrial series production.
  • the second Ab- support holder is supported in a coating-free or at least not provided as a functional surface edge zone of the first substrate. In the case of thin-film solar modules, such an edge zone is provided on a regular basis, so that advantageously a loss of optically active surface can be avoided.
  • the invention also extends to a method for processing single-side coated substrates in a transportable process box according to the invention, as described above, with the following steps:
  • the process box is mounted and loaded with one or more substrates.
  • a base is provided, by means of which a first substrate can be supported over the whole area and which is designed such that the coatings of the substrates, essentially or predominantly a coating of a first substrate applied thereto, are provided on the underside of the base supplied radiant energy can be heat treated.
  • a frame for connecting the floor with a lid is loosely placed.
  • a first substrate (with its uncoated side down) is placed on the ground.
  • an intermediate element is arranged, through which a second substrate can be fully supported.
  • a two ⁇ tes substrate placed on the intermediate element.
  • the lid is formed so that the coatings of the substrates, substantially or predominantly a coating of the second substrate, heat treatable by supplied at the top of the lid radiation energy are.
  • the bottom, lid and frame form a process space for processing the two substrates.
  • the process box can be loaded with one or two substrates.
  • the process box is transported in a heat ⁇ treatment chamber with radiant heaters.
  • heat or radiation energy is supplied to the lower side of the base for heat-treating the coatings of the substrates, essentially or predominantly to the coating of the first substrate, and / or heat or radiation energy to the upper side of the cover element Heat treatment of the coatings of the substrates, substantially or predominantly the coating of the second substrate fed.
  • a process box can be assembled and loaded automatically outside the process chamber in a simple manner.
  • One or two substrates coated on one side can be processed (heat-treated) in a particularly simple and cost-effective manner with high production quality.
  • the intermediate element is placed on a shaped loose from the frame level, which enables a particularly simp ⁇ chen assembly and loading of the process box.
  • the intermediate element is supported on a first spacer supported on the floor and / or on a second spacer supported on the first substrate loosely fitted, which equally makes a particularly simp ⁇ chen assembly and loading of the process box.
  • the process carrier comprises a base, which is configured such that a first substrate is supported over the entire surface and the coatings of the substrates, essentially or predominantly the coating of the first substrate, can be heat-treated by radiant energy supplied to the underside of the base , Furthermore, the process carrier comprises a frame for connecting the bottom to a lid, wherein the frame is designed so that the lid can be loosely placed. The frame may be loosely placed on the ground. Alternatively, the frame is firmly connected to the ground. Furthermore, the process carrier comprises an intermediate element, which is designed such that a second substrate is supported vollflä ⁇ chig supported, wherein the intermediate element is loosely placed on a frame formed by the stage.
  • the process carrier can be assembled outside a process chamber and loaded with substrates and disassembled to remove the processed substrates (non-destructive).
  • the process carrier for the process box can be completed by a lid that is stationarily arranged in a process chamber for processing the coated substrates.
  • the invention extends to an arrangement for processing single-side coated substrates in one
  • Process box comprising a as described above be formed ⁇ process carrier. Furthermore, the Arrangement of a stationary in a process chamber lid arranged for loose placement on the frame of the process carrier for forming the process box, which is designed so that the coatings of the substrates, substantially or predominantly the coating of the second substrate, fed through at the top of the lid Radiation ⁇ energy are heat-treatable, and atecsmecha ⁇ mechanism for relative movement of the lid and process carrier.
  • the movement mechanism is designed such that the lid can be moved relative to the process carrier and / or the process carrier relative to the lid in order to place the lid on the frame.
  • the bottom, frame and lid form a process space for processing the two substrates.
  • the invention further extends to a method for processing substrates in a single-layered in a process box as described above having formed ⁇ th array.
  • the process carrier formed as described above is assembled and loaded with one or more substrates.
  • a base is provided by which a first substrate can be supported over the entire surface and which is formed such that the coatings of the
  • Substrates substantially or mainly a coating of a first substrate mounted thereon, by supplied to the underside of the floor radiant energy would be mebehandelt ⁇ .
  • a frame for connecting the floor with a lid is loosely placed on the floor.
  • a floor is provided which is fixedly connected to the frame.
  • the first substrate is placed (with its non-th layer ⁇ side down).
  • an intermediate element by means of which a second substrate can be supported over the whole area, in a first alternative is formed on a step formed by the frame or on a second anode. ve loosely placed on a supported on the ground first spacer and / or on a supported on the first substrate second spacer.
  • the second substrate (with its uncoated side down) is placed on the intermediate element.
  • the loaded process carrier is transported into a heat treatment chamber with radiant heaters.
  • a stationary arranged in the heat treatment ⁇ chamber cover is mounted to the frame to form the process box loose, the lid being designed so that the coatings of the substrates, substantially or mainly, a coating of the second substrate, by is heat treatable supplied ⁇ led to the top of the lid radiation energy.
  • the bottom, frame and lid form a process space for processing the two substrates.
  • a fourth step heat or radiant energy is applied to the underside of the bottom for heat-treating the coatings of the substrates, substantially to the coating of the first substrate, and / or radiant energy at the top of the lid to heat-treat the cover Coatings of the substrates, substantially or predominantly the coating of the second substrate supplied.
  • the process according to the invention makes it possible to automatically assemble and load an open process carrier in a simple manner outside the process chamber.
  • One or two single-side coated substrates can particularly a ⁇ times and inexpensive process-Siert with high production quality (heat treated).
  • a transportable open process carrier for forming a process box for processing substrates coated on one side, having a base which is designed such that a first substrate can be placed on a fully supported surface and coatings of the substrates can be heat-treated by radiation supplied at the underside of the base intermediate element, which is formed such that a second substrate is oversized un ⁇ termay be placed, wherein the intermediate member is loosely fitted on a supported on the ground, the first spacer and / or a supported on the first substrate, the second spacer.
  • Such a process carrier can be assembled for loading substrates outside of a process chamber and to take Ent ⁇ the processed substrates (non-destructive) zer ⁇ sets.
  • the lid which is arranged in a stationary manner in a process chamber, with the frame fixedly connected thereto, the process carrier to the process box can be completed. As a result, costs can be saved in series production.
  • the invention extends to a device for processing substrates in a single-layered process box comprising a like immediately above ⁇ be written formed Process carrier.
  • the arrangement comprises a stationarily arranged in a process chamber cover with an attached frame for placing on the ground to form the process box, the lid being designed so that coatings of the sub ⁇ strate, substantially or mainly a coating of the second substrate is heat treatable by radiant energy supplied at the top of the lid.
  • Wei ⁇ direct the assembly comprises a moving mechanism for moving the cover with frame and / or process carrier, which is designed so that the frame on the floor can be placed.
  • the bottom, lid and frame form a process space for processing the two substrates.
  • the invention further extends to a method for processing single-side coated substrates in an arrangement formed as described immediately above.
  • a corresponding process carrier is assembled and loaded with one or more substrates.
  • a base is provided, by means of which the first substrate can be supported over the whole area and which is designed such that the coatings of the substrates, essentially or predominantly a coating of a first substrate applied thereon, pass through at the underside of the base supplied radiation ⁇ energy can be heat treated.
  • a first substrate (with the uncoated side down) is placed on the floor.
  • an intermediate element by means of which a second substrate can be fully supported, is loosely placed on a first spacer supported on the base and / or on a second spacer supported on the first substrate.
  • a second substrate (with the uncoated side down) is placed on the intermediate element.
  • the loaded process carrier is transported into a heat treatment chamber with radiant heaters.
  • a stationary arranged in the heat treatment chamber ⁇ , firmly connected to a lid frame is placed on the ground to form the process box loose, the lid being designed so that the coatings of the substrates, substantially or
  • the floor, frame and lid form a (reduced) process space for processing the two substrates.
  • heat energy to the Untersei ⁇ te of the floor for the heat treatment of the coatings of the substrates substantially or mainly of the coating applied to processing of the first substrate and / or is heat energy to the top of the cover for the heat treatment of the Coatings of the substrates, essentially
  • the process according to the invention makes it possible to automatically assemble and load an open process carrier in a simple manner outside the process chamber.
  • Two one ⁇ sided coated substrates may particularly simple and cost with high production quality processed (heat treated) are.
  • heat treated high production quality processed
  • By providing a stationä ⁇ ren cover and stationary frame manufacturing costs can be saved. Since lid and frame are firmly connected, the process carrier can be completed in a simple way to the process box.
  • Fig. 1 based on a cross-sectional view
  • Fig. 2 shows a variant of the process box of Fig. 1 with a process carrier and a stationary
  • Fig. 3 shows a further variant of the process box of
  • a horizontally oriented in a typical working position process box 1 is shown, wherein it is located ver ⁇ that the process box 1 may also be oriented differently.
  • the position and direction statements made in the following description relate to the representation of the process box 1 in the figures and serve merely to simplify the description of the invention, whereby the invention should not be restricted thereby.
  • Fig. 1 wherein a perpetratsbei ⁇ game the process box 1 is illustrated by means of a Vertikal4.000darstel ⁇ ment.
  • the process box 1 is used for Pro ⁇ zessieren of single-sided coated substrates 3a, 3b, for example, for the production of thin film solar modules. Although two substrates 3a, 3b are shown, it should be understood that the process box 1 may equally be used to process only a single substrate.
  • the process box 1 comprises a flat bottom 5, which is formed here for example as a plate or cuboid body with a lower bottom surface 9 and an upper Bodenflä ⁇ che 10.
  • a closed frame 6 loosely placed on the upper bottom surface 10.
  • the frame 6 has two horizontal steps 12, 13, each serving as a support surface.
  • a flat intermediate element 7 loosely ⁇ sets, which is designed here, for example, as a plate or cuboid ger body having a lower intermediate surface 15 and a top intermediate face sixteenth
  • a flat lid 8 is loosely placed, which is formed here, for example, as a plate or parallelepiped body with a lower cover surface 26 and an upper cover surface 27.
  • a gas-tight or quasi-gas-tight process chamber 17 is bounded by bottom 5 and cover 8 together with the frame 6, wherein the process chamber 17 is subdivided only by the intermediate element 7 into a lower process part 17a and an upper process part 17b.
  • the two process subspaces 17a, 17b are symmetrical and have approximately the same height, given by the clear width between the adjacent plates.
  • each substrate 3a, 3b is here for example in the form of a parallelepiped body with a lower substrate surface 19a, 19b and an upper substrate surface.
  • surface 20a, 20b is formed.
  • On the upper substrate ⁇ surface 20a, 20b are each a layer structure 4a, 4b placed on ⁇ .
  • the layer structure 4a, 4b is, for example, the precursor or precursor layers to be subjected to an RTP heat treatment for producing an absorber.
  • the lower substrate 3a lies with its lower substrate surface 19a on the bottom 5 and is supported by the upper bottom surface 10 over the entire surface.
  • the upper substrate 3b is located with its unte ⁇ ren substrate surface 19b of the intermediate member 7, and the entire surface is supported by the top intermediate face sixteenth
  • the layer structure 4a, 4b is located in each case on the substrate side facing the cover 8.
  • the lower substrate 3 is at the bottom Pro ⁇ zessteilraum 17a and 17b, the upper substrate 3b in the upper Pro ⁇ zessteilraum. Since it for uniform Rothatmo- sphere, in particular during a RTP heat treatment of the layer structure 4a, 4b, arrives in a substantial manner to the Be ⁇ measurement of the inside diameter of the respective process part chamber 17a, 17b, which for the two substrates 3a, 3b is at least approximately is the same, the two process can participate spaces 17a, 17b are considered to be symmetrical with respect to the pro ⁇ zessatmospkorre. This supports the A ⁇ pose a particularly high quality and quality requirements which, for example, thin film solar modules must meet in most cases.
  • the various components of the process box 1 may consist of a same material or different materials. Typical materials are metal, glass, ceramics, glass-ceramic carbon fiber-reinforced carbon materials or graphite. It is essential here that the base 5 is designed such that a heat treatment of the layer structure 4a of the lower substrate 3a by means of side of the bottom 5 or at the lower bottom surface 9 in the form of radiation supplied heat energy is possible. In a corresponding manner, the cover 8 is formed such that a heat treatment of the layer structure 4b of the upper substrate 3b is made possible by thermal energy supplied in the form of radiation on the upper side of the cover 8 or on the upper cover surface 27.
  • the heat energy can be supplied in a schematically indicated in Fig. 2 heat treatment chamber 29, for example, in rows arranged through above the cover 8 as well as below the floor 5 heating ⁇ radiator 30, to be addressed in the embodiment here is omitted.
  • 5 and / or cover 8 include floor for this purpose a material which is transparent or at least partially transparent ⁇ for the radiated electromagnetic Strah ⁇ lung, for example glass ceramic.
  • the bottom 5 and / or cover 8 comprise a material which is suitable to absorb the electromagnetic radiation at least partially, in particular completely, in order to be heated itself, for example graphite. In the latter case serve bottom 5 and / or lid 8 as a passively heated, secondary heat sources.
  • the two substrates 3a, 3b consist for example of glass with a thickness in the range of 1 mm to 4 mm, in particular 2 mm to 3 mm.
  • the two substrates 3a, 3b are each provided on their upper substrate surface 20a, 20b with a layer structure 4a, 4b which consists, for example, of thin precursor layers of an absorber (eg chalcopyrite or kesterite compound) undergoing RTP heat treatment must be subjected.
  • the layer structure 4a, 4b is a sequence of the layers silicon nitride / molybdenum / copper-indium-gallium / selenium.
  • the layer structure 4a, 4b is a sequence of the layers silicon nitride / molybdenum / copper-indium-gallium / selenium.
  • Silicon nitride layer has a thickness in the range of 50 nm to 300 nm
  • the molybdenum layer has a thickness in the range of 200 nm to 700 nm
  • the copper-indium-gallium layer has a thickness in the range of 300 nm to 1000 nm
  • the selenium layer has a thickness in the range of 500 nm to 2000 nm.
  • the process box 1 can be easily located outside a process chamber (FIG. For example, heat treatment chamber) for processing the substrates 3a, 3b assembled automatically and loaded with the one-sided coated substrates 3a, 3b.
  • a process chamber for example, heat treatment chamber
  • the frame 6 is placed loosely on the upper bottom surface 10 and ⁇ closing the lower substrate 3a placed with the lower substrate surface 19a ⁇ loosely on the upper bottom surface 10 for this purpose at first.
  • the frame 6 is firmly connected to the upper floor surface 10.
  • the lower substrate 3a is in this case within the closed frame 6.
  • the intermediate element 7 is loosely placed on the lower Stu ⁇ fe 12, resulting in the closed or quasi ⁇ closed, lower process part space 17a.
  • the lid 8 is loosely placed on the upper step 13, resulting in the closed or quasi-closed, upper process compartment 17b.
  • the process box 1 can via connection sockets (not shown) have through which the process chamber 17 in whole or in part of the process chambers 17a, 17b one process ⁇ or inert gas may be supplied separately.
  • connection sockets not shown
  • the transport of the process box 1 can example ⁇ be done on stub rolls which the process box 1 supported on the lower bottom surface 9.
  • the Transportge ⁇ speed is typically up to 1 m / s.
  • the loaded substrates 3a, 3b product is first inserted into a Einschleusehunt zessbox 1, from where they 4b of the two sub ⁇ strate 3a is transported 3b in a heat treatment chamber for RTP heat treatment of the layer structure 4a.
  • the substrates 3a, 3b for example, with a heating rate of l ° C / s s heated to a temperature of for example 350 ° C to 800 ° C by heating ⁇ radiator to 50 ° C /.
  • precursor ⁇ are thereby layers of copper, indium, gallium, and selenium in a sulfur containing atmosphere in a Cu (In, Ga) (S, Se) 2 semiconductor layer -Halb- converted.
  • the loaded process box 1 is retracted into a cooling chamber for cooling the substrates 3a, 3b.
  • the hot substrates 3a, 3b are playing, cooled down at ⁇ up to 50 ° C / s up to a technical process temperature, for example 10 ° C to 380 ° C.
  • the cooling can be done for example by cooling plates and accelerated by a circulating gas stream, for example, an air, argon or nitrogen stream. Alternatively, cooling by convection or forced cooling without cooling plates can be realized.
  • the loaded process box 1 is retracted from the cooling chamber into a discharge chamber, from where the substrates 3a, 3b can be supplied for further processing.
  • the process box 1 allows a batch-wise loading of the in-line plant, whereby in different process chambers laden process boxes are processed at the same Kings ⁇ nen.
  • FIG. 2 shows a variant of the process box 1 of FIG. 1.
  • the process box 1 differs in that an open process carrier 2, consisting of bottom, 5, frame 6 and intermediate element 7 outside the in-line system or outside a process chamber assembled and loaded with substrates 3a, 3b.
  • the process ⁇ box 1 is completed only in a respective process chamber.
  • the lid 8 in a heat treatment chamber 29 stationary (stationary).
  • the cover 8 can be adjusted in its vertical position by an unspecified Darge ⁇ set movement mechanism 21 to be delivered to the open process carrier 2, wherein the lid 8 is loosely placed on the upper stage 13.
  • the process space 17 is first formed in the heat treatment chamber 29.
  • This variant has the advantage that always the same lid 8 can be used successively for a plurality of loaded process carriers 2, so that a separate lid 8 does not have to be provided for each process box 1. As a result, costs can be saved in series production.
  • This variant also has the advantage that a cover 8 itself not constantly heated ⁇ and must be cooled and thus energy costs can be saved.
  • the open process carrier 2 forms, together with the stationary lid 8 and the movement mechanism 21, an arrangement for processing the substrates 3a, 3b, which is designated in Fig. 2 in total by the reference numeral 28.
  • FIG. 3 shows a further variant of the process box 1 of FIG. 1, wherein in turn only the differences from the process box 1 of FIG. 1 are explained and otherwise reference is made to the statements there.
  • the frame 6 does not comprise a lower step 12 for placing the intermediate element 7, but only an upper step 13 for placing the cover 8.
  • spacers 22, 24 are provided which are each in the form of a closed frame , So is the top of a first spacer 22, wel ⁇ cher 10 is loosely fitted on the upper floor surface as the first supporting surface 23 for the intermediate element 7.
  • On the other ⁇ hand is the top of a further inside, second spacer 24, which in contrast to the ers As a second support surface 25 for the intermediate element 7.
  • coated substrates 3a, 3b for the production of thin-film solar modules usually provided over a coating-free or at least not as optically active surface Have edge zone 14, it is advantageous if the second spacer 24 is supported in the region of this coating-free edge zone 38 on the lower substrate 3a, so that no reduction of the power is effected by the second spacer ⁇ holder 24.
  • the assembly and loading of the process box 1 takes place, for example, in such a way that initially the frame 6 is loosely placed on the upper bottom surface 10. Subsequently, inside the frame 6, the first substrate 3a with its lower substrate surface 19a is loosely placed on the upper bottom surface 10. Then, the two frame-like spacers 22, 24 are brought into position, wherein the first Spacer 22 on the upper bottom surface 10 and the second spacer 24 are loosely placed on the lower substrate 3a. Subsequently, the intermediate element 7 is placed on the two bearing surfaces 23, 25 loose, whereby the lower process part space 17 a is completed. On the upper interface 16 then the second substrate 3b is loosely placed with its lower substrate surface 19b. Finally, the lid 8 is loosely placed on the upper step 13, thereby completing the upper process compartment 17b.
  • the process box 1 can thus be easily, reli ⁇ permeable and cost-effective manner and assembled automatically loaded.
  • the process box 1 enables Pro ⁇ zess réelle sided coated substrates 3a, 3b, wherein the process box 1 or an open process carrier 2 mounted automatically outside of a process chamber and 3b can be loaded with the sub ⁇ straten 3a.
  • a Jardingeru ⁇ fene by gravity Substratverbiegung can be avoided.
  • a RTP heat treatment is typically carried out above the glass softening may bending glass substrates 3a, 3b reliably and si ⁇ cher be avoided in this way.
  • the layer structure 4a, 4b of the two substrates 3a, 3b need not be touched either before or during or after the processing, so that a mechanical damage can be avoided.
  • the position of the two substrates 3a 3b must be 3b does not change for the Prozes ⁇ tion, for example by rotating the substrates 3a, so that the automatedificatie ⁇ tion is greatly simplified.
  • the process chamber 17 of process box 1 can be divided in a particularly advantageous manner at least Annae ⁇ hernd symmetrically in the two process compartments 17a, 17b, so that the two substrates 3a, 3b can be processed with one and the same process atmosphere.
  • the heat supply to the top and bottom of the process box 1 can be controlled so that within the two substrates 3a, 3b there is a very homogeneous heat distribution. This is in view of a controlled implementation of the precursor materials to the absorber at a
  • the process box 1 thus supports the production of coated substrates for thin-film solar modules with high quality and quality requirements ⁇ requirements.
  • a transportable process box for processing substrates coated on one side comprising: a bottom for preferably fully supported support of a first substrate, wherein the bottom is formed such that coatings of the substrates are heat- treatable by radiation supplied at the underside of the base, a frame - men for connecting the bottom with a lid, an intermediate element for preferably over the entire surface supported laying a second substrate, a lid which on the Frame is placed and formed so that coatings of the substrates are heat treatable by radiation supplied at the top of the lid ⁇ .
  • the process box of the process space is subdivided (alone) through the intermediate member in a first process ⁇ subspace for processing of the first substrate and a second process part for processing space of the second substrate.
  • the intermediate element is mounted on the frame ⁇ .
  • the intermediate element is placed on a first spacer supported on the floor and / or on a second spacer supported on the first substrate.
  • the second spacer is supported in a coating-free edge zone of the first substrate.
  • the process box of the frame is placed on the ground. The configurations of the process box can be combined with one another as desired.
  • a transportable process carrier for a process box for processing single-layered substrates comprising a base for the preferably full surface supported up place of a first substrate, wherein the bottom is so downloadedbil ⁇ det that coatings of the substrates are heat treatable by supplied to the underside of the bottom of radiation, a frame for connecting the bottom with a lid, wherein the frame is formed so that the lid can be placed, an intermediate element for preferably fully ⁇ area supported laying a second substrate, wherein the intermediate element is mounted on the frame.
  • An arrangement for processing substrates coated on one side in a process box comprising: a trans ⁇ portable process carrier as described above, a stationary in a process chamber lid arranged for placing on the frame of the process carrier for shaping the process box, the lid being designed so that coatings of the substrates are heat treatable by supplied at the top of the lid radiation, a moving mechanism for moving the cover and / or Pro ⁇ zesscht, wherein said moving mechanism is formed so that the lid can be placed on the frame.
  • a transportable process carrier for a process box for processing substrates coated on one side comprising: a bottom for preferably fully supported application of a first substrate, wherein the bottom is so downloadedbil ⁇ det that coatings of the substrates are heat treatable by radiation supplied to the underside of the soil, a intermediate element for the preferably entire surface un-assisted ⁇ placing a second substrate, wherein the intermediate member is mounted on a supported on the ground, the first spacer and / or a supported on the first substrate, the second spacer.
  • An arrangement for processing unilaterally coated substrates in a process box comprising: a trans ⁇ portierbaren process carrier as described immediately above, a stationary arranged in a process chamber lid with an attached frame for connecting the bottom and lid for forming the process box, wherein the Cover is formed so that coatings of Sub ⁇ strate be supplied by heat supplied at the top of the lid Radh ⁇ tion energy, a movement mechanism for moving lid with frame and / or process carrier, which is designed so that the frame on the floor can be placed.
  • a method for processing single-side coated substrates in a transportable process box comprising the steps of: a) mounting and loading the process box by providing a bottom through which a first sub-base strat preferably can be supported over the entire surface and which is designed so that coatings of sub ⁇ strate supplied by at the bottom of the soil
  • Radiation are heat-treatable, placing a frame on the floor for connecting the bottom with a lid, optionally placing the first substrate on the floor, arranging an intermediate element, by which a second Sub ⁇ strat preferably be supported over the entire surface, optionally placing the second substrate the intermediate element, placing the cover on the frame to the off ⁇ formation of the process box, the lid being designed so that coatings of the substrates are heat treatable by supplied at the top of the lid radiation, b) transporting the process box in a heat treatment chamber with radiant heaters, c) supplying radiation to the underside of the floor and / or applying radiation to the top of the cover to heat treat the coatings of the substrates.
  • the intermediate element is placed on the frame.
  • the intermediate element is placed on a first spacer supported on the floor and / or on a second spacer supported on the first substrate.
  • the embodiments of the method can be combined with one another as desired.
  • a method for processing single-side coated substrates in a process box comprising the following steps: a) mounting and loading a transportable process carrier, by providing a bottom through which a first substrate can preferably be supported over the whole area and which is designed such that coatings the substrates are heat treatable by radiation applied to the underside of the floor, placing a frame on the floor for connecting the floor to a lid, optionally placing the first substrate on the floor, placing an intermediate element through which a second Substrate preferably can be supported over the entire surface, on the frame, optionally placing the second substrate on the intermediate element, b) transporting the Pro ⁇ zesentheres in a heat treatment chamber with Walkerstrah- learning, c) placing a stationary in the heat treatment chamber lid arranged on the frame for training the process box, wherein the lid is configured such that coatings of the substrates are heat treatable by radiation applied to the top of the lid; d) supplying radiation to the underside of the floor and / or applying radiation to the top of the lid for heat treating the coating
  • a method for processing single-coated substrates in a process box comprising the following steps: a) mounting and loading a transportable process carrier, by providing a bottom through which a first substrate can preferably be supported over the whole area and which is formed so that coatings the substrates are heat-treatable by radiation supplied at the underside of the base, optionally placing the first substrate on the ground, placing an intermediate element, by means of which a second substrate can preferably be supported over the entire surface, onto a first spacer supported on the base and / or a stationary on a supported on the first substrate, the second spacer, optionally placing the second substrate on the intermediate element, b) conveying of the loaded process ⁇ carrier in a heat treatment chamber with radiant heaters, c) placing in the heat treatment chamber arranged, with a cover fixedly connected to the bottom frame to form the process box, wherein the lid is formed so that coatings of the substrates are heat-treatable by supplied at the top of the lid, d) supplying radiation at the bottom of the bottom and / or

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine transportierbare Prozessbox zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate, umfassend: einen Boden zum vollflächig unterstützten Auflegen eines ersten Substrats, wobei der Boden so ausgebildet ist, dass Beschichtungen der Substrate durch an der Unterseite des Bodens zugeführte Strahlungsenergie wärmebehandelt werden können, einen Rahmen,einen Deckel, der auf den Rahmen aufgesetzt ist, ein zwischen Boden und Deckelangeordnetes Zwischenelement zum vollflächig unterstützten Auflegen eines zweiten Substrats, wobei der Deckel so ausgebildet ist, dass die Beschichtungen der Substrate durch an der Oberseite des Deckels zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind. Ferner erstreckt sie sich auf Anordnungen und Verfahren zum Prozessieren von Substraten, bei denen eine Prozessbox oder ein Prozessträger montiert und mit Substraten beladenwerden, in eine Prozesskammer transportiert werden, und Strahlungsenergie von oberhalb des Deckel und/oder unterhalb des Bodens eingestrahlt wird. Bei einem vormontierten Prozessträger wird der Deckel oder ein mit dem Rahmen verbundener Deckel zur Ausbildung der Prozessbox auf den Prozessträger zugestellt.

Description

Prozessbox, Anordnungen und Verfahren
zum Prozessieren beschichteter Substrate
Die Erfindung betrifft eine Prozessbox, Anordnungen und Verfahren zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate. Sie bezieht sich insbesondere auf die Wärmebehandlung von Substraten, die mit Vorläuferschichten zur Herstellung von Absorbern für Dünnschichtsolarzellen beschichtet sind.
Photovoltaische Schichtensysteme zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie sind hinlänglich bekannt. Diese werden meist als "Solarzellen" bezeichnet, wobei sich der Begriff "Dünnschichtsolarzellen" auf Schichtensysteme mit geringen Dicken von nur wenigen Mikrometern bezieht, welche Substrate für eine ausreichende mechanische Festigkeit benötigen. Bekannte Substrate umfassen anorganisches Glas, Kunststoffe (Polymere) oder Metalle, insbeson- dere Metalllegierungen, und können in Abhängigkeit von der jeweiligen Schichtdicke und den spezifischen Materialeigenschaften als starre Platten oder biegsame Folien ausgestaltet sein. Hinsichtlich der technologischen Handhabbarkeit und des Wirkungsgrads haben sich Dünnschichtsolarzellen mit einer Halbleiterschicht aus amorphem, mikromorphem oder polykristallinem Silizium, Cadmium-Tellurid (CdTe) , Galli- um-Arsenid (GaAs) , Chalkopyrit-Verbindungen, insbesondere Kupfer-Indium/Gallium-Dischwefel/Diselenid, abgekürzt durch die Formel Cu(In,Ga) (S,Se)2, oder Kesterit-Verbindungen, insbesondere Kupfer-Zink/Zinn-Dischwefel/Diselenid, abgekürzt durch die Formel Cu2(Zn,Sn) (S,Se)4 als vorteilhaft erwiesen .
Da mit einzelnen Solarzellen nur Spannungspegel von weniger als 1 Volt erreichbar sind, werden in der Regel viele Solarzellen in einem Solarmodul seriell miteinan- der verschaltet. Auf diese Weise können für Anwendungen brauchbare Ausgangs Spannungen erhalten werden. Hierbei bieten Dünnschicht solarmodule den besonderen Vorteil, dass die Solarzellen schon während der Schichtenher- Stellung in integrierter Form verschaltbar sind. In der Patentliteratur wurden seriell verschaltete Dünnschichtsolarmodule bereits vielfach beschrieben. Ledig¬ lich beispielhaft sei diesbezüglich auf die Druckschriften DE 4324318 Cl und EP 2200097 AI verwiesen.
Die spezifischen Eigenschaften des Absorbers haben wesentlichen Einfluss auf die Lichtausbeute in Dünnschichtsolar¬ modulen. Bis in jüngste Zeit sind Aufbau und Zusammenset¬ zung des Absorbers Gegenstand intensiver Forschungstätig- keit. Von den verschiedenen Möglichkeiten die Halbleiterschicht herzustellen, haben sich in den letzten Jahren im Wesentlichen zwei Verfahren durchgesetzt. Dies ist die Ko- Verdampfung der Einzelelemente auf ein heißes Substrat so¬ wie das sukzessive Aufbringen der Elemente in Einzelschich- ten (Vorläuferschichten) beispielsweise durch Magnetron- Kathodenzerstäubung auf ein kaltes Substrat, verbunden mit einer anschließenden schnellen Wärmebehandlung (RTP = Rapid Thermal Processing) , bei der die eigentliche Kristallbil¬ dung und Phasenumwandlung der Vorläuferschichten zur Halb- leiterschicht erfolgt. Diese Vorgehensweise ist beispiels¬ weise in J. Palm et al . , "CIS module pilot processing applying concurrent rapid selenization and sulfurization of large area thin film precursors", Thin Solid Films 431-432, S. 414-522 (2003) eingehend beschrieben.
In der industriellen Serienfertigung erfolgt die RTP-Wärme- behandlung der Vorläuferschichten in so genannten In-Line- Anlagen, in denen die beschichteten Substrate über eine Einschleusekammer eingefahren und in Heizkammern gemäß ei- nem genau festgelegten Temperaturverlauf erwärmt werden. Die Erwärmung erfolgt typischer Weise durch elektrisch betriebene Heizstrahler. Anschließend werden die prozessier- ten Substrate in Kühlkammern und/oder in einer Kühlstrecke gekühlt, gefolgt von einer Ausschleusung aus der In-Line- Anlage mittels einer Ausschleusekammer. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der EP 0662247 Bl bekannt.
Generell ist die RTP-Wärmebehandlung ein kostenintensiver Prozess bei der Herstellung von Dünnschichtsolarzellen, welcher eine genaue Kontrolle der Prozessatmosphäre erfor¬ dert. Zu diesem Zweck ist es bekannt, den Prozessraum um das Substrat durch eine Prozessbox zu begrenzen. Dies er¬ möglicht, den Partialdruck der leicht flüchtigen Chalkogen- komponenten wie Selen oder Schwefel während der Wärmebe¬ handlung zumindest weitestgehend konstant zu halten. Außer¬ dem wird die Exposition der Wärmebehandlungskammer mit kor- rosiven Gasen reduziert. Eine solche Prozessbox ist bei¬ spielsweise aus der DE 102008022784 AI bekannt.
Ferner zeigt die europäische Patentanmeldung EP 2360720 AI eine transportierbare Prozessbox zum Prozessieren von zwei einseitig beschichteten Substraten, in der die beiden Substrate entweder mit ihren unbeschichteten Seiten aufeinander liegen oder durch einen Abstandshalter voneinander getrennt sind. Die zu prozessierenden Beschichtungen sind voneinander abgewandt ( "back-to-back" ) . Das untere Substrat ist durch einen Abstandshalter vom Boden der Prozessbox beabstandet, wobei der Abstandshalter so ausgebildet ist, dass die nach unten zeigende Beschichtung des unteren Substrats frei zugänglich für Prozessgase ist. Eine vollflä¬ chige Auflage des unteren Substrats ist nicht möglich. Das untere Substrat wird durch die Gewichtskraft des oberen
Substrats belastet. Die Beschichtungen der Substrate werden in unsymmetrischen Prozessräumen prozessiert.
Die europäische Patentanmeldung EP 2360721 AI zeigt eine hiervon verschiedene Anordnung der beiden beschichteten
Substrate. Hier sind die zu prozessierenden Beschichtungen einander zugewandt ( "face-to-face" ) . Für die beiden Be- Schichtungen wird durch die Substrate selbst ein gemeinsa¬ mer Prozessraum gebildet. Eine vollflächige Auflage der Substrate ist nicht möglich. Zudem haben die beiden Be- schichtungen keinen individuellen Prozessraum.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, im Stand der Technik bekannte Prozessboxen zum Wärmebehandeln beschichteter Substrate in vorteilhafter Weise weiterzubilden. Insbesondere soll eine kostengünstige und energiespa- rende Prozessbox bereitgestellt werden, bei der der Anla¬ gendurchsatz erhöht wird, ohne dass sich die Investitions¬ und Betriebskosten wesentlich erhöhen. Zudem sollen beschichtete Substrate mit einer besonders hohen Qualität in der industriellen Serienfertigung herstellbar sein.
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine transportierbare Prozessbox, Anordnun¬ gen und Verfahren zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate gemäß den nebengeordneten Patentansprüchen ge- löst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.
Im Sinne der Erfindung bezieht sich der Ausdruck "Substrat" auf einen flächigen Körper, der über zwei einander entgegen gesetzte Oberflächen verfügt, wobei auf einer der beiden Oberflächen ein typischer Weise eine Mehrzahl Schichten enthaltender Schichtenaufbau ( "Beschichtung" ) aufgebracht ist. Die andere Oberfläche des Substrats ist in der Regel unbeschichtet. Vorzugsweise handelt es sich um ein mit Precursor- bzw. Vorläuferschichten eines Absorbers (z.B. Chalkopyrit- oder Kesterit-Verbindung) beschichtetes Sub¬ strat zur Herstellung eines Dünnschichtsolarmoduls, welches einer RTP-Wärmebehandlung unterzogen werden muss. Der Ausdruck "lose" bezieht sich auf den Umstand, dass ein Körper auf einen anderen Körper aufgelegt bzw. aufgesetzt ist, wobei keine feste Verbindung bzw. keine Befestigung zwischen den Körpern vorliegt. Die beiden Körper können somit zerstörungsfrei, ohne Lösen eines Verbindungs- bzw. Befestigungsmittels, voneinander entfernt werden. Die erfindungsgemäße Prozessbox ist so ausgebildet, dass sie zur Beladung mit Substraten zusammengebaut und insbe¬ sondere zum Entnehmen der prozessierten Substrate (zerstörungsfrei) wieder zerlegt werden kann. Sie umfasst einen Boden, beispielsweise eine Bodenplatte, welcher so ausgebildet ist, dass ein erstes Substrat voll¬ flächig unterstützt aufgelegt werden kann, vorzugsweise mit dessen unbeschichteter Substratseite, wobei der Boden weiterhin so ausgebildet ist, dass die Beschichtungen der bei- den Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend die Be- schichtung des ersten Substrats, durch die Strahlungsenergie einer an der Unterseite des Bodens zugeführten Strahlung wärmebehandelt werden können. Der Ausdruck "vollflächig unterstützt" bezieht sich hier und im Weiteren auf den Umstand, dass ein Substrat mit sei¬ ner Unterfläche (unbeschichtete Seite) auf den Boden oder das weiter unten genannte Zwischenelement gelegt wird, wo¬ bei die untere Substratfläche vollständig, d.h. in jedem Flächenabschnitt, unterstützt wird. Eine etwaige Verbiegung des Substrats bei der Wärmebehandlung kann dadurch verhindert werden.
Die Prozessbox umfasst weiterhin einen Rahmen zur Verbin- dung des Bodens mit einem Deckel, sowie den Deckel. Der
Deckel ist so ausgebildet, dass die Beschichtungen der Sub¬ strate, im Wesentlich bzw. überwiegend die Beschichtung des zweiten Substrats, durch die Strahlungsenergie von an der Oberseite des Deckels zugeführte Strahlung wärmebehandelt werden können. Der Deckel ist vorzugsweise lose auf den
Rahmen aufgesetzt. Gleichermaßen ist der Rahmen vorzugsweise lose auf den Boden aufgesetzt. Denkbar ist jedoch auch, dass der Rahmen mit dem Boden fest verbunden ist. Durch das Aufsetzen des Deckels auf den Rahmen kann in einfacher Weise ein gasdichter oder (ohne weitere Abdichtung) quasigasdichter Prozessraum realisiert werden.
Weiterhin umfasst die Prozessbox ein zwischen Boden und Deckel angeordnetes Zwischenelement, welches so ausgebildet ist, dass ein zweites Substrat vollflächig unterstützt auflegbar ist. Das Zwischenelement kann insbesondere in Form eines plattenförmigen Elements, d.h. Zwischenplatte, ausgebildet sein.
Durch Boden, Deckel und Rahmen wird ein (reduzierter) Prozessraum zum Prozessieren der beiden Substrate gebildet. Als Prozessraum im Sinne der Erfindung wird ein offener, quasi-geschlossener bzw. quasi-gasdichter oder gasdichter Prozessraum verstanden. Ein offener Prozessraum erlaubt einen freien Gasaustausch zwischen Prozessraum und äußerer Umgebung der Prozessbox. Im Unterschied hierzu ist bei ei- nem gasdichten Prozessraum ein solcher Gasaustausch zwischen Prozessraum und äußerer Umgebung vollständig unterbunden. Bei einem quasi-geschlossenen bzw. quasi-gasdichten Prozessraum ist die Prozessbox bis zu einer bestimmten maximalen Druckdifferenz zwischen Prozessraum und äußerer Umgebung gasdicht. Bei Überschreiten der maximalen Druckdifferenz kommt es zu einem Druckausgleich zwischen Prozessraum und äußerer Umgebung. Die maximale Druckdifferenz hängt von der spezifischen Auslegung der Prozessbox ab. Die Prozessbox kann Gasanschlüsse aufweisen, um den Pro¬ zessraum während bestimmter Prozessschritte gezielt mit einer bestimmten Gasatmosphäre zu versehen. Die Gasatmo¬ sphäre kann beispielsweise reaktive Gase wie H2S, H2Se, S- Dampf, Se-Dampf oder H2 sowie Inertgase wie N2, He oder Ar enthalten. Es versteht sich, dass die Prozessbox auch bei einem gasdichten oder quasi-gasdichten Prozessraum über Gasanschlüsse verfügen kann, durch die Prozess- oder Inertgase mit externem Überdruck in den Prozessraum
einleitbar sind.
In der erfindungsgemäßen Prozessbox können Boden, Zwischen- element, Deckel und Rahmen grundsätzlich aus jedem für die beabsichtigte Verwendung geeigneten Material gefertigt sein. Vorzugsweise enthalten oder bestehen Boden, Zwischenelement, Deckel und Rahmen aus Metall, Glas, Keramik, Glas¬ keramik, carbonfaserverstärkte KohlenstoffWerkstoffe oder Graphit. Hierbei soll der Boden dazu ausgebildet sein, eine Wärmebehandlung durch auf der Unterseite des Bodens zuge¬ führte Wärmeenergie zu ermöglichen. Entsprechendes gilt für den Deckel, der dazu ausgebildet ist, eine Wärmebehandlung durch auf der Oberseite des Deckels zugeführte Wärmeenergie zu ermöglichen. Boden und Deckel können zu diesem Zweck transparent, teiltransparent oder undurchsichtig sein für elektromagnetische Strahlung zum Zuführen von Wärmeenergie zum Prozessieren der Substrate. Boden und Deckel können insbesondere auch ein Material (z.B. Graphit) enthalten oder aus einem solchen bestehen, welches geeignet ist, die elektromagnetische Strahlung von Strahlungsquellen zum Zuführen von Wärmeenergie zum Prozessieren der Substrate zumindest teilweise, insbesondere vollständig, zu absorbie¬ ren, um selbst aufgeheizt zu werden. Der aufgeheizte Boden bzw. Deckel kann dann als sekundäre Wärmequelle zum Aufhei¬ zen vor allem des jeweils angrenzenden Substrats dienen, was insbesondere zu einer Homogenisierung der Wärmevertei¬ lung führen kann. Die erfindungsgemäße Prozessbox ermöglicht in vorteilhafter Weise eine gleichzeitige Prozessierung (Wärmebehandlung) von zwei einseitig beschichteten Substraten. Durch die vollflächige Unterstützung der beiden Substrate kann die Gefahr einer Substratverbiegung aufgrund Schwerkrafteinwir- kung bei Wärmebehandlung, die gewöhnlich oberhalb des Glaserweichungspunktes erfolgt, vermieden werden. Im Unter¬ schied hierzu müssen in herkömmlichen Prozessboxen (z.B. EP 2360720 AI und EP 2360721 AI) zur Vermeidung bzw. Verminderung einer Substratverbiegung zusätzliche Stützelemente vorgesehen werden. Hinzu kommt, dass - abhängig von der jeweiligen Konfiguration - zumindest bei einem der beiden Substrate eine Berührung der zu prozessierenden Beschich- tung durch das Stützelement nicht vermieden werden kann. In der erfindungsgemäßen Prozessbox können die Substrate pro¬ zessiert werden, ohne dass eine Berührung der Beschichtung des jeweiligen Substrats erforderlich ist. Eine Schädigung der Beschichtung und/oder Substrats kann somit vermieden werden. Zudem ist die automatisierte Handhabung der Substrate erleichtert, da die beiden Substrate jeweils mit ihren Beschichtung nach oben weisend auf dem Boden bzw. Zwischenelement abgelegt werden können und somit nicht ge- dreht werden müssen. In den herkömmlichen Prozessboxen muss bei einer "face-to-face"-Konfiguration oder "back-to-back"- Konfiguration eines der beiden Substrate gedreht werden, was mit erhöhten Fertigungskosten und der Gefahr der Erhöhung von Ausschuss einher geht.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich durch die Tatsache, dass die Prozessbox außerhalb einer Prozesskammer (z.B. Wärmebehandlungskammer) in einfacher und kostengünstiger Weise automatisiert zusammengebaut und beladen werden kann. Entsprechendes gilt für die Demontage der Prozessbox und das Entnehmen der prozessierten Substrate. Insofern ist in der Serienfertigung die Zyklenzeit zur kontinuierlichen Prozessierung von Substraten deutlich reduzierbar. Bei einem gasdichten oder quasi-gasdichten Prozessraum sind die in die Prozessbox geladenen Substrate auch außerhalb der Prozesskammern vor Umwelteinflüssen gut geschützt. In einer In-Line-Anlage kann die beladene Prozessbox zwischen verschiedenen Prozesskammern transportiert werden, ohne dass die einseitig beschichteten Substrate aus dem Prozess¬ raum entfernt werden müssen. Die Prozessbox kann wahlfrei mit einem oder zwei Substraten beladen werden, wobei eine Beladung mit zwei Substraten zur Erhöhung des Durchsatzes bevorzugt ist. Die Beladung der Prozessbox kann in besonders einfacher Weise durch Auflegen der Substrate auf Boden und Zwischenelement erfolgen, so dass in der industriellen Serienfertigung eine einfache und kostengünstige Automatisierung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prozessbox ist das Zwischenelement auf eine vom Rahmen ge¬ formte Stufe lose aufgesetzt, was einen besonders einfachen und schnellen Zusammenbau sowie Beladung der Prozessbox mit einseitig beschichteten Substraten in der industriellen Serienfertigung ermöglicht. Zudem wird der Prozessraum der Prozessbox in besonders einfacher Weise allein (ausschlie߬ lich) durch das Zwischenelement in zwei Prozessteilräume, nämlich einen ersten Prozessteilraum zum Prozessieren des ersten Substrats und einen zweiten Prozessteilraum zum Prozessieren des zweiten Substrats, unterteilt. Die beiden Prozessteilräume können strömungstechnisch miteinander verbunden sein. Alternativ ist es aber auch möglich, dass die beiden Prozessteilräume gasdicht oder quasi-gasdicht vonei¬ nander getrennt sind. Durch diese Maßnahme kann für jedes Substrat ein eigener Prozessteilraum spezifisch angepasst werden. Somit können die beiden Beschichtungen der Substrate beispielsweise unterschiedlich prozessiert werden. Vor¬ zugsweise sind die Prozessteilräume symmetrisch ausgebil¬ det, gegeben durch eine gleiche Höhe bzw. (vertikale) Ab¬ messung der Prozessteilräume, so dass die Substrate ein- heitlich prozessierbar sind. Dies unterstützt das Erreichen hoher Qualitäts- und Güteanforderungen.
Bei einer hierzu alternativen Ausgestaltung ist die Prozessbox auf einen auf dem Boden abgestützten, ersten Ab- Standshalter und/oder auf einen auf dem ersten Substrat abgestützten, zweiten Abstandshalter lose aufgesetzt, wobei das Zwischenelement so ausgebildet ist, dass es gemeinsam mit dem ersten Abstandshalter oder zweiten Abstandshalter den Prozessraum in einen ersten Prozessteilraum zum Prozessieren des ersten Substrats und einen zweiten Prozessteil¬ raum zum Prozessieren des zweiten Substrats unterteilt. Die Abstandshalter sind jeweils vom Rahmen verschieden. Durch die Abstandshalter ist ein besonders einfacher und schneller Zusammenbau sowie Beladung der Prozessbox mit einseitig beschichteten Substraten in der industriellen Serienfertigung ermöglicht. Vorzugsweise stützt sich der zweite Ab- Standshalter in einer beschichtungsfreien oder zumindest nicht als Funktionsfläche vorgesehenen Randzone des ersten Substrats ab. Bei Dünnschichtsolarmodulen ist eine solche Randzone regelmäßig vorgesehen, so dass in vorteilhafter Weise ein Verlust an optisch aktiver Fläche vermieden wer- den kann.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate in einer erfindungsgemäßen, transportierbaren Prozessbox, wie sie oben beschrieben wurde, mit den folgenden Schritten:
In einem ersten Schritt wird die Prozessbox montiert und mit einem oder mehreren Substraten beladen. Zu diesem Zweck wird ein Boden bereitgestellt, durch den ein erstes Sub- strat vollflächig unterstützt werden kann und welcher so ausgebildet ist, dass die Beschichtungen der Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend eine Beschichtung eines darauf aufgebrachten ersten Substrats, durch an der Unterseite des Bodens zugeführte Strahlungsenergie wärmebehandelt werden können. Auf den Boden wird ein Rahmen zur Verbindung des Bodens mit einem Deckel lose aufgesetzt. Gegebenenfalls wird ein erstes Substrat (mit seiner unbeschichteten Seite nach unten) auf den Boden gelegt. Zudem wird ein Zwischenelement angeordnet, durch das ein zweites Substrat vollflä- chig unterstützt werden kann. Gegebenenfalls wird ein zwei¬ tes Substrat (mit seiner unbeschichteten Seite nach unten) auf das Zwischenelement gelegt. Anschließend wird der De- ekel auf den Rahmen zur Ausbildung der Prozessbox lose auf¬ gesetzt, wobei der Deckel so ausgebildet ist, dass die Be- schichtungen der Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend eine Beschichtung des zweiten Substrats, durch an der Oberseite des Deckels zugeführte Strahlungsenergie wärmebe- handelbar sind. Durch Boden, Deckel und Rahmen wird ein Prozessraum zum Prozessieren der beiden Substrate gebildet. Die Prozessbox kann mit einem oder zwei Substraten beladen werden .
In einem zweiten Schritt wird die Prozessbox in eine Wärme¬ behandlungskammer mit Heizstrahlern transportiert.
In einem dritten Schritt wird Wärme- bzw. Strahlungsenergie an der Unterseite des Bodens zum Wärmebehandeln der Be- schichtungen der Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend der Beschichtung des ersten Substrats, zugeführt und/oder Wärme- bzw. Strahlungsenergie an der Oberseite des Deckelelements zum Wärmebehandeln der Beschichtungen der Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend der Beschichtung des zweiten Substrats, zugeführt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine Prozessbox in einfacher Weise außerhalb der Prozesskammer automati- siert zusammengebaut und beladen werden. Ein oder zwei einseitig beschichtete Substrate können besonders einfach und kostengünstig mit hoher Fertigungsqualität prozessiert (wärmebehandelt) werden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Zwischenelement auf eine vom Rahmen geformte Stufe lose aufgesetzt, was einen besonders einfa¬ chen Zusammenbau und Beladung der Prozessbox ermöglicht. Alternativ wird das Zwischenelement auf einen auf dem Boden abgestützten, ersten Abstandshalter und/oder auf einen auf dem ersten Substrat abgestützten, zweiten Abstandshalter lose aufgesetzt, was gleichermaßen einen besonders einfa¬ chen Zusammenbau und Beladung der Prozessbox ermöglicht.
Gezeigt ist weiterhin ein transportierbarer Prozessträger zur Ausbildung einer Prozessbox zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate. Hier und im Weiteren bezeichnet der Begriff "Prozessträger" eine vormontierbare offene Bau¬ gruppe zur Ausbildung der Prozessbox. Der Prozessträger umfasst einen Boden, der so ausgebildet ist, dass ein ers- tes Substrat vollflächig unterstützt auflegbar ist und die Beschichtungen der Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend die Beschichtung des ersten Substrats, durch an der Unterseite des Bodens zugeführte Strahlungsenergie wärmebe- handelbar sind. Ferner umfasst der Prozessträger einen Rah- men zur Verbindung des Bodens mit einem Deckel, wobei der Rahmen so ausgebildet ist, dass der Deckel lose aufsetzbar ist. Der Rahmen kann auf den Boden lose aufgesetzt sein. Alternativ ist der Rahmen mit dem Boden fest verbunden. Weiterhin umfasst der Prozessträger ein Zwischenelement, das so ausgebildet ist, dass ein zweites Substrat vollflä¬ chig unterstützt auflegbar ist, wobei das Zwischenelement auf eine vom Rahmen geformte Stufe lose aufgesetzt ist.
Der Prozessträger kann außerhalb einer Prozesskammer zusam- mengebaut und mit Substraten beladen und zum Entnehmen der prozessierten Substrate (zerstörungsfrei) zerlegt werden. Durch einen in einer Prozesskammer zum Prozessieren der beschichteten Substrate stationär angeordneten Deckel kann der Prozessträger zur Prozessbox vervollständigt werden. Hierdurch können Kosten in der Serienfertigung eingespart werden, da der Deckel wiederverwendbar ist und für die Prozessboxen keine separaten Deckel vorzusehen sind.
Ferner erstreckt sich die Erfindung auf eine Anordnung zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate in einer
Prozessbox, welche einen wie vorstehend beschrieben ausge¬ bildeten Prozessträger umfasst. Des Weiteren umfasst die Anordnung einen in einer Prozesskammer stationär angeordneten Deckel zum losen Aufsetzen auf den Rahmen des Prozessträgers zur Formung der Prozessbox, welcher so ausgebildet ist, dass die Beschichtungen der Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend die Beschichtung des zweiten Substrats, durch an der Oberseite des Deckels zugeführte Strahlungs¬ energie wärmebehandelbar sind, sowie einen Bewegungsmecha¬ nismus zum relativen Bewegen von Deckel und Prozessträger. Der Bewegungsmechanismus ist so ausgebildet, dass der De- ekel relativ zum Prozessträger und/oder der Prozessträger relativ zum Deckel bewegbar ist, um den Deckel auf den Rahmen aufzusetzen. Durch Boden, Rahmen und Deckel wird ein Prozessraum zum Prozessieren der beiden Substrate gebildet. Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Verfahren zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate in einer Prozessbox in einer wie vorstehend beschrieben ausgebilde¬ ten Anordnung. In einem ersten Schritt wird der wie oben beschrieben ausgebildete Prozessträger zusammengebaut und mit einem oder mehreren Substraten beladen. Zu diesem Zweck wird bei einer ersten Alternative ein Boden bereitgestellt, durch den ein erstes Substrat vollflächig unterstützt werden kann und welcher so ausgebildet ist, dass die Beschichtungen der
Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend eine Beschichtung eines darauf aufgebrachten ersten Substrats, durch an der Unterseite des Bodens zugeführte Strahlungsenergie wär¬ mebehandelt werden kann. Auf den Boden wird ein Rahmen zur Verbindung des Bodens mit einem Deckel lose aufgesetzt. Bei einer zweiten Alternative wird ein Boden bereitgestellt, der mit dem Rahmen fest verbunden ist. Gegebenenfalls wird auf den Boden das erste Substrat (mit seiner unbeschichte¬ ten Seite nach unten) aufgelegt. Zudem wird ein Zwischen- element, durch das ein zweites Substrat vollflächig unterstützt werden kann, bei einer ersten Alternative auf eine vom Rahmen geformte Stufe oder bei einer zweiten Aiternati- ve auf einen auf dem Boden abgestützten, ersten Abstandshalter und/oder auf einen auf dem ersten Substrat abgestützten, zweiten Abstandshalter, lose aufgesetzt. Gegebenenfalls wird auf das Zwischenelement das zweite Substrat (mit seiner unbeschichteten Seite nach unten) gelegt.
In einem zweiten Schritt wird der beladene Prozessträger in eine Wärmebehandlungskammer mit Heizstrahlern transportiert .
In einem dritten Schritt wird ein in der Wärmebehandlungs¬ kammer stationär angeordneter Deckel auf den Rahmen zur Ausbildung der Prozessbox lose aufgesetzt, wobei der Deckel so ausgebildet ist, dass die Beschichtungen der Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend, eine Beschichtung des zweiten Substrats, durch an der Oberseite des Deckels zuge¬ führte Strahlungsenergie wärmebehandelbar ist. Durch Boden, Rahmen und Deckel wird ein Prozessraum zum Prozessieren der beiden Substrate gebildet.
In einem vierten Schritt wird Wärme- bzw. Strahlungsenergie an der Unterseite des Bodens zum Wärmebehandeln der BeSchichtungen der Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend der Beschichtung des ersten Substrats, zugeführt und/oder Wärme- bzw. Strahlungsenergie an der Oberseite des Deckels zum Wärmebehandeln der Beschichtungen der Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend der Beschichtung des zweiten Substrats, zugeführt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein offener Prozessträger in einfacher Weise außerhalb der Prozesskammer automatisiert zusammengebaut und beladen werden. Ein oder zwei einseitig beschichtete Substrate können besonders ein¬ fach und kostengünstig mit hoher Fertigungsqualität prozes- siert (wärmebehandelt) werden. Gezeigt ist weiterhin ein transportierbarer offener Prozessträger zur Ausbildung einer Prozessbox zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate, mit einem Boden, welcher so ausgebildet ist, dass ein erstes Substrat vollflächig unterstützt auflegbar ist und Beschichtungen der Substrate durch an der Unterseite des Bodens zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind, einem Zwischenelement, welches so ausgebildet ist, dass ein zweites Substrat vollflächig un¬ terstützt auflegbar ist, wobei das Zwischenelement auf ei- nen auf dem Boden abgestützten, ersten Abstandshalter und/oder auf einen auf dem ersten Substrat abgestützten, zweiten Abstandshalter lose aufgesetzt ist.
Ein solcher Prozessträger kann zur Beladung mit Substraten außerhalb einer Prozesskammer zusammengebaut und zum Ent¬ nehmen der prozessierten Substrate (zerstörungsfrei) zer¬ legt werden. Durch den in einer Prozesskammer stationär angeordneten Deckel mit dem damit fest verbundenen Rahmen kann der Prozessträger zur Prozessbox vervollständigt wer- den. Hierdurch können Kosten in der Serienfertigung eingespart werden.
Ferner erstreckt sich die Erfindung auf eine Anordnung zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate in einer Prozessbox, welche einen wie unmittelbar vorstehend be¬ schrieben ausgebildeten Prozessträger umfasst. Ferner umfasst die Anordnung einen in einer Prozesskammer stationär angeordneten Deckel mit einem daran befestigten Rahmen zum Aufsetzen auf das Boden zur Formung der Prozessbox, wobei der Deckel so ausgebildet ist, dass Beschichtungen der Sub¬ strate, im Wesentlichen bzw. überwiegend eine Beschichtung des zweiten Substrats, durch an der Oberseite des Deckels zugeführte Strahlungsenergie wärmebehandelbar ist. Des Wei¬ teren umfasst die Anordnung einen Bewegungsmechanismus zum Bewegen von Deckel mit Rahmen und/oder Prozessträger, welcher so ausgebildet ist, dass der Rahmen auf den Boden aufsetzbar ist. Durch Boden, Deckel und Rahmen wird ein Prozessraum zum Prozessieren der beiden Substrate gebildet.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Verfahren zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate in einer wie unmittelbar vorstehend beschrieben ausgebildeten Anordnung .
In einem ersten Schritt wird ein entsprechender Prozessträ- ger zusammengebaut und mit einem oder mehreren Substraten beladen. Zu diesem Zweck wird ein Boden bereitgestellt, durch den das erste Substrat vollflächig unterstützt werden kann und welcher so ausgebildet ist, dass die Beschichtun- gen der Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend eine Beschichtung eines darauf aufgebrachten ersten Substrats, durch an der Unterseite des Bodens zugeführte Strahlungs¬ energie wärmebehandelt werden können. Gegebenenfalls wird ein erstes Substrat (mit der unbeschichteten Seite nach unten) auf den Boden gelegt. Zudem wird ein Zwischenele- ment, durch das ein zweites Substrat vollflächig unterstützt werden kann, auf einen auf dem Boden abgestützten, ersten Abstandshalter und/oder auf einen auf dem ersten Substrat abgestützten, zweiten Abstandshalter lose aufgesetzt. Gegebenenfalls wird ein zweites Substrat (mit der unbeschichteten Seite nach unten) auf das Zwischenelement gelegt .
In einem zweiten Schritt wird der beladene Prozessträger in eine Wärmebehandlungskammer mit Heizstrahlern transpor- tiert.
In einem dritten Schritt wird ein in der Wärmebehandlungs¬ kammer stationär angeordneter, mit einem Deckel fest verbundener Rahmen auf den Boden zur Ausbildung der Prozessbox lose aufgesetzt, wobei der Deckel so ausgebildet ist, dass die Beschichtungen der Substrate, im Wesentlichen bzw.
überwiegend eine Beschichtung des zweiten Substrats, durch an der Oberseite des Deckels zugeführte Strahlungsenergie wärmebehandelbar sind. Durch Boden, Rahmen und Deckel wird ein (reduzierter) Prozessraum zum Prozessieren der beiden Substrate gebildet.
In einem vierten Schritt wird Wärmeenergie an der Untersei¬ te des Bodens zum Wärmebehandeln der Beschichtungen der Substrate, im Wesentlichen bzw. überwiegend der Beschich- tung des ersten Substrats zugeführt, und/oder es wird Wär- meenergie an der Oberseite des Deckels zum Wärmebehandeln der Beschichtungen der Substrate, im Wesentlichen bzw.
überwiegend der Beschichtung des zweiten Substrats, zuge¬ führt . Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein offener Prozessträger in einfacher Weise außerhalb der Prozesskammer automatisiert zusammengebaut und beladen werden. Zwei ein¬ seitig beschichtete Substrate können besonders einfach und kostengünstig mit hoher Fertigungsqualität prozessiert (wärmebehandelt) werden. Durch das Vorsehen eines stationä¬ ren Deckels und stationären Rahmens können Fertigungskosten eingespart werden. Da Deckel und Rahmen fest miteinander verbunden sind, kann der Prozessträger in einfacher Weise zur Prozessbox vervollständigt werden.
Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein können. Insbesondere sind die vorstehend ge¬ nannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung:
Fig. 1 anhand einer Querschnittsdarstellung ein
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Prozessbox zum Prozessieren einseitig be¬ schichteter Substrate;
Fig. 2 eine Variante der Prozessbox von Fig. 1 mit einem Prozessträger und einem stationären
Deckel ;
Fig. 3 eine weitere Variante der Prozessbox von
Fig. 1.
In den Figuren ist eine in typischer Arbeitsposition horizontal orientierte Prozessbox 1 gezeigt, wobei es sich ver¬ steht, dass die Prozessbox 1 auch anders orientiert sein kann. Die in der folgenden Beschreibung gemachten Lage- und Richtungsangaben beziehen sich auf die Darstellung der Prozessbox 1 in den Figuren und dienen lediglich einer einfacheren Beschreibung der Erfindung, wobei die Erfindung hierdurch nicht eingeschränkt sein soll. Sei zunächst Fig. 1 betrachtet, worin ein Ausführungsbei¬ spiel der Prozessbox 1 anhand einer Vertikalschnittdarstel¬ lung veranschaulicht ist. Die Prozessbox 1 dient zum Pro¬ zessieren von einseitig beschichteten Substraten 3a, 3b, beispielsweise zur Herstellung von Dünnschichtsolarmodulen. Obgleich zwei Substrate 3a, 3b gezeigt sind, versteht es sich, dass die Prozessbox 1 gleichermaßen zum Prozessieren nur eines einzigen Substrats eingesetzt werden kann.
Demnach umfasst die Prozessbox 1 einen ebenen Boden 5, der hier beispielsweise als Platte bzw. quaderförmiger Körper mit einer unteren Bodenfläche 9 und einer oberen Bodenflä¬ che 10 ausgebildet ist. In einem Randbereich 11 des Bodens 5 ist ein geschlossener Rahmen 6 auf die obere Bodenfläche 10 lose aufgesetzt. Denkbar wäre jedoch auch, dass der Rah¬ men 6 mit dem Boden 5 fest verbunden ist. Wie in der Vertikalschnittdarstellung von Fig. 1 gut erkennbar, weist der Rahmen 6 zwei horizontale Stufen 12, 13 auf, die jeweils als Auflagefläche dienen. So ist auf eine untere Stufe 12 ein ebenes Zwischenelement 7 lose aufge¬ setzt, das hier beispielsweise als Platte bzw. quaderförmi- ger Körper mit einer unteren Zwischenfläche 15 und einer oberen Zwischenfläche 16 ausgebildet ist. Auf die obere Stufe 13 ist ein ebener Deckel 8 lose aufgesetzt, der hier beispielsweise als Platte bzw. quaderförmiger Körper mit einer unteren Deckelfläche 26 und einer oberen Deckelfläche 27 ausgebildet ist.
In der Prozessbox 1 sind Boden 5, Zwischenelement 7 und Deckel 8 stapeiförmig über- bzw. untereinander angeordnet. Dabei wird durch Boden 5 und Deckel 8 gemeinsam mit dem Rahmen 6 ein gasdichter oder quasi-gasdichter Prozessraum 17 umgrenzt, wobei der Prozessraum 17 nur durch das Zwischenelement 7 in einen unteren Prozessteilraum 17a und einen oberen Prozessteilraum 17b unterteilt wird. Die beiden Prozessteilräume 17a, 17b sind symmetrisch ausgebildet und haben in etwa gleiche Höhe, gegeben durch die lichte Weite zwischen den einander benachbarten Platten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Prozessteil¬ räume 17a, 17b gasdicht oder quasi-gasdicht voneinander abgegrenzt, wobei es gleichermaßen denkbar wäre, dass die beiden Prozessteilräume 17a, 17b strömungstechnisch mitei¬ nander verbunden sind, so dass ein wechselseitiger Gasaustausch erfolgen kann.
Fig. 1 zeigt eine mit zwei einseitig beschichteten Substra- ten 3a, 3b beladene Prozessbox 1, wobei jedes Substrat 3a, 3b hier beispielsweise als quaderförmiger Körper mit einer unteren Substratfläche 19a, 19b und einer oberen Substrat- fläche 20a, 20b ausgebildet ist. Auf der oberen Substrat¬ fläche 20a, 20b ist jeweils ein Schichtenaufbau 4a, 4b auf¬ gebracht. Bei der Herstellung von Dünnschichtsolarmodulen handelt es sich bei dem Schichtenaufbau 4a, 4b beispiels- weise um die einer RTP-Wärmebehandlung zu unterziehenden Vorläufer- bzw. Precursorschichten zur Herstellung eines Absorbers. Hierbei liegt das untere Substrat 3a mit seiner unteren Substratfläche 19a dem Boden 5 auf und wird von der oberen Bodenfläche 10 vollflächig unterstützt. In entspre- chender Weise liegt das obere Substrat 3b mit seiner unte¬ ren Substratfläche 19b dem Zwischenelement 7 auf und wird von der oberen Zwischenfläche 16 vollflächig unterstützt. Bei beiden Substraten 3a, 3b befindet sich der Schichtenaufbau 4a, 4b jeweils auf der dem Deckel 8 zugewandten Sub- stratseite.
Somit befindet sich das untere Substrat 3a im unteren Pro¬ zessteilraum 17a und das obere Substrat 3b im oberen Pro¬ zessteilraum 17b. Da es für eine einheitliche Prozessatmo- Sphäre, insbesondere während einer RTP-Wärmebehandlung des Schichtenaufbaus 4a, 4b, in wesentlicher Weise auf die Be¬ messung der lichten Weite des jeweiligen Prozessteilraums 17a, 17b ankommt, welche für die beiden Substrate 3a, 3b zumindest annähernd gleich ist, können die beiden Prozess- teilräume 17a, 17b als symmetrisch im Hinblick auf die Pro¬ zessatmosphäre angesehen werden. Dies unterstützt die Ein¬ haltung besonders hoher Güte- und Qualitätsanforderungen, denen beispielsweise Dünnschichtsolarmodule in aller Regel genügen müssen.
Die verschiedenen Bestandteile der Prozessbox 1 können aus einem gleichen Material oder voneinander verschiedenen Materialien bestehen. Typische Materialien sind Metall, Glas, Keramik, Glaskeramik carbonfaserverstärkte Kohlenstoffwerk- Stoffe oder Graphit. Wesentlich hierbei ist, dass der Boden 5 so ausgebildet ist, dass eine Wärmebehandlung des Schich- tenaufbaus 4a des unteren Substrats 3a durch auf der Unter- seite des Bodens 5 bzw. an der unteren Bodenfläche 9 in Form von Strahlung zugeführte Wärmeenergie ermöglicht ist. In entsprechender Weise ist der Deckel 8 so ausgebildet, dass eine Wärmebehandlung des Schichtenaufbaus 4b des obe- ren Substrats 3b durch auf der Oberseite des Deckels 8 bzw. an der oberen Deckelfläche 27 in Form von Strahlung zugeführte Wärmeenergie ermöglicht ist. Die Wärmeenergie kann in einer in Fig. 2 schematisch angedeuteten Wärmebehandlungskammer 29 durch oberhalb des Deckels 8 sowie unterhalb des Bodens 5 beispielsweise reihenförmig angeordnete Heiz¬ strahler 30 zugeführt werden, auf deren Ausgestaltung hier nicht näher eingegangen werden muss.
Beispielsweise umfassen Boden 5 und/oder Deckel 8 zu diesem Zweck ein Material, das transparent oder zumindest teil¬ transparent für die eingestrahlte elektromagnetische Strah¬ lung ist, beispielsweise Glaskeramik. Gleichermaßen ist es auch möglich, dass Boden 5 und/oder Deckel 8 ein Material umfassen, welches geeignet ist, die elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise, insbesondere vollständig, zu absorbieren, um selbst aufgeheizt zu werden, beispielsweise Graphit. Im letztgenannten Fall dienen Boden 5 und/oder Deckel 8 als passiv geheizte, sekundäre Wärmequellen. Die beiden Substrate 3a, 3b bestehen beispielsweise aus Glas mit einer Dicke im Bereich von 1 mm bis 4 mm, insbesondere 2 mm bis 3 mm. Wie bereits erwähnt, sind die beiden Substrate 3a, 3b jeweils auf ihrer oberen Substratfläche 20a, 20b mit einem Schichtenaufbau 4a, 4b versehen, welcher beispielsweise aus dünnen Vorläuferschichten eines Absorbers (z.B. Chalkopyrit- oder Kesterit-Verbindung) besteht, die einer RTP-Wärmebehandlung unterzogen werden müssen. Beispielsweise handelt es sich bei dem Schichtenaufbau 4a, 4b um eine Abfolge der Schichten Siliziumnitrid/Molyb- dän/Kupfer-Indium-Gallium/Selen . Beispielsweise hat die
Siliziumnitrid-Schicht eine Dicke im Bereich von 50 nm bis 300 nm, die Molybdän-Schicht eine Dicke im Bereich von 200 nm bis 700 nm, die Kupfer-Indium-Gallium-Schicht eine Dicke im Bereich von 300 nm bis 1000 nm und die Selen-Schicht eine Dicke im Bereich von 500 nm bis 2000 nm. Die Prozessbox 1 kann in einfacher Weise außerhalb einer Prozesskammer (z.B. Wärmebehandlungskammer) zum Prozessieren der Substrate 3a, 3b automatisiert zusammengebaut und mit den einseitig beschichteten Substraten 3a, 3b beladen werden. Beispielsweise wird zu diesem Zweck zunächst der Rahmen 6 lose auf die obere Bodenfläche 10 gelegt und an¬ schließend das untere Substrat 3a mit der unteren Substrat¬ fläche 19a lose auf die obere Bodenfläche 10 gelegt. Denk¬ bar ist jedoch auch, dass der Rahmen 6 mit der oberen Bodenfläche 10 fest verbunden ist. Das untere Substrat 3a befindet sich hierbei innerhalb des geschlossenen Rahmens 6. Dann wird das Zwischenelement 7 lose auf die untere Stu¬ fe 12 gelegt, wodurch sich der geschlossene oder quasi¬ geschlossene, untere Prozessteilraum 17a ergibt. Anschlie¬ ßend wird das zweite Substrat 3b mit der unteren Substrat- fläche 19b lose auf die obere Zwischenfläche 16 gelegt. Schließlich wird der Deckel 8 lose auf die obere Stufe 13 gelegt, wodurch sich der geschlossene oder quasi-geschlos- sene, obere Prozessteilraum 17b ergibt. Die Prozessbox 1 kann über Anschlussbuchsen (nicht gezeigt) verfügen, durch die dem Prozessraum 17 insgesamt oder den Prozessteilräumen 17a, 17b jeweils separat ein Prozess¬ oder Inertgas zugeführt werden kann. Wie eingangs beschrieben, erfolgt in der industriellen Serienfertigung von Dünnschichtsolarmodulen eine Prozessierung der Substrate 3a, 3b in einer In-Line-Anlage, in der die beladene Prozessbox 1 verschiedenen Prozesskammern nacheinander zugeführt wird. Wie dem Fachmann an sich be- kannt ist, kann der Transport der Prozessbox 1 beispiels¬ weise auf Stummelrollen erfolgen, welche die Prozessbox 1 an der unteren Bodenfläche 9 abstützen. Die Transportge¬ schwindigkeit beträgt typischerweise bis zu 1 m/s.
Beispielsweise wird die mit Substraten 3a, 3b beladene Pro- zessbox 1 zunächst in eine Einschleusekammer eingefahren, von wo aus sie in eine Wärmebehandlungskammer zur RTP- Wärmebehandlung des Schichtenaufbaus 4a, 4b der beiden Sub¬ strate 3a, 3b transportiert wird. Bei der RTP-Wärmebe- handlung werden die Substrate 3a, 3b beispielsweise mit einer Aufheizgeschwindigkeit von l°C/s bis 50°C/s auf eine Temperatur von beispielsweise 350°C bis 800°C durch Heiz¬ strahler aufgeheizt. Beispielsweise werden dabei Vorläufer¬ schichten aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen in einer schwefelhaltigen Atmosphäre in eine Cu(In,Ga) (S, Se) 2-Halb- leiterschicht umgewandelt. Anschließend wird die beladene Prozessbox 1 in eine Kühlkammer zur Kühlung der Substrate 3a, 3b eingefahren. Die heißen Substrate 3a, 3b werden bei¬ spielsweise mit bis zu 50°C/s bis zu einer prozesstechnisch notwendigen Temperatur, beispielsweise 10°C bis 380°C, ab- gekühlt. Die Kühlung kann beispielsweise durch Kühlplatten erfolgen und durch einen zirkulierenden Gasstrom beschleunigt werden, beispielsweise ein Luft-, Argon- oder Stickstoffstrom. Alternativ ist eine Kühlung durch Konvektions- oder Zwangskühlung ohne Kühlplatten realisierbar. Anschlie- ßend wird die beladene Prozessbox 1 aus der Kühlkammer in eine Ausschleusekammer eingefahren, von wo aus die Substrate 3a, 3b einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden können. Es versteht sich, dass der Aufbau einer solchen InLine-Anlage von den speziellen Anforderungen zur Herstel- lung von Dünnschichtsolarmodulen abhängt, wobei insbesondere weitere Wärme- und/oder Kühlkammern sowie Kühlstrecken vorgesehen sein können. Gleichermaßen kann gegebenenfalls auf eine Einschleuse- und/oder Ausschleusekammer verzichtet werden .
Die Prozessbox 1 ermöglicht eine chargenweise Beschickung der In-Line-Anlage, wobei in verschiedenen Prozesskammern beladene Prozessboxen gleichzeitig prozessiert werden kön¬ nen. Insbesondere können Substrate 3a, 3b in einer Kühlkam¬ mer gekühlt werden, während weitere Substrate 3a, 3b in einer Wärmebehandlungskammer einer RTP-Wärmebehandlung un- terzogen werden.
In Fig. 2 ist eine Variante der Prozessbox 1 von Fig. 1 dargestellt. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden lediglich die Unterschiede zur Prozessbox von Fig. 1 dargestellt und ansonsten wird auf die Ausführungen zu Fig. 1 Bezug genommen. Demnach unterscheidet sich die Prozessbox 1 dahingehend, dass ein offener Prozessträger 2, bestehend aus Boden, 5, Rahmen 6 und Zwischenelement 7 außerhalb der In-Line-Anlage bzw. außerhalb einer Prozesskammer zusammen- gebaut und mit Substraten 3a, 3b beladen wird. Die Prozess¬ box 1 wird erst in einer jeweiligen Prozesskammer vervollständigt .
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist zu diesem Zweck der Deckel 8 in einer Wärmebehandlungskammer 29 stationär (ortsfest) angeordnet. Der Deckel 8 kann durch einen nicht näher darge¬ stellten Bewegungsmechanismus 21 in seiner vertikalen Position verstellt werden, um dem offenen Prozessträger 2 zugestellt zu werden, wobei der Deckel 8 auf die obere Stufe 13 lose aufgesetzt wird. Somit wird der Prozessraum 17 erst in der Wärmebehandlungskammer 29 ausgebildet. Diese Variante hat den Vorteil, dass immer derselbe Deckel 8 nacheinander für mehrere beladene Prozessträger 2 verwendbar ist, so dass nicht für jede Prozessbox 1 ein separater Deckel 8 vorgesehen werden muss. Hierdurch können Kosten in der Serienfertigung eingespart werden. Diese Variante hat zudem den Vorteil, dass ein selber Deckel 8 nicht ständig aufge¬ heizt und abgekühlt werden muss und somit Energiekosten eingespart werden können. Der offene Prozessträger 2 formt gemeinsam mit dem stationären Deckel 8 und dem Bewegungsmechanismus 21 eine Anordnung zum Prozessieren der Substrate 3a, 3b, welche in Fig. 2 insgesamt mit der Bezugszahl 28 bezeichnet ist.
In Fig. 3 ist eine weitere Variante der Prozessbox 1 von Fig. 1 dargestellt, wobei wiederum lediglich die Unterschiede zur Prozessbox 1 von Fig. 1 erläutert werden und ansonsten auf die dortigen Ausführungen Bezug genommen wird . Demnach umfasst der Rahmen 6 keine untere Stufe 12 zum Auf¬ setzen des Zwischenelements 7, sondern lediglich eine obere Stufe 13 zum Aufsetzen des Deckels 8. Anstelle der unteren Stufe 12 sind Abstandshalter 22, 24 vorgesehen, die jeweils in Form eines geschlossenen Rahmens ausgebildet sind. So dient die Oberseite eines ersten Abstandshalters 22, wel¬ cher auf die obere Bodenfläche 10 lose aufgesetzt ist, als erste Auflagefläche 23 für das Zwischenelement 7. Anderer¬ seits dient die Oberseite eines weiter innen liegenden, zweiten Abstandshalters 24, welcher im Unterschied zum ers- ten Abstandshalter 22 auf die Oberseite des unteren Substrats 3a lose aufgesetzt ist, als zweite Auflagefläche 25 für das Zwischenelement 7. Da beschichtete Substrate 3a, 3b zur Herstellung von Dünnschichtsolarmodulen in der Regel über eine beschichtungsfreie oder zumindest nicht als op- tisch aktive Fläche vorgesehene Randzone 14 verfügen, ist es vorteilhaft, wenn sich der zweite Abstandshalter 24 im Bereich dieser beschichtungsfreien Randzone 38 am unteren Substrat 3a abstützt, so dass durch den zweiten Abstands¬ halter 24 keine Verminderung der Leistung bewirkt wird.
Der Zusammenbau und die Beladung der Prozessbox 1 erfolgt beispielsweise in der Weise, dass zunächst der Rahmen 6 auf die obere Bodenfläche 10 lose aufgesetzt wird. Anschließend wird innerhalb des Rahmens 6 das erste Substrat 3a mit sei- ner unteren Substratfläche 19a auf die obere Bodenfläche 10 lose aufgesetzt. Dann werden die beiden rahmenartigen Abstandshalter 22, 24 in Stellung gebracht, wobei der erste Abstandshalter 22 auf die obere Bodenfläche 10 und der zweite Abstandshalter 24 auf das untere Substrat 3a lose aufgesetzt werden. Anschließend wird das Zwischenelement 7 auf die beiden Auflageflächen 23, 25 lose gelegt, wodurch der untere Prozessteilraum 17a vervollständigt wird. Auf die obere Zwischenfläche 16 wird dann das zweite Substrat 3b mit seiner unteren Substratfläche 19b lose aufgesetzt. Schließlich wird der Deckel 8 lose auf die obere Stufe 13 gesetzt, wodurch der obere Prozessteilraum 17b vervollstän- digt wird. Die Prozessbox 1 kann somit in einfacher, zuver¬ lässiger und kostengünstiger Weise automatisiert zusammengebaut und beladen werden.
Gleichermaßen wäre es möglich, dass in Entsprechung zu Fig. 2, lediglich ein offener Prozessträger 2, bestehend aus
Boden 5, Rahmen 6 und Zwischenelement 7 oder bestehend aus Boden 5 und Zwischenelement 7, in der voran stehend be¬ schriebenen Weise außerhalb der In-Line-Anlage bzw. einer Prozesskammer montiert und beladen wird. In diesem Fall wird ein in einer Prozesskammer stationär angeordnete Deckel 8 zur Fertigstellung der Prozessbox 1 dem Prozessträ¬ ger 2 zugestellt. Alternativ wäre es auch möglich, dass in einer Prozesskammer der stationär angeordnete Deckel 8 sowie der Rahmen 6 dem Prozessträger 2 zugestellt werden. Vorteilhaft ist zu diesem Zweck der Deckel 8 mit dem Rahmen 6 fest verbunden. Somit ist nicht für jede Prozessbox 1 ein separater Deckel 8 sowie gegebenenfalls ein separater Rah¬ men 6 vorzusehen. Die erfindungsgemäße Prozessbox 1 ermöglicht eine Pro¬ zessierung einseitig beschichteter Substrate 3a, 3b, wobei die Prozessbox 1 oder ein offener Prozessträger 2 außerhalb einer Prozesskammer automatisiert montiert und mit den Sub¬ straten 3a, 3b beladen werden kann. Durch die vollflächige Unterstützung der beiden Substrate 3a, 3b kann in besonders vorteilhafter Weise eine durch die Schwerkraft hervorgeru¬ fene Substratverbiegung vermieden werden. Insbesondere bei einer RTP-Wärmebehandlung, die typischerweise oberhalb des Glaserweichungspunktes erfolgt, kann auf diese Weise eine Verbiegung gläserner Substrate 3a, 3b zuverlässig und si¬ cher vermieden werden. Zudem muss der Schichtenaufbau 4a, 4b der beiden Substrate 3a, 3b weder vor noch während oder nach der Prozessierung berührt werden, so dass eine mechanische Schädigung vermieden werden kann. Insbesondere muss die Stellung der beiden Substrate 3a, 3b für die Prozes¬ sierung nicht verändert werden, beispielsweise durch Drehen der Substrate 3a, 3b, so dass die automatisierte Prozessie¬ rung stark vereinfacht ist. Der Prozessraum 17 der Prozessbox 1 kann in besonders vorteilhafter Weise zumindest annä¬ hernd symmetrisch in die beiden Prozessteilräume 17a, 17b unterteilt werden, so dass die beiden Substrate 3a, 3b mit einer gleichen Prozessatmosphäre prozessiert werden können. Zudem kann die Wärmezufuhr an der Ober- und Unterseite der Prozessbox 1 so gesteuert werden, dass innerhalb der beiden Substrate 3a, 3b eine möglichst homogene Wärmeverteilung vorliegt. Dies ist im Hinblick auf eine kontrollierte Um- setzung der Precursor-Materialien zum Absorber bei einer
RTP-Wärmebehandlung erwünscht. Die Prozessbox 1 unterstützt somit die Herstellung beschichteter Substrate für Dünnschichtsolarmodule mit hohen Güte- bzw. Qualitätsanforde¬ rungen .
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung:
Eine transportierbare Prozessbox zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate, umfassend: einen Boden zum vorzugsweise vollflächig unterstützten Auflegen eines ersten Substrats, wobei der Boden so ausgebildet ist, dass Be- schichtungen der Substrate durch an der Unterseite des Bo¬ dens zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind, einen Rah- men zum Verbinden des Bodens mit einem Deckel, ein Zwischenelement zum vorzugsweise vollflächig unterstützten Auflegen eines zweiten Substrats, einen Deckel, der auf den Rahmen aufgesetzt und so ausgebildet ist, dass Beschichtun- gen der Substrate durch an der Oberseite des Deckels zuge¬ führte Strahlung wärmebehandelbar sind. Bei einer Ausgestaltung der Prozessbox wird der Prozessraum (allein) durch das Zwischenelement in einen ersten Prozess¬ teilraum zum Prozessieren des ersten Substrats und einen zweiten Prozessteilraum zum Prozessieren des zweiten Substrats unterteilt. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Prozessbox ist das Zwischenelement auf den Rahmen aufge¬ setzt. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Prozessbox ist das Zwischenelement auf einen auf dem Boden abgestützten, ersten Abstandshalter und/oder auf einen auf dem ersten Substrat abgestützten, zweiten Abstandshalter aufgesetzt. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Prozessbox stützt sich der zweite Abstandshalter in einer beschichtungsfreien Randzone des ersten Substrats ab. Bei einer weiteren Ausge¬ staltung der Prozessbox ist der Rahmen auf den Boden aufgesetzt. Die Ausgestaltungen der Prozessbox sind beliebig miteinander kombinierbar.
Ein transportierbarer Prozessträger für eine Prozessbox zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate, umfassend einen Boden zum vorzugsweise vollflächig unterstützten Auf- legen eines ersten Substrats, wobei der Boden so ausgebil¬ det ist, dass Beschichtungen der Substrate durch an der Unterseite des Bodens zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind, einen Rahmen zum Verbinden des Bodens mit einem Deckel, wobei der Rahmen so ausgebildet ist, dass der Deckel aufsetzbar ist, ein Zwischenelement zum vorzugsweise voll¬ flächig unterstützten Auflegen eines zweiten Substrats, wobei das Zwischenelement auf den Rahmen aufgesetzt ist.
Eine Anordnung zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate in einer Prozessbox, umfassend: einen trans¬ portierbaren Prozessträger wie vorstehend beschrieben, einen in einer Prozesskammer stationär angeordneten Deckel zum Aufsetzen auf den Rahmen des Prozessträgers zur Formung der Prozessbox, wobei der Deckel so ausgebildet ist, dass Beschichtungen der Substrate durch an der Oberseite des Deckels zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind, ein Bewegungsmechanismus zum Bewegen von Deckel und/oder Pro¬ zessträger, wobei der Bewegungsmechanismus so ausgebildet ist, dass der Deckel auf den Rahmen aufsetzbar ist.
Ein transportierbarer Prozessträger für eine Prozessbox zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate, umfassend: einen Boden zum vorzugsweise vollflächig unterstützten Auflegen eines ersten Substrats, wobei der Boden so ausgebil¬ det ist, dass Beschichtungen der Substrate durch an der Unterseite des Bodens zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind, ein Zwischenelement zum vorzugsweise vollflächig un¬ terstützten Auflegen eines zweiten Substrats, wobei das Zwischenelement auf einen auf dem Boden abgestützten, ersten Abstandshalter und/oder auf einen auf dem ersten Substrat abgestützten, zweiten Abstandshalter aufgesetzt ist.
Eine Anordnung zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate in einer Prozessbox, umfassend: einen trans¬ portierbaren Prozessträger wie unmittelbar vorstehend beschrieben, einen in einer Prozesskammer stationär angeord- neten Deckel mit einem daran befestigten Rahmen zum Verbinden von Boden und Deckel zur Formung der Prozessbox, wobei der Deckel so ausgebildet ist, dass Beschichtungen der Sub¬ strate durch an der Oberseite des Deckels zugeführte Strah¬ lungsenergie wärmebehandelbar sind, ein Bewegungsmechanis- mus zum Bewegen von Deckel mit Rahmen und/oder Prozessträger, welcher so ausgebildet ist, dass der Rahmen auf den Boden aufsetzbar ist.
Ein Verfahren zum Prozessieren einseitig beschichteter Sub- strate in einer transportierbaren Prozessbox, mit den folgenden Schritten: a) Montieren und Beladen der Prozessbox durch Bereitstellen eines Bodens, durch den ein erstes Sub- strat vorzugsweise vollflächig unterstützt werden kann und welcher so ausgebildet ist, dass Beschichtungen von Sub¬ straten durch an der Unterseite des Bodens zugeführte
Strahlung wärmebehandelbar sind, Aufsetzen eines Rahmens auf den Boden zur Verbindung des Bodens mit einem Deckel, gegebenenfalls Auflegen des ersten Substrats auf den Boden, Anordnen eines Zwischenelements, durch das ein zweites Sub¬ strat vorzugsweise vollflächig unterstützt werden kann, gegebenenfalls Auflegen des zweiten Substrats auf das Zwi- schenelement , Aufsetzen des Deckels auf den Rahmen zur Aus¬ bildung der Prozessbox, wobei der Deckel so ausgebildet ist, dass Beschichtungen der Substrate durch an der Oberseite des Deckels zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind, b) Transportieren der Prozessbox in eine Wärmebehand- lungskammer mit Heizstrahlern, c) Zuführen von Strahlung an der Unterseite des Bodens und/oder Zuführen von Strahlung an der Oberseite des Deckels zum Wärmebehandeln der Beschichtungen der Substrate. Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens wird das Zwischenelement auf den Rahmen aufge- setzt. Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das Zwischenelement auf einen auf dem Boden abgestützten, ersten Abstandshalter und/oder auf einen auf dem ersten Substrat abgestützten, zweiten Abstandshalter aufgesetzt. Die Ausgestaltungen des Verfahrens sind beliebig miteinan- der kombinierbar.
Ein Verfahren zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate in einer Prozessbox, mit den folgenden Schritten: a) Montieren und Beladen eines transportierbaren Prozessträ- gers, durch Bereitstellen eines Bodens, durch den ein erstes Substrat vorzugsweise vollflächig unterstützt werden kann und welcher so ausgebildet ist, dass Beschichtungen der Substrate durch an der Unterseite des Bodens zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind, Aufsetzen eines Rahmens auf den Boden zur Verbindung des Bodens mit einem Deckel, gegebenenfalls Auflegen des ersten Substrats auf den Boden, Aufsetzen eines Zwischenelements, durch das ein zweites Substrat vorzugsweise vollflächig unterstützt werden kann, auf den Rahmen, gegebenenfalls Auflegen des zweiten Substrats auf das Zwischenelement, b) Transportieren des Pro¬ zessträgers in eine Wärmebehandlungskammer mit Heizstrah- lern, c) Aufsetzen eines in der Wärmebehandlungskammer stationär angeordneten Deckels auf den Rahmen zur Ausbildung der Prozessbox, wobei der Deckel so ausgebildet ist, dass Beschichtungen der Substrate durch an der Oberseite des Deckels zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind, d) Zu- führen von Strahlung an der Unterseite des Bodens und/oder Zuführen von Strahlung an der Oberseite des Deckels zum Wärmebehandeln der Beschichtungen der Substrate.
Ein Verfahren zum Prozessieren einseitig beschichteter Sub- strate in einer Prozessbox, mit den folgenden Schritten: a) Montieren und Beladen eines transportierbaren Prozessträgers, durch Bereitstellen eines Bodens, durch den ein erstes Substrat vorzugsweise vollflächig unterstützt werden kann und welcher so ausgebildet ist, dass Beschichtungen der Substrate durch an der Unterseite des Bodens zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind, gegebenenfalls Auflegen des ersten Substrats auf den Boden, Aufsetzen eines Zwischenelements, durch das ein zweites Substrat vorzugsweise vollflächig unterstützt werden kann, auf einen auf dem Bo- den abgestützten ersten Abstandshalter und/oder auf einen auf dem ersten Substrat abgestützten, zweiten Abstandshalter, gegebenenfalls Auflegen des zweiten Substrats auf das Zwischenelement, b) Transportieren des beladenen Prozess¬ trägers in eine Wärmebehandlungskammer mit Heizstrahlern, c) Aufsetzen eines in der Wärmebehandlungskammer stationär angeordneten, mit einem Deckel fest verbundenen Rahmens auf den Boden zur Ausbildung der Prozessbox, wobei der Deckel so ausgebildet ist, dass Beschichtungen der Substrate durch an der Oberseite des Deckels zugeführte Strahlung wärmebe- handelbar sind, d) Zuführen von Strahlung an der Unterseite des Bodens und/oder Zuführen von Strahlung an der Oberseite des Deckels zum Wärmebehandeln der Beschichtungen der Substrate .
Bezugs zeichenliste
1 Prozessbox
2 Prozessträger
3a, 3b Substrat
4a, 4b Schichtenaufbau
5 Boden
6 Rahmen
7 Zwischenelement
8 Deckel
9 untere Bodenfläche
10 obere Bodenfläche
11 Randbereich
12 untere Stufe
13 obere Stufe
14 Randzone
15 untere Zwischenfläche
16 obere Zwischenfläche
17 Prozessraum
17a, 17b Prozessteilraum
19a, 19b untere Substratfläche
20a, 20b obere Substratfläche
21 Bewegungsmechanismus
22 erster Abstandshalter
23 erste Auflagefläche
24 zweiter Abstandshalter
25 zweite Auflagefläche
26 untere Deckelfläche
27 obere Deckelfläche
28 Anordnung
29 Wärmebehandlungskammer
30 Heizstrahler

Claims

Patentansprüche
1. Transportierbare Prozessbox (1) zum Prozessieren ein¬ seitig beschichteter Substrate (3a, 3b) , umfassend:
einen Boden (5) , welcher so ausgebildet ist, dass ein erstes Substrat (3a) vollflächig unterstützt auflegbar ist und Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) durch an der Unterseite (9) des Bodens (5) zugeführte Strahlung wär¬ mebehandelbar sind,
einen Rahmen (6) zum Verbinden des Bodens (5) mit einem Deckel ( 8 ) ,
ein Zwischenelement (7), welches so ausgebildet ist, dass ein zweites Substrat (3b) vollflächig unterstützt auflegbar ist,
einen Deckel (8), der auf den Rahmen (6) aufgesetzt und so ausgebildet ist, dass Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) durch an der Oberseite (27) des Deckels (8) zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind, wobei durch Boden (5), Deckel (8) und Rahmen (6) ein Prozessraum (17) zum Prozessieren der Substrate (3a, 3b) gebildet wird.
2. Prozessbox (1) nach Anspruch 1, bei welcher das Zwischenelement (7) auf eine vom Rahmen (6) geformte Stufe (12) lose aufgesetzt ist, wobei das Zwischenelement (7) den Prozessraum (17) in einen ersten Prozessteilraum (17a) zum Prozessieren des ersten Substrats (3a) und einen zweiten Prozessteilraum (17b) zum Prozessieren des zweiten Substrats (3b) unterteilt.
3. Prozessbox (1) nach Anspruch 1, bei welcher das Zwischenelement (7) auf einen auf dem Boden (5) abgestützten, ersten Abstandshalter (22) und/oder auf einen auf dem ersten Substrat (3a) abgestützten, zweiten Abstandshalter (24) lose aufgesetzt ist, wobei das Zwischenelement (7) so aus- gebildet ist, dass es gemeinsam mit dem ersten Abstandshal¬ ter (22) oder zweiten Abstandshalter (24) den Prozessraum (17) in einen ersten Prozessteilraum (17a) zum Prozessieren des ersten Substrats (3a) und einen zweiten Prozessteilraum (17b) zum Prozessieren des zweiten Substrats (3b) unterteilt.
4. Prozessbox (1) nach Anspruch 3, bei welcher sich der zweite Abstandshalter (24) in einer beschichtungsfreien
Randzone (14) des ersten Substrats (3a) abstützt.
5. Prozessbox (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher der Rahmen (6) auf den Boden (5) lose aufgesetzt ist.
6. Verfahren zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate (3a, 3b) in einer transportierbaren Prozessbox (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit den folgenden Schritten:
a) Montieren und Beladen der Prozessbox (1) durch
Bereitstellen eines Bodens (5) , durch den ein erstes Substrat (3a) vollflächig unterstützt werden kann und wel¬ cher so ausgebildet ist, dass Beschichtungen (4a, 4b) von Substraten (3a, 3b) durch an der Unterseite (9) des Bodens (5) zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind,
loses Aufsetzen eines Rahmens (6) auf den Boden (5) zur Verbindung des Bodens (5) mit einem Deckel (8),
gegebenenfalls Auflegen des ersten Substrats (3a) auf den Boden (5) ,
Anordnen eines Zwischenelements (7), durch das ein zweites Substrat (3b) vollflächig unterstützt werden kann, gegebenenfalls Auflegen des zweiten Substrats (3a) auf das Zwischenelement (7),
- Aufsetzen des Deckels (8) auf den Rahmen (6) zur Ausbildung der Prozessbox (1), wobei der Deckel (8) so ausge¬ bildet ist, dass Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) durch an der Oberseite (27) des Deckels (8) zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind,
b) Transportieren der Prozessbox (1) in eine Wärmebehand¬ lungskammer (29) mit Heizstrahlern (30), c) Zuführen von Strahlung an der Unterseite (9) des Bodens (5) und/oder Zuführen von Strahlung an der Oberseite (27) des Deckels (8) zum Wärmebehandeln der Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) .
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem das Zwischenelement (7) bei einer ersten Alternative auf eine vom Rah¬ men (6) geformte Stufe (12) oder bei einer zweiten Alterna¬ tive auf einen auf dem Boden (5) abgestützten, ersten Ab- Standshalter (22) und/oder auf einen auf dem ersten Substrat (3a) abgestützten, zweiten Abstandshalter (24) lose aufgesetzt wird.
8. Anordnung (28) zum Prozesieren einseitig beschichteter Substrate (3a, 3b) in einer Prozessbox (1), umfassend:
einen transportierbaren Prozessträger (2), mit einem Boden (5) , welcher so ausgebildet ist, dass ein erstes Sub¬ strat (3a) vollflächig unterstützt auflegbar ist und Be¬ schichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) durch an der Unterseite (9) des Bodens (5) zugeführte Strahlung wärmebe- handelbar sind, einem Rahmen (6) welcher so ausgebildet ist, dass er den Boden (5) mit einem Deckel (8) verbindet und der Deckel (8) auf den Rahmen lose aufsetzbar ist, ei¬ nem Zwischenelement (7), welches so ausgebildet ist, dass ein zweites Substrat (3b) vollflächig unterstützt auflegbar ist, wobei das Zwischenelement auf eine Stufe (12) des Rah¬ mens (6) lose aufgesetzt ist, einen in einer Prozesskammer (29) stationär angeordneten Deckel (8) zum losen Aufsetzen auf den Rahmen (6) des Prozessträgers (2) zur Formung der Prozessbox (1), wobei der Deckel (8) so ausgebildet ist, dass Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) durch an der Oberseite (27) des Deckels (8) zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind,
ein Bewegungsmechanismus (21) zum Bewegen von Deckel (8) und/oder Prozessträger (2), wobei der Bewegungsmechanismus so ausgebildet ist, dass der Deckel (8) auf den Rah¬ men (6) aufsetzbar ist.
9. Verfahren zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate (3a, 3b) in einer Anordnung (28) nach Anspruch 8, mit den folgenden Schritten:
a) Montieren und Beladen eines transportierbaren Prozessträgers (2), durch
bei einer ersten Alternative: Bereitstellen eines Bodens (5) , durch den ein erstes Substrat (3a) vollflächig unterstützt werden kann und welcher so ausgebildet ist, dass Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) durch an der Unterseite (9) des Bodens (5) zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind, und loses Aufsetzen eines Rahmens (6) auf den Boden (5) zur Verbindung des Bodens (5) mit einem Deckel (8) oder bei einer zweiten Alternative: Be- reitstellen eines Bodens (5) , durch den ein erstes Substrat (3a) vollflächig unterstützt werden kann und welcher so ausgebildet ist, dass Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) durch an der Unterseite (9) des Bodens (5) zuge¬ führte Strahlung wärmebehandelbar sind, wobei der Boden mit einem Rahmen (6) fest verbunden ist, welcher zur Verbindung des Bodens (5) mit einem Deckel (8) dient,
gegebenenfalls Auflegen des ersten Substrats (3a) auf den Boden (5) ,
loses Aufsetzen eines Zwischenelements (7), durch das ein zweites Substrat (3b) vollflächig unterstützt werden kann, bei einer ersten Alternative auf eine vom Rahmen (6) geformte Stufe (12) oder bei einer zweiten Alternative auf einen auf dem Boden (5) abgestützten, ersten Abstandshalter (22) und/oder auf einen auf dem ersten Substrat (3a) abge- stützten, zweiten Abstandshalter (24),
gegebenenfalls Auflegen des zweiten Substrats (3b) auf das Zwischenelement (7),
b) Transportieren des Prozessträgers (2) in eine Wärmebe¬ handlungskammer (29) mit Heizstrahlern (30),
c) loses Aufsetzen eines in der Wärmebehandlungskammer (30) stationär angeordneten Deckels (8) auf den Rahmen (6) zur Ausbildung der Prozessbox (1), wobei der Deckel (8) so ausgebildet ist, dass Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) durch an der Oberseite (27) des Deckels (8) zuge¬ führte Strahlung wärmebehandelbar sind,
d) Zuführen von Strahlung an der Unterseite (9) des Bo- dens (5) und/oder Zuführen von Strahlung an der Oberseite (27) des Deckels (8) zum Wärmebehandeln der Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) .
10. Anordnung (28) zum Prozessieren einseitig beschichte- ter Substrate (3a, 3b) in einer Prozessbox (1), umfassend: einen transportierbaren Prozessträger (2), mit einem Boden (5) , welcher so ausgebildet ist, dass ein erstes Sub¬ strat (3a) vollflächig unterstützt auflegbar ist und Be¬ schichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) durch an der Unterseite (9) des Bodens (5) zugeführte Strahlung wärmebe¬ handelbar sind, einem Zwischenelement (7), welches so aus¬ gebildet ist, dass ein zweites Substrat (3b) vollflächig unterstützt auflegbar ist, wobei das Zwischenelement (7) auf einen auf dem Boden (5) abgestützten, ersten Abstands- halter (22) und/oder auf einen auf dem ersten Substrat (3a) abgestützten, zweiten Abstandshalter (24) lose aufgesetzt ist, einen in einer Prozesskammer (29) stationär angeordneten Deckel (8) mit einem daran befestigten Rahmen (6) zum Verbinden von Boden (5) und Deckel (8) zur Formung der Pro- zessbox (1), wobei der Deckel (8) so ausgebildet ist, dass Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) durch an der Oberseite (27) des Deckels (8) zugeführte Strahlungsenergie wärmebehandelbar sind,
ein Bewegungsmechanismus (21) zum Bewegen von Deckel (8) mit Rahmen (6) und/oder Prozessträger (2), welcher so ausgebildet ist, dass der Rahmen (6) auf den Boden (5) lose aufsetzbar ist.
11. Verfahren zum Prozessieren einseitig beschichteter Substrate (3a, 3b) in einer Anordnung (28) nach Anspruch
10, mit den folgenden Schritten: a) Montieren und Beladen eines transportierbaren Prozessträgers (2), durch
Bereitstellen eines Bodens (5) , durch den ein erstes Substrat (3a) vollflächig unterstützt werden kann und wel- eher so ausgebildet ist, dass Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) durch an der Unterseite (9) des Bodens (5) zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind,
gegebenenfalls Auflegen des ersten Substrats (3a) auf den Boden (5) ,
- Aufsetzen eines Zwischenelements (7), durch das ein zweites Substrat (3b) vollflächig unterstützt werden kann, auf einen auf dem Boden (5) abgestützten ersten Abstandshalter (22) und/oder auf einen auf dem ersten Substrat (3a) abgestützten, zweiten Abstandshalter (24),
- gegebenenfalls Auflegen des zweiten Substrats (3b) auf das Zwischenelement (7),
b) Transportieren des beladenen Prozessträgers (2) in eine Wärmebehandlungskammer (29) mit Heizstrahlern (30), c) loses Aufsetzen eines in der Wärmebehandlungskammer (29) stationär angeordneten, mit einem Deckel (8) fest verbundenen Rahmens (6) auf den Boden (5) zur Ausbildung der Prozessbox (1), wobei der Deckel (8) so ausgebildet ist, dass Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) durch an der Oberseite (27) des Deckels (8) zugeführte Strahlung wärmebehandelbar sind,
d) Zuführen von Strahlung an der Unterseite (9) des Bodens (5) und/oder Zuführen von Strahlung an der Oberseite (27) des Deckels (8) zum Wärmebehandeln der Beschichtungen (4a, 4b) der Substrate (3a, 3b) .
PCT/EP2013/052520 2012-02-16 2013-02-08 Prozessbox, anordnungen und verfahren zum prozessieren beschichteter substrate WO2013120779A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014556993A JP6076377B2 (ja) 2012-02-16 2013-02-08 コーティングされた基板を処理するプロセスボックス、アッセンブリ及び方法
KR1020147022586A KR101680950B1 (ko) 2012-02-16 2013-02-08 코팅된 기판을 처리하기 위한 처리 박스, 장치 및 방법
US14/350,801 US9799543B2 (en) 2012-02-16 2013-02-08 Process box, arrangements and methods for processing coated substrates
CN201380009664.8A CN104106131B (zh) 2012-02-16 2013-02-08 用于处理被涂层的衬底的处理盒、装置和方法
BR112014008177A BR112014008177A2 (pt) 2012-02-16 2013-02-08 caixa de processo, arranjos, e métodos para processar substratos revestidos
ES13707567T ES2841067T3 (es) 2012-02-16 2013-02-08 Caja de procesamiento, disposiciones y procedimientos para procesar sustratos revestidos
EP13707567.7A EP2815426B1 (de) 2012-02-16 2013-02-08 Prozessbox, anordnungen und verfahren zum prozessieren beschichteter substrate
ZA2014/05481A ZA201405481B (en) 2012-02-16 2014-07-24 Process box, arrangements and methods for processing coated substrates

Applications Claiming Priority (2)

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WO (1) WO2013120779A1 (de)
ZA (1) ZA201405481B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023245550A1 (en) * 2022-06-23 2023-12-28 Cnbm Research Institute For Advanced Glass Materials Group Co., Ltd. Energy-saving heat treatment device for metal substrate in corrosive gas

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2360720A1 (de) * 2010-02-23 2011-08-24 Saint-Gobain Glass France Vorrichtung zum Positionieren von mindestens zwei Gegenständen, Anordnungen, insbesondere Mehrschichtkörperanordnungen, Anlage zum Prozessieren, insbesondere zum Selenisieren, von Gegenständen, Verfahren zum Positionieren von mindestens zwei Gegenständen
JP5933837B2 (ja) * 2012-07-09 2016-06-15 サン−ゴバン グラス フランスＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ Ｇｌａｓｓ Ｆｒａｎｃｅ 基板を処理するためのシステムと方法
HUE054704T2 (hu) * 2018-12-06 2021-09-28 Heraeus Deutschland Gmbh & Co Kg Csomagolási egység szubsztrátok számára
EP3664130B1 (de) * 2018-12-06 2022-02-02 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Verpackungseinheit für ein substrat

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4324318C1 (de) 1993-07-20 1995-01-12 Siemens Ag Verfahren zur Serienverschaltung einer integrierten Dünnfilmsolarzellenanordnung
EP0662247B1 (de) 1992-09-22 1999-03-10 Siemens Aktiengesellschaft Schnelles verfahren zur erzeugung eines chalkopyrit-halbleiters auf einem substrat
WO2004032593A2 (de) * 2002-10-07 2004-04-22 Schott Ag Dünnstsubstratträger
DE102008022784A1 (de) 2008-05-08 2009-11-12 Avancis Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Tempern von Gegenständen in einer Behandlungskammer
EP2200097A1 (de) 2008-12-16 2010-06-23 Saint-Gobain Glass France S.A. Verfahren zur Herstellung einer Photovoltaikvorrichtung und System zur Strukturierung eines Objekts
EP2360720A1 (de) 2010-02-23 2011-08-24 Saint-Gobain Glass France Vorrichtung zum Positionieren von mindestens zwei Gegenständen, Anordnungen, insbesondere Mehrschichtkörperanordnungen, Anlage zum Prozessieren, insbesondere zum Selenisieren, von Gegenständen, Verfahren zum Positionieren von mindestens zwei Gegenständen
EP2360721A1 (de) 2010-02-23 2011-08-24 Saint-Gobain Glass France Vorrichtung zum Positionieren von mindestens zwei Gegenständen, Anordnungen, insbesondere Mehrschichtkörperanordnungen, Anlage zum Prozessieren, insbesondere zum Selenisieren, von Gegenständen, Verfahren zum Positionieren von mindestens zwei Gegenständen

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06818Y2 (ja) * 1989-09-21 1994-01-05 日本エー・エス・エム株式会社 Ｃｖｄ装置のための基板支持装置
US5607009A (en) 1993-01-28 1997-03-04 Applied Materials, Inc. Method of heating and cooling large area substrates and apparatus therefor
JP3242281B2 (ja) 1995-03-13 2001-12-25 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
US5837555A (en) * 1996-04-12 1998-11-17 Ast Electronik Apparatus and method for rapid thermal processing
US6176667B1 (en) * 1996-04-30 2001-01-23 Applied Materials, Inc. Multideck wafer processing system
US20050188923A1 (en) * 1997-08-11 2005-09-01 Cook Robert C. Substrate carrier for parallel wafer processing reactor
US6765178B2 (en) 2000-12-29 2004-07-20 Applied Materials, Inc. Chamber for uniform substrate heating
JP4860167B2 (ja) * 2005-03-30 2012-01-25 東京エレクトロン株式会社 ロードロック装置，処理システム及び処理方法
JP4619854B2 (ja) * 2005-04-18 2011-01-26 東京エレクトロン株式会社 ロードロック装置及び処理方法
EP1739213B1 (de) * 2005-07-01 2011-04-13 Freiberger Compound Materials GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Tempern von III-V-Wafern sowie getemperte III-V-Halbleitereinkristallwafer
WO2009079845A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Applied Materials, Inc. Staggered dual proess chambers using one single facet on a transfer module
JP5543125B2 (ja) * 2009-04-08 2014-07-09 ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエル 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP5507274B2 (ja) * 2010-01-29 2014-05-28 大日本スクリーン製造株式会社 熱処理方法および熱処理装置
CN103201828B (zh) * 2010-11-05 2016-06-29 夏普株式会社 氧化退火处理装置和使用氧化退火处理的薄膜晶体管的制造方法
WO2013130191A1 (en) * 2012-02-29 2013-09-06 Applied Materials, Inc. Abatement and strip process chamber in a load lock configuration

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0662247B1 (de) 1992-09-22 1999-03-10 Siemens Aktiengesellschaft Schnelles verfahren zur erzeugung eines chalkopyrit-halbleiters auf einem substrat
DE4324318C1 (de) 1993-07-20 1995-01-12 Siemens Ag Verfahren zur Serienverschaltung einer integrierten Dünnfilmsolarzellenanordnung
WO2004032593A2 (de) * 2002-10-07 2004-04-22 Schott Ag Dünnstsubstratträger
DE102008022784A1 (de) 2008-05-08 2009-11-12 Avancis Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Tempern von Gegenständen in einer Behandlungskammer
EP2200097A1 (de) 2008-12-16 2010-06-23 Saint-Gobain Glass France S.A. Verfahren zur Herstellung einer Photovoltaikvorrichtung und System zur Strukturierung eines Objekts
EP2360720A1 (de) 2010-02-23 2011-08-24 Saint-Gobain Glass France Vorrichtung zum Positionieren von mindestens zwei Gegenständen, Anordnungen, insbesondere Mehrschichtkörperanordnungen, Anlage zum Prozessieren, insbesondere zum Selenisieren, von Gegenständen, Verfahren zum Positionieren von mindestens zwei Gegenständen
EP2360721A1 (de) 2010-02-23 2011-08-24 Saint-Gobain Glass France Vorrichtung zum Positionieren von mindestens zwei Gegenständen, Anordnungen, insbesondere Mehrschichtkörperanordnungen, Anlage zum Prozessieren, insbesondere zum Selenisieren, von Gegenständen, Verfahren zum Positionieren von mindestens zwei Gegenständen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. PALM ET AL.: "CIS module pilot processing applying concurrent rapid selenization and sulfurization of large area thin film precursors", THIN SOLID FILMS, vol. 431-432, 2003, pages 414 - 522

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023245550A1 (en) * 2022-06-23 2023-12-28 Cnbm Research Institute For Advanced Glass Materials Group Co., Ltd. Energy-saving heat treatment device for metal substrate in corrosive gas
US12080569B1 (en) 2022-06-23 2024-09-03 Cnbm Research Institute For Advanced Glass Materials Group Co., Ltd. Energy-saving heat treatment device for metal substrate in corrosive gas

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