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WO2010085949A2 - Substratträger zur halterung von substraten - Google Patents

Substratträger zur halterung von substraten Download PDF

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WO2010085949A2
WO2010085949A2 PCT/DE2010/000138 DE2010000138W WO2010085949A2 WO 2010085949 A2 WO2010085949 A2 WO 2010085949A2 DE 2010000138 W DE2010000138 W DE 2010000138W WO 2010085949 A2 WO2010085949 A2 WO 2010085949A2
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support frame
substrate holder
substrate carrier
cfc
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Roth and Rau AG
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    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
    • H10P72/165—
    • H10P72/17—
    • H10P72/7611—
    • H10P72/7616—
    • H10P72/7622—
    • H10P72/1908—
    • H10P72/1921—

Definitions

  • Substrate carrier for holding substrates
  • the invention relates to a substrate carrier for holding a substrate or a plurality of substrates, in particular solar cell wafers, during transport and during the course of individual process steps in process chambers with coating and / or etching processes.
  • the respective process in addition to the surfaces of a substrate on which the respective process is intended to act in a concrete manner in a technologically intended manner, generally acts on all surfaces within the process chamber.
  • it is attempted to arrange the substrate and device arrangement within the process chamber such that the respective process acts at least predominantly on the concrete substrate surfaces.
  • a simple means, which is widely used in practice, is the covering of the device components which are not to be coated, eg with aluminum foil. But this is always only a relatively coarse cover, which does not cover the areas in the immediate vicinity of the substrates on the substrate holders.
  • substrate holders are constantly exposed to the often aggressive process parameters, which can lead to rapid wear or unusability.
  • Relatively high temperatures lead to stresses and deformations of the substrate holder and reactive processes lead to undesired changes on the surface of the substrate holders.
  • Due to heat dissipation, the relatively high thermal masses of the substrate holders also often lead to unfavorable temperature profiles of the individual solar cell wafers, which are arranged as substrates on the substrate carrier, which can lead to quality losses.
  • No. 6,227,372 B1 specifies a component carrier for accommodating electrical components, which consists of a support frame with a frame structure in such a way that openings are formed in which inserts for receiving the components can be inserted.
  • the inserts are made of semicrystalline polymer, which is not suitable for high temperature processes.
  • US 2006/0006095 A1 describes a universally usable substrate holder for the storage, treatment and transport of a large number of electronic components.
  • the substrate holder has an adjustable side wall opposite a fixed side wall.
  • the adjustable sidewall defines a predetermined opening of the substrate holder.
  • the substrate carrier consists of a support frame and at least one substrate holder.
  • the support frame consists of a self-supporting and rigid frame structure with angularly arranged to each other longitudinal and transverse webs of a stable up to 800 0 C dimensionally stable material.
  • the substrate receptacle rests on the support frame and is designed in the manner of a plate in such a way that the substrates can be positioned on the upper side of the substrate receptacle. Between the support frame and the substrate holder there are thermal insulation elements.
  • the concrete structure of the longitudinal and transverse webs and other structurally provided elements, eg Outer bars, can vary in a wide range. Decisive is the achievement of sufficient stability and flexural rigidity even at higher process temperatures.
  • the support frame should preferably have a low thermal mass.
  • the individual elements of the support frame, the longitudinal and transverse webs and the other constructively provided elements can be arranged in an advantageous manner by means of pins and associated recesses positioned to each other. To secure the geometric arrangement screwed or technically similar locking the frame structure are also advantageous.
  • the inventively designed as a thin plate substrate receptacle rests on the support frame, i. It is formed so thin to foil-like that it bends between the support points only in a process-technologically permissible range.
  • the substrate or the plurality of substrates can be positioned. This can be done in such a way that in the substrate receiving suitable recesses for receiving the e.g. between 0.1 to 0.6 mm thick solar cell wafer are introduced. Suitable positioning aids or stops such as pins or strips for positioning the substrates or solar cell wafers can also be provided on the substrate holder.
  • thermal insulating elements between the support frame and the substrate receiving known pin-like ceramic elements may be introduced in the support frame, for example, ensure that between the support frame and the Substratauf- would take place as good as possible thermal decoupling.
  • the solution according to the invention enables secure and stable mounting of the substrates during transport and during the course of the individual process steps. Especially in thermal processes, short process times can be guaranteed.
  • the solar cell wafers can be heated very quickly to the required process temperatures and the temperature profile of the individual solar cell wafer is very homogeneous, since the thin plate and the support frame with their correspondingly low thermal masses have no or only a very small thermal influence.
  • the thin plate as a substrate receptacle so large that the support frame opposite the heating sources is not exposed to any direct heat radiation.
  • separate additional covers can be provided next to the substrate receptacle and above and / or below the support frame.
  • CFC carbon fiber rein- forced carbon
  • composite materials produced therefrom can be used as the process-stable material for the elements of the support frame and the substrate holder.
  • the material should be resistant and easy to clean to the specific coating and etching processes used, as well as the process temperatures.
  • the substrate carriers are generally formed such that the substrates are subjected to a treatment process only from above. If necessary, also the bottom of the substrate or solar cell wafer one
  • the thin plate have at least one opening in the region of the substrate relative to the underlying support frame. Through the support frame and the opening through the bottom of the substrate can then be at least partially treated.
  • the substrate holder can advantageously be adapted to the specific substrates, while the substrate carrier can be used unchanged for all substrate holders. Due to the specific plate-like and thus thin design of the substrate holder, this adapts very quickly to the given thermal conditions, while the mass-intensive support frame thermally decoupled from the substrate holder is protected under the substrate holder and reacts relatively slowly to temperature changes. On this basis, the thermal influence of the substrates by the support frame and the substrate holder is negligible.
  • the substrate carrier according to the invention can be used concretely both for batch systems and continuous-flow systems for the treatment and / or coating of solar cell wafers as well as for all other flat or suitable flat substrates. Particularly advantageous is the use in the application of relatively high process temperatures and / or reactive atmospheres.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a substrate carrier for the enclosure of 25 solar cell wafers.
  • FIG. 2 shows the trachea without substrate receiving.
  • the substrate carrier according to the embodiment is shown in Figure 1 in a perspective view from above.
  • the substrate carrier essentially consists of a lower support frame 1 and a substrate holder 2 resting thereon.
  • 5 ⁇ 5 recesses in the form of openings 3 with lateral supports 4 for holding rectangular 156 ⁇ 156 mm solar cell wafers 5 are included in the substrate receptacle 2 a size of 158 x 158 mm incorporated.
  • a solar cell wafer 5 is inserted only in the lower opening 3.
  • the plate-shaped substrate holder 2 has a thickness of 1.2 mm and the supports 4 are lowered relative to the top of the substrate holder 2 by 0.5 mm, so that the solar cell wafer 5 with a thickness of 0.5 mm is securely positioned in the opening 2 ,
  • the substrate holder 2 covers the support frame 1 in its entirety so that it is shielded from above arranged heating sources. If necessary, the lateral areas of the support frame 1 can still be protected with additional covers from heat radiation.
  • the support frame 1 is shown without substrate receptacle 2, so that the self-supporting and rigid frame structure with angle to each other arranged longitudinal tegen 6 and transverse webs 7 is visible.
  • the support frame 1 to achieve a self-supporting rigid and also low-mass construction further constructive elements. These include in the longitudinal direction as guide rails formed outer webs 8. All elements of the support frame 1 are positioned in a known manner by means not shown sockets, in particular by means of pins and associated recesses to each other and connected. Essential to the invention are evenly distributed over the entire surface of the support frame 1 'thermal insulation provided 9, on which the plate-shaped substrate holder 2 rests. For positioning the substrate Aufnähme 2 on the support frame 1 positioning pins 10 are provided on the support frame 1, which engage in associated holes 11 in the substrate holder 2.
  • the concrete design can be easily adapted to specific and local conditions.
  • the elements of the support frame 1 are made of a CFC composite material and the substrate holder 2 is made of a carbon composite material, which is dimensionally stable at least up to 800 0 C.
  • the thermal insulation elements 9 are made of graphite pins.
  • the carbon composite is made from 100% fiber-reinforced carbon (CFC). Carbon or graphite fibers of only a few microns in diameter are admixed to a matrix of pure carbon. This material has a high mechanical stability, as the matrix out
  • the openings 3 in the substrate receptacle 2 are open by way of example downwards, thereby it is also possible the lower side of the solar cell wafer 5, taking off the surfaces with which the solar cell wafer 5 rest on the lateral supports 4, from below through the support frame 1 therethrough Exposure to coating and etching processes. Insofar as this is not necessary, the openings 3 in the substrate receptacle 2 can also be closed downwards, ie the supports 4 are replaced by a lowered surface.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Substratträger zur Halterung von Substraten, bestehend aus einem Tragrahmen (1) und mindestens einer Substrataufnahme (2). Der Tragrahmen (1) weist eine selbsttragende und biegesteife Rahmenstruktur aus winklig zueinander angeordneten Längsstegen (6) und Querstegen (7) aus einem bis 800 0C formstabilen Material auf. Die Substrataufnahme (2) liegt auf dem Tragrahmen (1) auf und ist plattenartig derart ausgebildet, dass die Solarzellenwafer (5) auf der Oberseite der Substrataufnahme (2) positioniert werden können. Zwischen dem Tragrahmen (1) und der Substrataufnahme (2) sind thermische Isolierelemente (9) vorhanden. Die Elemente des Tragrahmens (1) und die Substrataufnahme (2) bestehen aus Stahl, Titan, Aluminium, Keramik, CFC (CFC = Carbon Fiber reinforced Carbon) oder daraus hergestellten Verbundwerkstoffen.

Description

Substratträger zur Halterung von Substraten
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Substratträger zur Halterung eines Substrates oder einer Vielzahl von Substraten, ins- besondere Solarzellenwafern, während des Transportes und während des Ablaufes einzelner Prozessschritte in Prozess- kaπimern mit Beschichtungs- und/oder Ätzprozessen.
Stand der Technik
Bei der Behandlung von Substraten mit Beschichtungs- und/oder Ätzprozessen ist es erforderlich, spezifische
Temperaturen und Drücke von konkreten Atmosphären einzustellen. Dabei wirkt der jeweilige Prozess, neben den Oberflächen eines Substrates auf denen der jeweilige Prozess in technologisch vorgesehener Weise konkret einwirken soll, in der Regel auf alle Oberflächen innerhalb der Prozesskammer. Nach dem Stand der Technik wird versucht, die Substrat- und Geräteanordnung innerhalb der Prozesskammer derart anzuordnen, dass der jeweilige Prozess zumindest überwiegend auf die konkreten Substratoberflächen ein- wirkt. Ein einfaches Mittel, welches in der Praxis vielfach angewandt wird, ist die Abdeckung der Gerätebauteile, die nicht beschichtet werden sollen, z.B. mit Aluminiumfolie. Das ist aber immer nur eine relativ grobe Abdeckung, welche die Flächen in unmittelbarer Umgebung der Substrate an den Substrathalterungen nicht erfasst. Insbesondere bei Prozessen mit hohen Taktfrequenzen und wiederholter Nutzung der Substrathalterung bei einer Vielzahl von Durchläufen werden die Substrathalterungen ständig den oft aggressiven Prozessparametern ausgesetzt, was zu einem schnellen Verschleiß bzw. zur Unbrauchbarkeit führen kann. Relativ hohe Temperaturen führen zu Verspannungen und Deformierungen der Substrathalter und reaktive Prozesse führen zu unerwünschten Veränderungen an der Oberfläche der Substrathalterungen. Die relativ hohen thermischen Massen der Substrathalter führen auf Grund von Wärmeableitung auch oft zu ungünstigen Temperaturprofilen der einzelnen Solarzellenwafer, die als Substrate auf dem Substratträger angeordnet sind, wodurch es zu Qualitätsverlusten kommen kann.
Die US 6,227,372 Bl gibt einen Komponententräger zur Aufnahme elektrischer Komponenten an, der aus einem Tragrahmen mit einer Rahmenstruktur besteht, derart dass Öffnungen gebildet werden, in die Einsätze zur Aufnahme der Komponenten eingesetzt werden können. Die Einsätze bestehen aus halbkristallinen Polymer, welches für Hochtemperaturprozesse nicht geeignet ist.
Die US 2006/0006095 Al beschreibt eine universell einsetzbare Substrathalterung zur Lagerung, Behandlung und zum Transport einer Vielzahl von elektronischen Komponenten. Die Substrathalterung weist gegenüber einer festen Seitenwand eine justierbare Seitenwand auf. Die justierbare Seitenwand definiert eine vorbestimmte Öffnung der Substrathalterung. Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, einen Substratträger zur Halterung eines Substrates oder einer Vielzahl von Substraten, insbesondere von Solarzellenwafern, an- zugeben, der beim Einsatz zur Behandlung der Substrate in Beschichtungs- und/oder Ätzprozessen mit aggressiven Medien und/oder bei hohen Temperaturen eine hohe Stabilität und Standzeit aufweist. Weiterhin soll der Substratträger gegenüber dem Substrat möglichst keine thermischen Ein- flüsse ausüben.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den ünteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der be- vorzugten Ausführung der Erfindung, einschließlich der Zeichnung, näher dargestellt.
Erfindungsgemäß besteht der Substratträger aus einem Tragrahmen und mindestens einer Substrataufnahme. Der Tragrahmen besteht aus einer selbsttragenden und biegesteifen Rahmenstruktur mit winklig zueinander angeordneten Längsund Querstegen aus einem bis 8000C formstabilen Material. Bei der Anwendung höherer Prozesstemperaturen kann es erforderlich sein, Materialien einzusetzen, die auch bei entsprechend höhere Temperaturen eine ausreichende Forms- tabilität aufweisen. Die Substrataufnahme liegt auf dem Tragrahmen auf und ist plattenartig derart ausgebildet, dass die Substrate auf der Oberseite der Substrataufnahme positioniert werden können. Zwischen dem Tragrahmen und der Substrataufnahme sind thermische Isolierelemente vor- handen. Die konkrete Struktur der Längs- und Querstege sowie weiterer konstruktiv vorgesehener Elemente, z.B. Außenstege, kann in einem weiten Bereich variieren. Ausschlaggebend ist die Erzielung einer ausreichenden Stabilität und Biegesteifigkeit auch bei höheren Prozesstemperaturen. Dabei soll der Tragrahmen möglichst eine geringe thermische Masse aufweisen.
Die einzelnen Elemente des Tragrahmens, die Längs- und Querstege sowie die weiteren konstruktiv vorgesehener Elemente können in vorteilhafter Weise mittels Zapfen und zugeordneten Ausnehmungen zueinander positioniert angeord- net sein. Zur Sicherung der geometrischen Anordnung sind zusätzlich Verschraubungen oder technisch ähnliche Arretierungen der Rahmenstruktur vorteilhaft.
Die erfindungsgemäß als dünne Platte ausgebildete Substrataufnahme liegt auf dem Tragrahmen auf, d.h. sie wird derart dünn bis folienartig ausgebildet, dass sie sich zwischen den Auflagepunkten nur in einem prozesstechnologisch zulässigen Bereich durchbiegt. Auf der Oberseite der dünnen Platte kann das Substrat oder können die Vielzahl von Substraten positioniert werden. Das kann derart erfol- gen, dass in der Substrataufnahme geeignete Ausnehmungen zur Aufnahme der z.B. zwischen 0,1 bis 0,6 mm dicken Solarzellenwafer eingebracht sind. Auf der Substrataufnahme können auch geeignete Positionierhilfen oder Anschläge wie Stifte oder Leisten zur Positionierung der Substrate bzw. Solarzellenwafer vorgesehen sein.
Als thermische Isolierelemente zwischen dem Tragrahmen und der Substrataufnahme können z.B. bekannte stiftartige Keramikelemente im Tragrahmen eingebracht sein, die gewährleisten, dass zwischen dem Tragrahmen und der Substratauf- nähme eine möglichst gute thermische Entkopplung erfolgt. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine sichere und stabile Halterung der Substrate während des Transportes und während des Ablaufes der einzelnen Prozessschritte. Insbesondere bei thermischen Prozessen können kurze Pro- zesszeiten gewährleistet werden. Die Solarzellenwafer können sehr schnell auf die erforderlichen Prozesstemperaturen aufgeheizt werden und das Temperaturprofil des einzelnen Solarzellenwafer ist sehr homogen, da die dünne Platte und der Tragrahmen mit ihren entsprechend geringen thermische Massen keine oder nur einen sehr geringen thermischen Einfluss haben.
Vorteilhaft ist es, die dünne Platte als Substrataufnahme derart groß auszubilden, dass der gegenüber den Heizquellen darunter liegende Tragrahmen keiner direkten Wärme- Strahlung ausgesetzt ist. Zu diesem Zweck können auch gesonderte zusätzliche Abdeckungen neben der Substrataufnahme sowie über und/oder unter dem Tragrahmen vorgesehen sein.
Als prozessstabiles Material für die Elemente des Tragrah- mens sowie die Substrataufnahme kann Stahl, Titan, gegebenenfalls Aluminium, Keramik, CFC (CFC = Carbon Fiber rein- forced Carbon) oder daraus hergestellte Verbundwerkstoffe eingesetzt werden. Das Material sollte gegenüber den spezifisch angewandten Beschichtungs- und Ätzprozessen sowie den prozesstechnischen Temperaturen widerstandsfähig und leicht zu reinigen sein.
Die Substratträger werden allgemein derart ausgebildet, dass die Substrate nur von oben einem Behandlungsprozess unterzogen werden. Soweit es erforderlich ist, auch die Unterseite des Substrates bzw. Solarzellenwafers einem
Behandlungsprozess zu unterziehen, kann die dünne Platte im Bereich des Substrates gegenüber dem darunter liegende Tragrahmen mindestens eine Öffnung aufweisen. Durch den Tragrahmen und die Öffnung hindurch kann dann auch die Unterseite des Substrates mindestens teilweise behandelt werden kann.
Die Substrataufnahme kann in vorteilhafter Weise an die spezifischen Substrate angepasst werden, während der Substratträger unverändert für alle Substrataufnahmen verwendet werden kann. Wegen der spezifisch plattenartig und damit dünnen Ausführung der Substrataufnahme passt sich diese sehr schnell an die gegebenen thermischen Bedingungen an, während sich der thermisch von der Substrataufnahme entkoppelte masseintensivere Tragrahmen geschützt unter der Substrataufnahme befindet und relativ träge auf Temperaturwechsel reagiert. Auf dieser Grundlage ist die thermische Beeinflussung der Substrate durch den Tragrahmen und die Substrataufnahme vernachlässigbar gering.
Der erfindungsgemäße Substratträger kann sowohl bei Chargenanlagen wie bei Durchlaufanlagen konkret für die Be- handlung und/oder Beschichtung von Solarzellenwafern als auch für alle anderen flächigen oder geeigneten flachen Substrate angewandt werden. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz bei der Anwendung relativ hoher Prozesstemperaturen und/oder reaktiven Atmosphären.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Zugehörig zeigt Figur 1 eine perspektivische Ansicht auf einen Substratträger für die HaI- terung von 25 Solarzellenwafern. Figur 2 zeigt den Tra- grahmen ohne Substrataufnahme. Der Substratträger gemäß Ausführungsbeispiel ist in Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht von oben dargestellt. Der Substratträger besteht im Wesentlichen aus einem unteren Tragrahmen 1 und einer darauf aufliegenden Substrat- aufnähme 2. In die Substrataufnahme 2 sind beispielhaft 5 x 5 Ausnehmungen in Form von Öffnungen 3 mit seitlichen Auflagen 4 zur Halterung von rechteckigen 156 x 156 mm großen Solarzellenwafern 5 mit einer Größe von 158 x 158 mm eingearbeitet. In Figur 1 ist nur in der un- teren Öffnung 3 ein Solarzellenwafer 5 eingelegt. Die plattenförmige Substrataufnahme 2 hat eine Dicke von 1,2 mm und die Auflagen 4 sind gegenüber der Oberseite der Substrataufnahme 2 um 0,5 mm abgesenkt, so dass der Solarzellenwafer 5 mit einer Dicke von 0,5 mm sicher in der Öffnung 2 positioniert ist.
Die Substrataufnahme 2 überdeckt den Tragrahmen 1 in seiner Gesamtheit, so dass dieser gegenüber oberhalb angeordneten Heizquellen abgeschirmt ist. Erforderlichenfalls können die seitlichen Bereiche des Tragrahmens 1 noch mit zusätzlichen Abdeckungen vor Wärmestrahlung geschützt werden.
In Figur 2 ist der Tragrahmen 1 ohne Substrataufnahme 2 dargestellt, so dass die selbsttragende und biegesteife Rahmenstruktur mit winklig zueinander angeordneten Längs- tegen 6 und Querstegen 7 sichtbar ist. Im Ausführungsbeispiel weist der Tragrahmen 1 zur Erreichung einer selbsttragenden biegesteifen und auch massearmen Konstruktion weitere konstruktive Elemente auf. Dazu gehören in der Längsrichtung als Führungsschienen ausgebildete Außenstege 8. Alle Elemente des Tragrahmens 1 sind in bekannter Weise mittels nicht näher dargestellter Steckelemente, insbesondere mittels Zapfen und zugeordneten Ausnehmungen zueinander positioniert und miteinander verbunden. Erfindungswesentlich sind gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Tragrahmens 1 verteilt' thermische Isolierelemente 9 vorgesehen, auf denen die plattenförmige Substrataufnahme 2 aufliegt. Zur Positionierung der Substrat- aufnähme 2 auf dem Tragrahmen 1 sind am Tragrahmen 1 • Positionierstifte 10 vorgesehen, die in zugeordnete Löcher 11 in der Substrataufnahme 2 eingreifen. Die konkrete Ausführung kann leicht an spezifische und örtliche Bedingungen abgepasst werden.
Die Elemente des Tragrahmens 1 sind aus einem CFC-Verbund- werkstoff hergestellt und die Substrataufnahme 2 besteht aus einem Kohlenstoff-Verbundmaterial, das mindestens bis 800 0C formstabil ist. Die thermischen Isolierelemente 9 bestehen aus Graphitstiften.
Das Kohlenstoff-Verbundmaterial besteht zu 100 % aus faserverstärkten Kohlenstoffen (CFC) . Einer Matrix reinen Kohlenstoffs sind Kohlenstoff- oder Graphitfasern von nur wenigen μm Durchmesser beigemischt. Dieses Material weist eine hohe mechanische Stabilität auf, da die Matrix aus
Kohlenstoff von außen wirkende Kräfte aufnimmt und im Gefüge verteilt.
Diese eingesetzten Materialien sind für die vorliegende Aufgabe kostengünstig und erfüllen die Anforderungen an die Formstabilität des Substratträgers. Insbesondere ist die Wärmedehnung für den im Ausführungsbeispiel angegebenen Tragrahmen 1 beherrschbar. Weiterhin sind die Materialien widerstandsfähig gegenüber den spezifisch angewandten Beschichtungs- und Ätzprozessen und sind relativ leicht zu reinigen. Die Öffnungen 3 in der Substrataufnahme 2 sind beispielhaft nach unten offen, dadurch ist es möglich auch die untere Seite der Solarzellenwafer 5, unter Abzug der Flächen mit denen die Solarzellenwafer 5 auf den seitlichen Auflagen 4 aufliegen, von unten durch den Tragrahmen 1 hindurch den erforderlichen Beschichtungs- und Ätzprozessen auszusetzen. Soweit das nicht erforderlich ist, können die Öffnungen 3 in der Substrataufnahme 2 nach unten auch geschlossen sein, d.h. die Auflagen 4 sind durch eine ab- gesenkte Fläche ersetzt.

Claims

Patentansprüche
1. Substratträger zur Halterung von Substraten, bestehend aus einem Tragrahmen (1) und mindestens einer Substrataufnahme (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen (1) eine selbsttragende und biegesteife Rahmenstruktur aus winklig zueinander angeordneten Längsstegen (6) und Querstegen (7) aus einem bis 800 0C formstabilen Material aufweist, dass die Substrataufnahme (2) auf dem Tragrahmen (1) aufliegt und plattenartig derart ausgebildet ist, dass die Solar- zellenwafer (5) auf der Oberseite der Substrataufnahme (2) positioniert werden können, und dass zwischen dem Tragrahmen (1) und der Substrataufnahme (2) thermische Isolierelemente (9) vorhanden sind.
2. Substratträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrataufnahme (2) derart ausgebildet ist, dass die Substrate in Ausnehmungen aufliegen oder mit Positionierhilfen in Form von Anschlägen positioniert werden.
3. Substratträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrataufnahme (2) derart ausgebildet ist und/oder gesonderte zusätzliche Abdeckungen neben der Substrataufnahme und über dem Tragrahmen vorhanden sind, dass der gegenüber den Heizquellen darunter liegende Tragrahmen (1) keiner direkten Wärmestrahlung ausgesetzt ist.
4. Substratträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente des Tragrahmens (1) und die Substrataufnahme (2) aus Stahl, Titan, Aluminium, Keramik, CFC (CFC = Carbon Fiber reinforced Carbon) oder daraus hergestellten Verbundwerkstoffen bestehen.
5. Substratträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrataufnahme (2) im Bereich des Substrates gegenüber dem darunter liegende Tragrahmen (1) mindestens eine Öffnung aufweist, durch die hindurch die Unterseite des Substrates mindestens teilweise behandelt werden kann.
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Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102412108A (zh) * 2011-10-31 2012-04-11 无锡绿波新能源设备有限公司 高吸附拼接式碳纤维u型槽
JP2012080028A (ja) * 2010-10-06 2012-04-19 Miki Polymer Co Ltd 面実装電子部品の搬送用トレー
DE102013217441A1 (de) * 2013-09-02 2015-03-05 Singulus Technologies Ag Substratträger
US9214576B2 (en) 2010-06-09 2015-12-15 Solarcity Corporation Transparent conducting oxide for photovoltaic devices
US9228256B2 (en) 2009-12-11 2016-01-05 Kgt Graphit Technologie Gmbh Substrate support
US9281436B2 (en) 2012-12-28 2016-03-08 Solarcity Corporation Radio-frequency sputtering system with rotary target for fabricating solar cells
US9461189B2 (en) 2012-10-04 2016-10-04 Solarcity Corporation Photovoltaic devices with electroplated metal grids
US9496427B2 (en) 2013-01-11 2016-11-15 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US9624595B2 (en) 2013-05-24 2017-04-18 Solarcity Corporation Electroplating apparatus with improved throughput
US9761744B2 (en) 2015-10-22 2017-09-12 Tesla, Inc. System and method for manufacturing photovoltaic structures with a metal seed layer
US9800053B2 (en) 2010-10-08 2017-10-24 Tesla, Inc. Solar panels with integrated cell-level MPPT devices
US9842956B2 (en) 2015-12-21 2017-12-12 Tesla, Inc. System and method for mass-production of high-efficiency photovoltaic structures
US9865754B2 (en) 2012-10-10 2018-01-09 Tesla, Inc. Hole collectors for silicon photovoltaic cells
US9887306B2 (en) 2011-06-02 2018-02-06 Tesla, Inc. Tunneling-junction solar cell with copper grid for concentrated photovoltaic application
US9899546B2 (en) 2014-12-05 2018-02-20 Tesla, Inc. Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste
US10074755B2 (en) 2013-01-11 2018-09-11 Tesla, Inc. High efficiency solar panel
US10309012B2 (en) 2014-07-03 2019-06-04 Tesla, Inc. Wafer carrier for reducing contamination from carbon particles and outgassing
US10770324B2 (en) 2014-11-26 2020-09-08 VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG Substrate holding device, substrate transport device, processing arrangement and method for processing a substrate
CN112224641A (zh) * 2020-09-18 2021-01-15 上海宏端精密机械有限公司 一种用于太阳能板加工的载板
US11190128B2 (en) 2018-02-27 2021-11-30 Tesla, Inc. Parallel-connected solar roof tile modules

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011017566A1 (de) 2010-04-22 2011-12-01 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Substratbehandlungsanlage und Substrathalter dafür
DE102010052689A1 (de) * 2010-11-26 2012-05-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Substrathalter für die Oberflächenbehandlung von Substraten und Verwendung des Substrathalters
DE102011006833A1 (de) 2011-04-06 2012-10-11 Roth & Rau Ag Substratträger
DE102015110854A1 (de) * 2015-07-06 2017-01-12 Von Ardenne Gmbh Verfahren, Substrathaltevorrichtung und Prozessieranordnung
CN104726839B (zh) 2015-03-27 2017-06-16 京东方科技集团股份有限公司 基板固定装置
WO2016162071A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 Applied Materials, Inc. Carrier system for substrates to be processed
CN108138314A (zh) * 2015-09-21 2018-06-08 应用材料公司 基板载体、以及溅射沉积设备和其使用方法
DE102016111234B4 (de) * 2016-06-20 2018-01-25 Heraeus Noblelight Gmbh Vorrichtung für die thermische Behandlung eines Substrats sowie Trägerhorde und Substrat-Trägerelement dafür
DE102018101439B4 (de) * 2018-01-23 2020-01-09 RF360 Europe GmbH Substratträger für einen Reflow-Ofen und Verwendung eines Substratträgers
CN112368412A (zh) * 2018-06-25 2021-02-12 应用材料公司 用于基板的载体及用于承载基板的方法
CN110190018B (zh) * 2019-07-01 2024-08-20 南通玖方新材料股份有限公司 一种拼接式的硅片承载框
CN111739971B (zh) * 2020-08-03 2021-02-19 苏州迈正科技有限公司 镀膜设备、方法、系统及太阳能电池、组件、发电系统
CN113328010A (zh) * 2021-05-28 2021-08-31 安徽华晟新能源科技有限公司 一种太阳能电池的制备方法
DE102021003330B3 (de) 2021-06-28 2022-09-01 Singulus Technologies Aktiengesellschaft Substratträger
CN114774888B (zh) * 2021-09-30 2024-02-23 苏州迈为科技股份有限公司 Pecvd镀膜载板及镀膜设备
CN118028755A (zh) * 2024-02-07 2024-05-14 苏州迈为科技股份有限公司 一种载板装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6227372B1 (en) 1998-04-30 2001-05-08 Peak International, Inc. Component carrier tray for high-temperature applications
US20060006095A1 (en) 2004-07-08 2006-01-12 White Robert J Jr Universal storage tray for electronic components

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5012924A (en) * 1990-03-19 1991-05-07 R. H. Murphy Company, Inc. Carriers for integrated circuits and the like
TW353854B (en) * 1994-03-14 1999-03-01 Minnesota Mining & Mfg Component tray with removable insert
US5731230A (en) * 1995-03-28 1998-03-24 Micron Technology, Inc. Method for processing and/or shipping integrated circuit devices
US6036023A (en) * 1997-07-10 2000-03-14 Teradyne, Inc. Heat-transfer enhancing features for semiconductor carriers and devices
MY130407A (en) * 2000-12-01 2007-06-29 Texchem Pack M Sdn Bhd Tray for storing semiconductor chips
US20040126522A1 (en) * 2002-10-09 2004-07-01 Extrand Charles W. High temperature, high strength, colorable materials for device processing systems
JP2007042908A (ja) * 2005-08-04 2007-02-15 Sumitomo Electric Ind Ltd ウェハ保持体およびそれを搭載したウェハプローバ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6227372B1 (en) 1998-04-30 2001-05-08 Peak International, Inc. Component carrier tray for high-temperature applications
US20060006095A1 (en) 2004-07-08 2006-01-12 White Robert J Jr Universal storage tray for electronic components

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9228256B2 (en) 2009-12-11 2016-01-05 Kgt Graphit Technologie Gmbh Substrate support
US10084107B2 (en) 2010-06-09 2018-09-25 Tesla, Inc. Transparent conducting oxide for photovoltaic devices
US9214576B2 (en) 2010-06-09 2015-12-15 Solarcity Corporation Transparent conducting oxide for photovoltaic devices
JP2012080028A (ja) * 2010-10-06 2012-04-19 Miki Polymer Co Ltd 面実装電子部品の搬送用トレー
US9800053B2 (en) 2010-10-08 2017-10-24 Tesla, Inc. Solar panels with integrated cell-level MPPT devices
US9887306B2 (en) 2011-06-02 2018-02-06 Tesla, Inc. Tunneling-junction solar cell with copper grid for concentrated photovoltaic application
CN102412108B (zh) * 2011-10-31 2013-11-27 无锡绿波新能源设备有限公司 高吸附拼接式碳纤维u型槽
CN102412108A (zh) * 2011-10-31 2012-04-11 无锡绿波新能源设备有限公司 高吸附拼接式碳纤维u型槽
US9461189B2 (en) 2012-10-04 2016-10-04 Solarcity Corporation Photovoltaic devices with electroplated metal grids
US9865754B2 (en) 2012-10-10 2018-01-09 Tesla, Inc. Hole collectors for silicon photovoltaic cells
US9281436B2 (en) 2012-12-28 2016-03-08 Solarcity Corporation Radio-frequency sputtering system with rotary target for fabricating solar cells
US9496427B2 (en) 2013-01-11 2016-11-15 Solarcity Corporation Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes
US10074755B2 (en) 2013-01-11 2018-09-11 Tesla, Inc. High efficiency solar panel
US9624595B2 (en) 2013-05-24 2017-04-18 Solarcity Corporation Electroplating apparatus with improved throughput
DE102013217441B4 (de) * 2013-09-02 2019-11-28 Singulus Technologies Ag Substratträger
DE102013217441A1 (de) * 2013-09-02 2015-03-05 Singulus Technologies Ag Substratträger
US10309012B2 (en) 2014-07-03 2019-06-04 Tesla, Inc. Wafer carrier for reducing contamination from carbon particles and outgassing
US10770324B2 (en) 2014-11-26 2020-09-08 VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG Substrate holding device, substrate transport device, processing arrangement and method for processing a substrate
US9899546B2 (en) 2014-12-05 2018-02-20 Tesla, Inc. Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste
US9761744B2 (en) 2015-10-22 2017-09-12 Tesla, Inc. System and method for manufacturing photovoltaic structures with a metal seed layer
US9842956B2 (en) 2015-12-21 2017-12-12 Tesla, Inc. System and method for mass-production of high-efficiency photovoltaic structures
US11190128B2 (en) 2018-02-27 2021-11-30 Tesla, Inc. Parallel-connected solar roof tile modules
CN112224641A (zh) * 2020-09-18 2021-01-15 上海宏端精密机械有限公司 一种用于太阳能板加工的载板

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010085949A3 (de) 2013-03-21
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CN102859678A (zh) 2013-01-02

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