用于处理被覆层的基质的工艺盒、组件和方法_3

文档序号:9204370阅读:来源:国知局
。通过该措施可实现,在间隔壁与工艺盒的调温的(被主动冷却的)壳体截段之间建立温度梯度(温度障碍)。优选地,该温度梯度这样使得在间隔壁处达到用于被覆层的基质的热处理的可预设的处理温度。热辐射器为了该目的例如仅可布置在处理腔之上和/或之下。
[0036]此外,本发明延伸到一种用于在可运输的或静止的工艺盒中处理被覆层的基质的方法,该工艺盒尤其可如上所述地来构造。该方法包括以下步骤:
-将被覆层的基质引入工艺盒的空腔中,
-气密地封闭工艺盒的空腔,
-通过电磁热辐射热处理被覆层的基质,该电磁热辐射由布置在工艺盒之外的热辐射器来产生且射到工艺盒的至少一个用于热处理的壳体截段上,其中,在热处理期间由被覆层的基质产生至少一个气态物质,
-在热处理期间且必要时在其之后调温或冷却工艺盒的至少一个壳体截段,
-通过设有一个或多个开口的间隔壁阻碍在热处理器期间所产生的气态物质扩散至被调温的或冷却的壳体截段,该间隔壁布置在被覆层的基质与被调温的或冷却的壳体截段之间。
[0037]在该方法中,工艺盒的该至少一个用于热处理的壳体截段(热辐射射到其上)不被调温或冷却。
[0038]在该方法的一有利的设计方案中,位于间隔壁与被调温的或冷却的壳体截段之间的中间腔至少部分、尤其完全不被电磁热辐射照射。
[0039]在该方法的另一有利的设计方案中,间隔壁的一个或多个开口的(总)开口面积在热处理期间通过间隔壁的加热被减小到初始值(在热处理之前的总开口面积)的最大50%、优选地最大30%、更优选地最大10%。
[0040]在该方法的另一有利的设计方案中,工艺盒的空腔在被覆层的基质的热处理之前和/或之后被排空并且/或者被填充以过程气体(带有负压或超压)。
[0041]应理解的是,本发明的不同设计方案可单独地或以任意组合来实现。前面所提及的和接下来待阐述的特征不尤其仅可以以所说明的组合、而且可以以其它组合或单独地应用,而不离开本发明的范围。
【附图说明】
[0042]现在来详细阐述本发明,其中,参考附图。在简化的、不按比例的图示中:
图1显示了用于处理被覆层的基质的根据本发明的工艺盒的普遍的横截面图示;
图2显示了带有端侧的封闭件的图1的工艺盒的透视图;
图3A-3C按照不同图示显示了根据本发明的工艺盒的一实施例;
图4显示了带有两个可接合的框架件的图3A-3C的工艺盒的一变体;
图5A-5F显示了根据本发明的工艺盒的温度受控的间隔壁的不同变体。
【具体实施方式】
[0043]在附图中说明水平地定位在典型的工作位置中的工艺盒。应理解的是,工艺盒也可不一样地定向而在接下来的说明中做出的位置和方向说明仅涉及在附图中工艺盒的图示,其中,本发明不应由此受限制。
[0044]首先观察图1和2,其中示出了用于处理被覆层的基质2的根据本发明的工艺盒I的普遍的剖示图(图1)以及带有端侧的封闭件9的这样的工艺盒I的透视性视图(图2)。工艺盒I用于处理被单侧覆层的基质2,例如用于热处理前体层以转化成化合物半导体、尤其黄铜矿化合物。虽然仅示出唯一的基质2,工艺盒I同样可被用于处理两个或多个基质 2。
[0045]工艺盒I包括此处例如方形的壳体3,其带有壳体壁4,壳体壁4由底壁5、盖壁6和环绕的侧壁7组成。壳体壁4包围气密的或可排空的空腔11,其通过可取下的封闭件9可气密地封闭。如在图2中所示,壳体3例如可具有端侧的壳体开口 8,其通过可门式安放的封闭件9 (其形成侧壁7的一部分)可封闭。通常,壳体开口 8和所属的封闭件9可自由选择地放置在壳体壁4的任意壁截段处。底壁5在中间的区域中用作用于基质2的支承面,其中,同样也可设置有相应的间隔垫片或支撑元件。
[0046]工艺盒I的壳体壁4可由相同的材料或彼此不同的材料构成。典型的材料是金属、玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、碳纤维强化的碳材料或石墨。在此重要的是,盖壁6和底壁5分别构造成使得通过从外以电磁热辐射形式供给的热能可实现被覆层的基质2的热处理。该热能可在图1中示意性表示的组件10中通过在盖壁6之上以及在底壁5之下例如排状布置的热辐射器12来供给。例如,盖壁6和底壁5为了该目的由对于射入的电磁辐射透明的或至少部分透明的材料、例如玻璃陶瓷构成。盖壁6和底壁5也可仅逐段地由这样的材料构成。同样也可能盖壁6和底壁5由材料构成或包括这样的材料,其适合于至少部分地、尤其完全地吸收电磁辐射,以便本身被加热,例如石墨。在该情况中,盖壁6和底壁5用作被动被加热的次级热源。
[0047]如在图2中可辨识出的那样,壳体壁4、此处例如封闭件9设有两个冷却剂接口13、13’,其用作用于在未详细示出的、至少逐段地尤其完全地穿过环绕的侧壁7的冷却剂管路系统中的冷却剂的入口或出口。通过引入的冷却剂,环绕的侧壁7可至少逐段地被调温到可预设的温度上或关于在热处理中的基质温度被主动地冷却。为了该目的,这两个冷却剂接口 13、13’可被与用于准备和冷却冷却剂的调温或冷却装置14在流动技术上相连接。通常,在工艺盒中仅来调温或冷却那些不用于通过从外以电磁热辐射的形式供给的热能热处理被覆层的基质2的壳体截段(此处例如环绕的侧壁7或至少其中的一截段)。在该示例中,仅封闭件9被调温或冷却。作为冷却剂例如可使用油或水。调温或主动冷却备选地也可通过由与冷却体(例如冷却板)的接触的接触冷却(热传导)、风扇(对流冷却)或无接触地通过相间隔的冷却体(辐射冷却)来实现。
[0048]此外,壳体3包括设有阀15的气体通引部16,其通到空腔11中。气体通引部16此处例如布置在端侧的封闭件9中。经由气体接口 17,通过联结到泵出装置18(真空泵)处可将空腔11排空。此外,气体接口 17可被联结到气体供给装置19处,以便通过引入惰性的扫气来冲洗空腔11或以带有负压或超压的反应性的过程气体来填充。通过阀15 (例如多路阀)可自由选择地打开或气密地封闭气体通引部16。空腔11具有相对小的净高度,其例如处在7至12mm的范围中,以便使能够顺利排空和有效填充以过程气体。
[0049]空腔11通过条状的间隔壁20被近似气密地划分成处理腔21和中间腔22,其中,被覆层的基质2仅容纳在处理腔21中。气体通引部16通到中间腔22中。间隔壁20设有一个或者多个开口或穿孔,处理腔21通过其与中间腔22在流动技术上相连接。
[0050]如在图1的竖直剖示图中可辨识出的那样,间隔壁20(其在竖直方向上从底壁5向盖壁6的方向延伸)不完全伸到直至盖壁6,从而留有缝隙23作为间隔壁20的开口。在图2中示出一变体,在其中间隔壁20延伸直至盖壁6且设有多个大约在中间布置成排的水平槽24作为开口。通过缝隙23或槽24,处理腔21与中间腔22在流动技术上相连接,使得相互的气体交换是可能的、然而由于缝隙23或槽24的较小的竖直尺寸或高度被阻碍。间隔壁20因此用作在处理腔21与中间腔22之间的扩散或蒸发障碍。
[0051]间隔壁20用作扩散或蒸发障碍的特性基于自由行程的压力相关性。在几乎常压(700-1000mbar)下,扩散通过间隔壁20的(多个)比较小的开口被阻碍。而如果中间腔22被泵出到在预真空范围(1-1OOOybar)中的压力上,自由行程明显提高而间隔壁20仅还表现出对于气体交换的较弱的扩散障碍。处理腔21因此可穿过间隔壁20被泵出而过程气体可在泵出之后通过进入中间腔22中还流动到处理腔21中。另一方面,通过间隔壁20可将在处理腔21中易挥发的硫族成分如砸或硫(其在热处理期间从被覆层的基质2扩散/蒸发出)的分压在基质的热处理期间至少尽可能保持恒定。间隔壁20因此在基质2的热处理中例如用作砸障碍。
[0052]通常,缝隙23或槽24的(共同的)开口面积25被测定成使得在基质2的热处理期间通过被覆层的基质2的热处理在处理腔21中所产生的气态物质从处理腔21出来的质量损失小于在处理腔21中所产生的气态物质的质量50%、优选地小于20%、更优选地小于10%。为了该目的,间隔壁20构造成使得由开口面积25除以处理腔21的内部的表面积或内表面积形成的面积比处在5xl0_5至5x10 _4的范围中。
[0053]例如,处理腔21的内表面积26具有大约1.2m2的尺寸。
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