ES2862409T3 - Dispositivo y método para el tratamiento térmico de un objeto - Google Patents

Dispositivo y método para el tratamiento térmico de un objeto Download PDF

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Abstract

Dispositivo (1) para el tratamiento térmico de un objeto (2), en particular de un sustrato revestido, con una carcasa (3) cerrable en particular de forma estanca a gases, que delimita una cavidad (11), donde la cavidad (11) presenta una pared separadora (20), a través de la que la cavidad (11) está subdividida en un espacio de proceso (21) para la recepción del objeto (2) y un espacio intermedio (22), donde la pared separadora (20) dispone de una o varias aberturas (23, 24), en el que la carcasa (3) presenta al menos una sección de carcasa (9) acoplada con un dispositivo de refrigeración (14) para su refrigeración activa, caracterizado por que la una o varias aberturas están configuradas de modo que la pared separadora (20) actúa como barrera para la difusión de una sustancia gaseosa, generada por el tratamiento térmico del objeto (2) en el espacio de proceso (21), desde el espacio de proceso (21) al espacio intermedio (22), donde la pared separadora (20) está dispuesta entre el objeto (2) y la sección de carcasa refrigerable (9).

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo y método para el tratamiento térmico de un objeto
La invención se refiere a un dispositivo y un método para el tratamiento térmico de un objeto, en particular de un sustrato revestido, así como el uso de una pared separadora como barrera de difusión en una carcasa cerrable de forma estanca a gases de un dispositivo para el tratamiento térmico de un objeto.
En varios campos técnicos es habitual someter los objetos a un tratamiento térmico por debajo de la temperatura de fusión («recocido») para influir de forma dirigida en la estructura de cuerpo sólido. Un ejemplo para ello es el recocido del hierro de fundición para la mejora de la resistencia y tenacidad mediante el cambio de su estructura. También se conoce el revenido de acero después del endurecimiento en el que se disminuyen las tensiones internas, donde se reduce la dureza del acero. En el caso de los vidrios también es una práctica común disminuir las tensiones internas mediante el recocido, por ejemplo, para aumentar la calidad de los componentes ópticos.
El recocido tiene un significado sobresaliente en la fabricación de semiconductores, en particular en la fabricación de células solares de capa delgada con un absorbedor de un semiconductor compuesto. En este caso se aplican capas precursoras sobre un sustrato y se convierten con un tratamiento térmico rápido subsiguiente (RTP = Rapid Thermal Processing) formando el semiconductor compuesto. Un modo de proceder semejante se describe detalladamente, por ejemplo, en 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, pág. 414-522 (2003). Las células solares de capa delgada como tales se han descrito ya varias veces en la literatura de patentes. Solo a modo de ejemplo se remite correspondientemente a los documentos DE 4324318 C1 y EP 2200097 A1.
En general el recocido de un objeto se realiza en un horno, que permite un calentamiento del objeto según un perfil de temperatura predeterminable a ciertas temperaturas durante ciertos períodos de tiempo. Especialmente en la fabricación de semiconductores compuestos es importante que el recocido se desarrolle en una atmósfera de proceso controlada. Con esta finalidad se conoce limitar el espacio de proceso alrededor del sustrato revestido con las capas precursoras mediante una caja de proceso. La caja de proceso permite mantener al menos ampliamente constante la presión parcial de los componentes calcógenos volátiles, como el selenio o el azufre, durante el tratamiento térmico. Una caja de proceso semejante se conoce, por ejemplo, por el documento DE 102008022784 A1.
En la producción a gran escala de módulos solares de película delgada, el tratamiento térmico RTP de las capas precursoras se realiza en instalaciones en línea, en las que los sustratos revestidos se suministran a distintas cámaras de proceso en serie. Un método semejante se conoce, por ejemplo, por el documento EP 0662247 B1.
El registro de patente US 2005/0238476 A1 muestra un dispositivo para el transporte de un sustrato en una atmósfera controlada con una carcasa, que comprende un espacio de sustrato evacuable para el sustrato y un espacio contiguo. El espacio de sustrato y espacio contiguo están separados entre sí por una pared separadora con nanoporos, donde la pared separadora constituye una microbomba que se basa en el principio de Knudsen (termoosmosis). El espacio de sustrato presenta una placa de refrigeración (placa de descontaminación), donde la pared separadora no está dispuesta entre el sustrato y placa de refrigeración. Mejor dicho, la placa de refrigeración siempre está dispuesta en la posición opuesta respecto al sustrato. Además, el espacio contiguo está desacoplado térmicamente de la sección de carcasa o espacio de sustrato refrigerado por la placa de refrigeración mediante la pared separadora. Para el mecanismo de bombeo se requiere una calefacción.
Por otro lado, el objetivo de la presente invención consiste en perfeccionar de manera ventajosa los dispositivos y métodos conocidos en el estado de la técnica para el tratamiento térmico de objetos. Este y otros objetivos se consiguen según la propuesta de la invención mediante un dispositivo y un método para el tratamiento térmico de un objeto, así como mediante el uso de una pared separadora en un dispositivo para el tratamiento de un objeto según las reivindicaciones coordinadas. Formas de realización preferidas de la invención se desprenden de las características de las reivindicaciones dependientes.
Según la invención se muestra un dispositivo para el tratamiento térmico (recocido) de un objeto cualquiera por debajo de la temperatura de fusión.
El dispositivo sirve, por ejemplo, para el tratamiento térmico de un sustrato revestido, donde en el sentido de la invención el término de «sustrato» se refiere a un cuerpo plano, que dispone de dos superficies opuestas entre sí, donde sobre una de las dos superficies está aplicada una estructura de capas que contiene de manera típica una pluralidad de capas. La otra superficie del sustrato no está revestida en general. Por ejemplo, se trata de un sustrato revestidos con las capas precursoras de un semiconductor compuesto (p. ej. compuesto de calcopirita o kesterita) de un módulo solar de capa delgada, que se debe someter a un tratamiento térmico RTP. De forma complementaria se indica que en las células solares de capa delgada se utilizan predominantemente los semiconductores compuestos a partir de compuestos de calcopirita, en particular disulfuro / diselenio de cobre - indio / galio, acortado por la fórmula Cu(In,Ga)(S,Se)2 , o compuestos de kesterita, en particular disulfuro / diselenio de cobre - zinc / estaño, acortado por la fórmula Cu2(Zn,Sn)(S,Se)4, como absorbedor.
El dispositivo según la invención comprende una carcasa, ventajosamente una carcasa cerrable de forma estanca a gases (evacuable) que delimita una cavidad. Para el tratamiento térmico del objeto se puede calentar el dispositivo de forma independiente y con esta finalidad comprende un dispositivo calefactor interno (p. ej. una calefacción eléctrica) para calentar la cavidad. El dispositivo está configurado, por ejemplo, como horno para el recocido del objeto, sin que se deba suministrar externamente el calor. Alternativa o adicionalmente, el dispositivo tampoco se puede calentar de forma autónoma, pero puede comprender al menos una sección de carcasa, que está configurada de modo que el objeto se puede tratar térmicamente por la radiación térmica electromagnética que incide sobre la sección de carcasa.
El dispositivo comprende además una pared separadora, que está dispuesta de modo que la cavidad está subdividida en un espacio de proceso para la recepción del objeto a tratar térmicamente y un espacio intermedio. La pared separadora dispone de una o varias aberturas, que están configuradas de modo que la pared separadora actúa como barrera para la difusión de una sustancia gaseosa, generada por el tratamiento térmico del objeto en el espacio de proceso, desde el espacio de proceso al espacio intermedio.
En este caso es esencial que la pared separadora sirva, por un lado, como barrera de difusión (barrera de vapor) para un intercambio de gases entre el espacio de proceso y espacio intermedio durante el tratamiento térmico del objeto, no obstante, antes y después del tratamiento térmico permita un intercambio de gases entre el espacio de proceso y espacio intermedio, de modo que sea posible una vaciado bombeando de la sustancias gaseosas del espacio de proceso, enjugue con un gas de enjuague, así como un llenado con un gas de proceso a través de la pared separadora. El espacio de proceso y espacio intermedio están conectados entre sí de forma hidráulicamente favorable a través de una o más aberturas o pasos en la pared separadora. En general las aberturas pueden presentar cualquier forma, por ejemplo, una forma de ranura o de agujero redondo, y también pueden estar dispuestas en el borde.
En una configuración ventajosa, la pared separadora no llega hasta la pared de carcasa, de modo que entre la pared separadora y la pared de carcasa queda una abertura, en particular un intersticio.
Por ejemplo, pero no forzosamente, una dimensión más pequeña, por ejemplo, un radio o diámetro de una respectiva abertura de la pared separadora es mayor que la longitud de camino libre central de las partículas de gas en el espacio de proceso.
En particular, la pared separadora puede estar hecha de un material poroso o un material provisto con tubos (tubos rectos, oblicuos o angulares) o comprender un material semejante.
Por consiguiente, gracias a la pared separadora se forma un espacio de proceso para el tratamiento térmico del objeto, que está separado de forma casi estanca a gases del espacio intermedio por la pared separadora. A diferencia de un espacio de proceso abierto, que permite un intercambio de gases libre entre el espacio de proceso y el entorno externo, así como de un espacio de proceso estanco a gases, en el que se evita completamente un intercambio de gases semejante entre el espacio de proceso y el entorno exterior, el intercambio de gases entre el espacio de proceso y el espacio intermedio se inhibe por la pared separadora. Esta barrera de vapor se basa en la dependencia de la presión de la longitud de la trayectoria libre: en el caso de casi presión normal (700-1000 mbar) se inhibe la difusión a través de las aberturas proporcionalmente pequeñas. Si el espacio intermedio se vacía bombeando por el contrario a presiones en el rango de prevacío (10-1000 pbar), se eleva fuertemente la longitud de la trayectoria libre y la pared separadora solo representa todavía una barrera de difusión débil para el intercambio de gases.
El espacio de proceso se puede vaciar bombeando a través de la pared separadora y el gas de proceso también puede fluir a un espacio de proceso después del vaciado bombeando. En la fabricación de los semiconductores compuestos, el gas de proceso puede contener, por ejemplo, gases reactivos como H2S, H2Se, vapor de S, vapor de Se o H2 y gases inertes como N2 , He o Ar. En particular, mediante la pared separadora casi estanca a gases se puede mantener al menos ampliamente constante la presión parcial de los componentes calcógenos altamente volátiles, como selenio o azufre durante el tratamiento térmico de capas precursoras de semiconductores compuestos en el espacio de proceso. Los componentes calcógenos volátiles se originan en el espacio de proceso, por ejemplo, por el material que está aplicado sobre el sustrato revestido.
Para poder vaciar bombeando la cavidad y llenarla con un gas de enjuague o proceso, la carcasa cerrable preferentemente de forma estanca a gases del dispositivo puede comprender al menos un paso de gas cerrable (por ejemplo, por una válvula), que desemboca en la cavidad. El paso de gas puede desembocar con esta finalidad en particular en el espacio intermedio.
Gracias al dispositivo según la invención se pueden conseguir por consiguiente varias ventajas, donde se debe destacar que la atmósfera de proceso se puede mantener al menos ampliamente constante con vista a los componentes volátiles que se originan en el espacio de proceso. Además, el espacio intermedio se puede proteger frente a gases corrosivos con frecuencia en el tratamiento térmico de los objetos, por ejemplo, para no exponer los sensores contenidos aquí a un desgaste excesivo. En el caso de un diseño correspondiente se puede conseguir una evacuación de la cavidad del dispositivo de forma rápida y eficiente. Esto es válido igualmente para el llenado con el gas de proceso, donde el gas de proceso se puede utilizar en cantidad mínima de forma eficiente respecto a los costes.
Según se ha expuesto ya, gracias a la pared separadora se consigue una subdivisión casi estanca a gases de la cavidad en un espacio de proceso y espacio intermedio, donde la pared separadora se debe proveer para esta finalidad con una o varias aberturas. Preferentemente, la pared separadora está configurada de modo que, durante el tratamiento térmico, una pérdida de masa de una sustancia gaseosa, generada por el tratamiento térmico del objeto, en particular sustrato revestido, fuera del espacio de proceso es menor del 50%, preferentemente menor del 20%, más preferiblemente menor del 10% de la masa de la sustancia gaseosa generada durante el tratamiento térmico.
Ventajosamente la pared separadora está configurada con esta finalidad de modo que una relación de superficie, formada a partir de una superficie de abertura (total) de una o varias de las aberturas dividida por la superficie interior (superficie interna) del espacio de proceso, se sitúa en el rango de 5 x 10-5 a 5 x 10-4. De este modo se puede conseguir de manera ventajosa que la superficie de abertura (total) de una o varias aberturas de la pared separadora sea suficientemente grande, por un lado, para permitir una evacuación rápida del espacio de proceso así como un llenado con gas de enjuague o proceso, por otro lado, sea suficientemente pequeña de modo que la pared separadora sirva como barrera de vapor o de difusión efectiva para los componentes volátiles, generados durante el tratamiento térmico en el espacio de proceso.
En una configuración especialmente ventajosa del dispositivo según la invención, la pared separadora está hecha de un material o contiene al menos un material semejante, que tiene un coeficiente de dilatación térmica semejante, de modo que una superficie de abertura (total) de una o varias aberturas se reduce por el calentamiento de la pared separadora durante el tratamiento térmico del objeto a como máximo el 50%, preferentemente como máximo el 30%, más preferiblemente como máximo el 10% del valor de partida (superficie de abertura total antes del tratamiento térmico). Ventajosamente este material de la pared separadora tiene con esta finalidad un coeficiente de dilatación térmica de más de 5 x 10-6 K-1. De esta manera se crea una pared separadora controlada por la temperatura, en la que, por un lado, en el estado más frío gracias a una superficie de abertura (total) mayor se consigue un vaciado bombeando del espacio de proceso, así como llenado del espacio de proceso con gas de enjuague o proceso, por otro lado, en el estado más caliente durante el tratamiento térmico debido a una dilatación térmica mediante una superficie de abertura (total) más pequeña se crea una inhibición especialmente efectiva de la difusión de sustancias gaseosas generadas durante el tratamiento térmico desde el espacio de proceso al espacio intermedio. En particular, la pared separadora se puede configurar de modo que durante el tratamiento térmico se reduce la superficie de abertura (total) al menos aproximadamente a cero, de modo se impide prácticamente completamente un intercambio de gases entre el espacio de proceso y el espacio intermedio durante el tratamiento térmico.
Ventajosamente la carcasa del dispositivo está hecha de un material o contiene al menos un material semejante, cuyo coeficiente de dilatación térmica es menor de 5 x 10-6 K-1, por ejemplo, vidrio de cuarzo.
En otra configuración especialmente ventajosa del dispositivo según la invención, la carcasa presenta al menos una (primera) sección de carcasa acoplada con un dispositivo de atemperado o refrigeración para su atemperado o refrigeración activa, donde la pared separadora está dispuesta entre el objeto y la sección de carcasa atemperable o activamente refrigerable. El atemperado o refrigeración al menos de una sección de carcasa del dispositivo permite un desgaste reducido de los componentes aptos para el vacío durante el tratamiento térmico. En este caso, gracias a la pared separadora que actúa como barrera de difusión o de vapor se puede impedir una condensación indeseada de los componentes volátiles, que se originan durante el tratamiento térmico sobre la sección de carcasa atemperada (activamente refrigerada), para minimizar así la pérdida de componentes volátiles en la atmósfera de proceso y mantener al menos ampliamente constante su presión parcial en la atmósfera de proceso. En particular, en la fabricación de semiconductores compuestos se puede minimizar el consumo de elementos calcógenos volátiles y mejorarse la calidad de los semiconductores compuestos producidos. Además, la carcasa comprende una o varias (segundas) secciones de carcasa no atemperadas o refrigerables, es decir, no acopladas con el dispositivo de atemperado o refrigeración, que son en particular aquellas secciones de carcasa, que permiten un tratamiento térmico mediante radiación térmica electromagnética, que incide sobre la sección de carcasa, es decir, se sitúan, por ejemplo, en el campo de la radiación de calefactores radiantes. Las primeras secciones de carcasa son distintas de las segundas secciones de carcasa. Las primeras secciones de carcasa están conectadas o se pueden conectar con el dispositivo de refrigeración y por ello se pueden refrigerar, mientras que las segundas secciones de carcasa no están conectadas con el dispositivo de refrigeración y por ello no se pueden refrigerar.
Las (primeras) secciones de carcasa atemperables o refrigerables se pueden refrigerar de forma activa en comparación al atemperado del sustrato y aquellas seccione de carcasa, que posibilitan un tratamiento térmico por radiación térmica electromagnética incidente y se sitúan, por ejemplo, en el campo de la radiación de los calefactores radiantes. Las (primeras) secciones de carcasa atemperables o refrigerables se pueden atemperar (refrigerar activamente) antes, durante y/o después de un tratamiento térmico del sustrato revestido.
Según se usa aquí y a continuación, la expresión «refrigerable» se refiere al atemperado de la sección de carcasa a una temperatura que es más baja que la temperatura del objeto durante el tratamiento térmico o en un dispositivo no calentable de forma autónoma de aquellas secciones de carcasa, que permiten un tratamiento térmico del objeto por radiación térmica electromagnética incidente y se sitúan en el campo de la radiación de los calefactores radiantes. Por ejemplo, la sección de carcasa atemperable se atempera a una temperatura en el rango de 20° C a 200° C. Gracias a este atemperado o refrigeración se pueden usar las juntas de estanqueidad de plástico habituales en la tecnología de vacío (elastómeros, fluoroelastómeros) y otros componentes estándares comparablemente económicos para la obturación de vacío del dispositivo, no obstante, que no sobrepasan de forma permanente temperaturas por encima de 200° C.
En otra configuración especialmente ventajosa del dispositivo según la invención, la cavidad comprende una zona más caliente y al menos una zona más fría durante el tratamiento térmico, donde la pared separadora está dispuesta entre la zona más caliente y la al menos una zona más fría, a fin de separar la zona más caliente de la al menos una zona más fría. Por ejemplo, el dispositivo está configurado en forma de un horno en zonas, que dispone de una zona de núcleo más caliente o la más caliente, que sirve como zona de proceso para el procesamiento de un objeto, que está rodeada por zonas de borde más frías. La zona de núcleo está separada por la pared separadora de las dos zonas de borde, es decir, la pared separadora está dispuesta entre las zonas de núcleo y de borde. Gracias a la pared separadora, de manera ventajosa se puede impedir una condensación indeseada de componentes volátiles, que se originan durante el tratamiento térmico en la zona de núcleo sobre las secciones de pared de las zonas de borde más frías.
El dispositivo según la invención comprende, por ejemplo, una carcasa con una sección de carcasa, por ejemplo, en una pieza y una abertura de carcasa para la introducción del objeto en el espacio de proceso o retirada del objeto del espacio de proceso, así como una pieza de cierre para el cierre de la abertura de carcasa. La pared separadora está, por ejemplo, en paralelo a la pieza de cierre. Por ejemplo, la pieza de cierre se puede atemperar o refrigerar, donde en este caso la sección de carcasa acoplada con un dispositivo de refrigeración es una pieza de cierre para el cierre de la abertura de carcasa.
En una configuración especialmente ventajosa de la invención, la sección de carcasa acoplada con un dispositivo de refrigeración es una sección de pared lateral, en particular una sección de marco de un marco de la carcasa que conecta la entre sí pared de fondo y pared cobertora. Ventajosamente la sección de carcasa acoplada con un dispositivo de refrigeración comprende o contiene una pieza de cierre para el cierre de una abertura de carcasa.
En otra configuración ventajosa de la invención, la sección de carcasa acoplada con un dispositivo de refrigeración presenta un paso de gas cerrable (por ejemplo, por una válvula), que desemboca en el espacio intermedio para la extracción / suministro de al menos una sustancia gaseosa (p. ej. evacuación e introducción del gas de proceso). Un paso de gas semejante está provisto, por ejemplo, con una conexión de gas, en particular una válvula para el control del flujo de gas. Gracias a la refrigeración de la sección de carcasa se pueden usar juntas de estanqueidad de plástico habituales en la tecnología de vacío y otros componentes estándares proporcionalmente económicas para la obturación de vacío del dispositivo. En particular, la sección de carcasa refrigerada con paso de gas es la pieza de cierre para el cierre de la abertura de carcasa.
Un dispositivo según la invención, no calentable de forma autónoma para el tratamiento térmico de un objeto puede estar configurado, por ejemplo, como caja de proceso (evacuable) cerrable preferentemente de forma estanca a gases para la recepción de al menos un sustrato plano, en particular para la fabricación de células solares de capa delgada. La altura libre de la cavidad está dimensionada preferentemente de modo que en el tiempo más corto posible se pueden vaciar bombeando los gases y satisfacerse los altos requisitos respecto al contenido de oxígeno y presión parcial de agua en un tratamiento térmico RTP. La carcasa puede estar elaborada básicamente de cualquier material apropiado para el uso pretendido, por ejemplo, metal, vidrio, cerámica, vitrocerámica, materiales de carbono reforzados con fibras de carbono o grafito.
En este caso es esencial que la carcasa de la caja de proceso presente una o varias secciones de carcasa, que están configuradas respectivamente para permitir un tratamiento térmico mediante radiación térmica electromagnética que incide sobre la sección de carcasa. Las secciones de carcasa que sirven para el tratamiento térmico pueden ser con esta finalidad transparentes, semitransparentes u opacas para la radiación térmica electromagnética para el procesamiento del sustrato. Por ejemplo, las secciones de carcasa que sirven para el tratamiento térmico están hechas de vitrocerámica. Las secciones de carcasa que sirven para el tratamiento térmico también pueden contener en particular un material (p. ej. grafito) o estar compuestas de uno tal que sea apropiado para absorber la radiación térmica electromagnética de calefactores radiantes, al menos parcialmente, en particular completamente, a fin de calentarse por sí mismos. La sección de carcasa calentada puede servir entonces como fuente de calor secundaria para el calentamiento del sustrato, lo que pueden conducir en particular a una homogeneización de la distribución de calor. La carcasa presenta por lo tanto al menos una sección de carcasa acoplada con un dispositivo calefactor, como por ejemplo calefactor radiante, para el calentamiento del espacio de proceso. Además, la carcasa de la caja de proceso puede comprender una o varias secciones de carcasa atemperables o refrigerables, cuya temperatura se puede ajustar a un valor de temperatura predeterminado. Las secciones de carcasa están acopladas térmicamente con esta finalidad respectivamente con un dispositivo de atemperado o refrigeración (externo). Además, en este caso, la carcasa de la caja de proceso comprende una o varias secciones de carcasa no atemperadas (es decir, no acopladas con el dispositivo de atemperado o refrigeración), que son en particular aquellas secciones de carcasa, que permiten un tratamiento térmico mediante radiación térmica electromagnética, que incide sobre la sección de carcasa, es decir, se sitúan en el campo de la radiación de calefactores radiantes. El espacio de proceso se delimita finalmente por la al menos una pared separadora y una o varias secciones de carcasa no atemperables o refrigerables de la caja de proceso.
La invención se extiende además al uso de una pared separadora configurada según se describe arriba en una carcasa cerrable en particular de forma estanca a gases de un dispositivo configurado según se describe arriba para el tratamiento térmico de un objeto.
Además, la invención se extiende sobre un método para el tratamiento térmico de un objeto, en particular un sustrato revestido, en el que un objeto se introduce en una cavidad de una carcasa cerrable en particular de forma estanca a gases, donde la cavidad se subdivide por una pared separadora, que dispone de una o varias aberturas, en un espacio de proceso que recibe el objeto y un espacio intermedio, y el objeto se trata térmicamente, donde la pared separadora actúa como barrera para la difusión de una sustancia gaseosa, generada por el tratamiento térmico del objeto en el espacio de proceso, desde el espacio de proceso al espacio intermedio.
En una configuración ventajosa del método según la invención, una superficie de abertura de una o varias aberturas de la pared separadora se reduce por calentamiento de la pared separadora durante el tratamiento térmico a como máximo el 50%, preferentemente como máximo el 30%, más preferiblemente como máximo el 10% de la superficie de abertura total antes del tratamiento térmico.
En una configuración ventajosa del método según la invención, al menos una sección de carcasa que limita el espacio intermedio, en particular una pieza de cierre para el cierre de una abertura de carcasa, que dispone en particular de un paso de gas que desemboca en el espacio intermedio para la extracción / suministro de al menos una sustancia gaseosa, se atempera o refrigera durante el tratamiento térmico del objeto.
En otra configuración ventajosa del método según la invención, la cavidad de la carcasa provista con el objeto se vacía bombeando, en particular antes y/o después del tratamiento térmico y se llena con al menos un gas. Ventajosamente el espacio de proceso se vacía bombeando mediante extracción de al menos una sustancia gaseosa del espacio intermedio y/o se le suministra al menos una sustancia gaseosa al espacio de proceso mediante introducción en el espacio intermedio. Las ventajas de un método semejante se han descrito ya en relación con el dispositivo según la invención, donde para evitar repeticiones se hace referencia a las realizaciones correspondientes.
Breve descripción de los dibujos
La invención se explica ahora más en detalle, donde se hace referencia a las figuras adjuntas. Muestran en representación simplificada y no a escala:
La Figura 1, una representación de sección transversal generalizada de un dispositivo para el procesado de un sustrato revestido;
la Figura 2, una vista en perspectiva del dispositivo de la Figura 1 con una pieza de cierre frontal;
la Figura 3, una variante del dispositivo de la Figura 2;
la Figura 4, una representación de sección transversal generalizada de un dispositivo para el procesamiento de un objeto cualquiera;
las Figuras 5A-5F, distintas variantes de una pared separadora controlada por la temperatura del dispositivo de las Figura 1 a 4.
Se observan en primer lugar las Figura 1 y 2, en las que se muestra una representación en sección generalizada de un dispositivo 1 para el procesamiento de un objeto 2 (Figura 1), así como una vista en perspectiva de un dispositivo 1 semejante con una pieza de cierre lateral 9 (Figura 2). El dispositivo 1 sirve, por ejemplo, para el procesamiento de un sustrato revestido en un lado para el tratamiento térmico de capas precursoras para la conversión en un semiconductor compuesto, en particular un compuesto de calcopirita. Aunque solo se muestra un único sustrato, el dispositivo 1 se podría usar igualmente para el procesamiento de dos o varios sustratos. El sustrato está hecho, por ejemplo, de vidrio con espesor en el rango de 1 mm a 4 mm, en particular 2 mm a 3 mm. El sustrato está provisto con una estructura de capas no representada más en detalle, que se compone, por ejemplo, de capas precursoras de un absorbedor (p. ej. compuesto de calcopirita o kesterita), que se debe someter a un tratamiento térmico RTP. Por ejemplo, la estructura de capas es una sucesión de las capas de nitruro de silicio / molibdeno / cobre - indio - galio / selenio. Por ejemplo, la capa de nitruro de silicio tiene un espesor en el rango de 50 nm a 300 nm, la capa de molibdeno un espesor en el rango de 200 nm a 700 m, la capa de cobre - indio - galio un espesor en el rango de 300 m a 1000 nm y la capa de selenio un espesor en el rango de 500 nm a 2000 nm.
El dispositivo 1 comprende una carcasa 3 por ejemplo en forma de sillar con una pared de carcasa 4, que se compone de una pared de fondo 5, una pared cobertora 6 y una pared lateral periférica 7. La pared de carcasa 4 delimita una cavidad 11 evacuable o estanca a gases, que se puede cerrar de forma estanca a gases por una pieza de cierre 9 desmontable. Según se muestra en la Figura 2, la carcasa 3 puede presentar, por ejemplo, una abertura de carcasa frontal 8, que se puede cerrar por una pieza de cierre 9 colocable de tipo puerta que forma una parte de la pared lateral 7. En general, la abertura de carcasa 8 y la pieza de cierre 9 correspondiente se pueden ubicar opcionalmente en una sección de pared cualquiera de la pared de carcasa 4. La pared de fondo 5 sirve en una zona central como superficie de apoyo para el sustrato 2, donde igualmente también pueden estar previstos espaciadores o elementos de apoyo correspondientes.
La pared de carcasa 4 de la caja de proceso 1 puede estar hecha del mismo material o materiales distintos entre sí, por ejemplo, metal, vidrio, cerámica, vitrocerámica, materiales de carbono reforzados con fibras de carbono o grafito.
En el ejemplo ilustrado en la Figura 2, el dispositivo 1 sirve como caja de proceso no calentable de forma autónoma para el tratamiento térmico del objeto 2 realizado como sustrato. Es esencial en este caso que al menos una sección de carcasa, aquí por ejemplo la pared cobertora 6 y la pared de fondo 5, están configuradas respectivamente de modo que sea posible un tratamiento térmico del sustrato mediante energía térmica suministrada desde fuera en forma de radiación térmica electromagnética. La energía térmica se puede suministrar a través de calefactores radiantes 12 dispuestos, por ejemplo, en forma de filas por encima de la pared cobertora 6, así como por debajo de la pared de fondo 5. Por ejemplo, la pared cobertora 6 y la pared de fondo 5 están hechas con esta finalidad de un material que es transparente o al menos semitransparente para la radiación electromagnética irradiada, por ejemplo vitrocerámica. La pared cobertora 6 y la pared de fondo 5 también pueden estar hechas solo por secciones de un material semejante. Igualmente también es posible que la pared cobertora 6 y la pared de fondo 5 estén hechas de un material que es apropiado para absorber al menos parcialmente, en particular completamente, la radiación electromagnética, para calentarse a sí mismo, por ejemplo grafito. En este caso, la pared cobertora 6 y la pared de fondo 5 sirven como fuentes de calor secundarias, calentadas de forma pasiva.
Según se puede reconocer en la Figura 2, la pared de carcasa 4, aquí por ejemplo la pieza de cierre 9, está provista con dos conexiones de refrigerante 13, 13’, que sirven como entrada o salida para un refrigerante en un sistema de líneas de refrigerante no representado más en detalle, que atraviesa la pared lateral periférica 7 al menos por secciones, en particular completamente. Gracias al refrigerante introducido, la pared lateral 7 se puede atemperar al menos por secciones, en particular completamente a una temperatura preajustable (refrigerarse activamente en referencia a las temperaturas de sustrato durante el tratamiento térmico). Las dos conexiones de refrigerante 13, 13’ se pueden conectar de forma hidráulicamente favorable con esta finalidad con un dispositivo de atemperado o refrigeración 14 para la preparación y refrigeración del refrigerante. En general, en el dispositivo 1 solo se atemperan aquellas secciones de carcasa que no sirven para el tratamiento térmico del sustrato revestido por la energía térmica suministrada desde fuera en forma de radiación térmica electromagnética, aquí por ejemplo la pared lateral circundante 7 o al menos una sección de ella. En el presente ejemplo solo se atempera (refrigera) la pieza de cierre 9. Como refrigerante se puede usar, por ejemplo, aceite o agua. El atemperado o refrigeración activa también se puede conseguir alternativamente mediante una refrigeración por contacto (conducción de calor) mediante contacto con cuerpos de refrigeración (por ejemplo, placas de refrigeración), un ventilador (refrigeración por convección) o sin contacto mediante cuerpos de refrigeración espaciados (refrigeración por radiación).
La carcasa 3 comprende además un paso de gas 16 provisto con una válvula 15, que desemboca en la cavidad 11. El paso de gas 16 está dispuesto aquí, por ejemplo, en la pieza de cierre frontal 9. A través de una conexión de gases 17 mediante una conexión con un dispositivo de vaciado 18 (p. ej. bomba de vacío) se puede evacuar la cavidad 11. Además, la conexión de gases 17 se puede conectar con un dispositivo de alimentación de gases 19, a fin de enjuagar la cavidad 11 mediante introducción de un gas de enjuague inerte o llenarla con un gas de proceso reactivo. Un llenado con gas de proceso se puede realizar con depresión o sobrepresión. Gracias a la válvula 15 (por ejemplo, una válvula multivía) se puede abrir opcionalmente el paso de gas 16 o cerrarse de forma estanca a gases. La cavidad 11 tiene una altura libre relativamente pequeña, que se sitúa, por ejemplo, en el rango de 7 a 12 mm, a fin de permitir una evacuación rápida y llenado eficiente con el gas de proceso.
La cavidad 11 está subdividida de forma casi estanca a gases en un espacio de proceso 21 y un espacio intermedio 22 por una pared separadora 20 en forma de listón, donde el objeto 2 realizado como sustrato revestido está recibido exclusivamente en el espacio de proceso 21. El paso de gas 16 desemboca en el espacio intermedio 22. La pared separadora 20 está provista con una o varias aberturas o pasajes a través de los que el espacio de proceso 21 está conectado con el espacio intermedio 22 de forma hidráulicamente favorable.
Según se puede reconocer en la representación en sección vertical de la Figura 1, la pared separadora 20, que se extiende en la dirección vertical desde la pared de fondo 5 en la dirección de la pared cobertora 6, no llega totalmente hasta la pared cobertora 6, de modo que queda un intersticio 23 como abertura de la pared separadora 20. En la Figura 2 se muestra una variante de la pared separadora 20, en la que la pared separadora 20 se extiende hasta la pared cobertora 6 y está provista con una pluralidad de hendiduras horizontales 24, dispuesta aproximadamente de forma centrada en una fila, como aberturas. A través del intersticio 23 o hendiduras 24, el espacio de proceso 21 está conectado de forma hidráulicamente favorable con el espacio intermedio 22, de modo que es posible un intercambio de gases en alternancia, no obstante, está inhibido debido a la pequeña dimensión o altura vertical del intersticio 23 o hendiduras 24. La pared separadora 20 actúa por consiguiente como barrera de difusión o de vapor entre el espacio de proceso 21 y el espacio intermedio 22.
La propiedad de la pared separadora 20 de actuar como barrera de difusión o de vapor se basa en la dependencia de la presión de la longitud de la trayectoria libre: en el caso de casi presión normal (700-1000 mbar) está inhibida la difusión a través de la(s) abertura(s) comparablemente pequeña(s) de la pared separadora 20. Si el espacio intermedio 22 se vacía bombeando por el contrario a presiones en el rango de prevacío (10-1000 pbar), se eleva fuertemente la longitud de la trayectoria libre y la pared separadora 20 solo representa todavía una barrera de difusión débil para el intercambio de gases. El espacio de proceso 21 se puede vaciar bombeando a través de la pared separadora 20 y el gas de proceso también puede fluir a un espacio de proceso 21 después del vaciado bombeando a través de la entrada en el espacio intermedio 22. Por otro lado, gracias a la pared separadora 20 se puede mantener al menos ampliamente constante la presión parcial de componentes calcógenos altamente volátiles como selenio o azufre en el espacio de proceso 21, que se difunden / evaporan del sustrato revestido durante el tratamiento térmico, durante el tratamiento térmico del sustrato. La pared separadora 20 actúa por consiguiente, por ejemplo, como barrera al selenio en el tratamiento térmico del sustrato revestido.
En general, una superficie de abertura (común) 25 del intersticio 23 o hendiduras 24 está dimensionada de modo que, durante el tratamiento térmico del sustrato, una pérdida de masa de una sustancia gaseosa, generada por el tratamiento térmico del sustrato revestido fuera del espacio de proceso 21 es menor del 50%, preferentemente menor del 20%, más preferiblemente menor del 10% de la masa de la sustancia gaseosa, generada durante el tratamiento térmico en el espacio de proceso 21. Con esta finalidad, la pared separadora 20 está configurada de modo que una relación de superficie, formada por la superficie de abertura 25 dividida por una superficie superior o superficie interior 26 del espacio de proceso 21, se sitúa en el rango de 5 x 10-5 a 5 x 10-4.
Por ejemplo, la superficie interior 26 del espacio de proceso 21 tiene un tamaño de aprox. 1,2 m2. Una altura de intersticio media del intersticio 23 se sitúa, por ejemplo, en el rango de 50 a 100 pm, correspondientemente una superficie de abertura 25 en el rango de 2 a 5 cm2. La pared separadora 20 tiene, por ejemplo, una altura de 9 mm. A partir de estos valores se produce una relación de superficie de 1,5 x 10-4.
A través de la pared separadora 20 que sirve como barrera de vapor o difusión se puede impedir al menos ampliamente una difusión de componentes volátiles, que se originan durante el tratamiento térmico en el espacio de proceso 21, al espacio intermedio 22, de modo que se impide una condensación de los componentes volátiles en la pared lateral 7 atemperada (activamente refrigerada), aquí en especial pieza de cierre 9. La atmósfera de proceso en el espacio de proceso 21 se puede mantener por consiguiente al menos aproximadamente constante.
Según se ilustra en la Figura 1, el espacio intermedio 22 se sitúa al menos parcialmente, en particular completamente, fuera de un campo de radiación (común) de los calefactores radiantes 12, de modo que durante el tratamiento térmico se configura un gradiente de temperatura en el espacio intermedio 22 de la pared separadora 20 hacia la pared lateral 7 atemperada (refrigerada activamente), aquí en espacial pieza de cierre 9. Este gradiente de temperatura sirve como «barrera de temperatura» para la protección de los componentes aptos para el vacío de la caja de proceso 1 frente a una alta solicitación térmica. Con esta finalidad, los calefactores radiantes 12 están dispuestos exclusivamente por encima o por debajo del espacio de proceso 21 antes o hasta la pared separadora 20. Los calefactores radiantes 12 terminan respectivamente al menos algunos centímetros antes del espacio intermedio 22 o pared separadora 20. Por otro lado, los calefactores radiantes 12 están dispuesto de modo que se configura un gradiente de temperatura creciente, de manera que una temperatura de proceso deseada para el tratamiento térmico del sustrato revestido 2 se alcanza, partiendo de la pared lateral 7, especialmente la pieza de cierre 9, hacia la pared separadora 20 antes o al menos a la altura de la pared separadora 20, a fin de garantizar una conversión suficiente de las capas precursoras del sustrato formando el semiconductor compuesto.
En la forma de realización general ilustrada en la Figura 1, la pared separadora 20, el espacio intermedio 22 y la(s) sección / secciones atemperable(s) de la pared lateral 7 pueden estar configuradas lateralmente en una dirección, en dos direcciones o periféricamente (marco). En la forma de realización de la Figura 2, la pared separadora 20, espacio intermedio 22 y sección atemperable o refrigerable de la pared lateral 7 (pieza de cierre 9) solo están realizadas en una dirección espacial.
En la figura 3 está ilustrada una variante del dispositivo 1, donde solo se explican las diferencias respecto al dispositivo de la Figura 1 y 2 y por lo demás se hace referencia a las realizaciones correspondientes.
Por lo tanto, el dispositivo 1 se puede calentar de forma autónoma como horno de recocido y con esta finalidad comprende un dispositivo calefactor 10, que aquí está recibido, por ejemplo, (solo) en el espacio de proceso 21. El dispositivo calefactor 10 está configurado, por ejemplo, como calefacción eléctrica (por resistencia). No está prevista un calentamiento del objeto 2 mediante calefactores radiantes 12. Correspondientemente la carcasa 3 también puede estar hecha de un material unitario, por ejemplo, cerámica, cuarzo o metal. Además, no está previsto un atemperado de la pieza de cierre 9. Por ejemplo, en el espacio intermedio 22 se sitúa un sensor (no mostrado), que se debe proteger frente a gases corrosivos del espacio de proceso mediante la pared separadora 12.
En la figura 4 está ilustrada una representación en sección transversal generalizada de un dispositivo 1 según la invención para el procesamiento de un objeto 2 cualquiera, donde solo se explican las diferencias respecto al dispositivo de la Figura 1 y 2 y por lo demás se hace referencia a las realizaciones correspondientes.
Por lo tanto, el dispositivo 1 sirve para el procesamiento, en particular revestimiento, de un objeto 2 cualquiera. La sección transversal podría representar, por ejemplo, un horno por zonas habitual con varias zonas de horno, aquí por ejemplo una zona de núcleo caliente 28 para el procesamiento del objeto 2, que está rodeada por dos zonas de borde más frías 29. La zona de núcleo más caliente 28 también presenta por lo tanto una pared de carcasa más caliente 4 que las zonas de borde más frías 29. El dispositivo 1 comprende aquí, por ejemplo, una carcasa cilindrica 3 como parte de un horno de recocido con un dispositivo calefactor 10, que comprende un calefactor de resistencia (no mostrado) y calefactor radiante 12. La pared separadora 20 separa a este respeto, por ejemplo, la zona de núcleo más caliente 28 del horno por zonas, en la que se sitúa el objeto 2, y las zonas de borde 29 entre sí. Un atemperado de la pieza de cierre 9 no está previsto en el dispositivo 1 de la Figura 4.
A través de la pared separadora 20 que sirve como barrera de vapor o difusión se puede impedir al menos ampliamente una difusión de componentes volátiles, que se originan durante el tratamiento térmico en la zona de núcleo 28, a las zonas de borde 29, de modo que se impide una condensación de los componentes volátiles en la pared de carcasa más fría 4 de las zonas de borde 29.
Ahora se hace referencia a las Figura 5A-5F, en las que están ilustradas distintas variantes de la pared separadora 20 del dispositivo 1 según la invención. Se trata respectivamente de una pared separadora 20 controlada por temperatura, que con esta finalidad está hecha de un material que tiene un coeficiente de dilatación térmica, de modo que una superficie de abertura total 25 de las aberturas o pasos correspondientes se reduce mediante el calentamiento de la pared separadora 20 durante el tratamiento térmico a como máximo el 50%, preferentemente como máximo el 30%, más preferiblemente como máximo el 10%, del valor de partida (superficie de abertura total 25 antes del tratamiento térmico). La pared de separación 20 está hecha con esta finalidad de un material con un coeficiente de dilatación térmica de más de 5 x 10-6K-1. Ejemplos para ello son ciertas vitrocerámicas con un coeficiente de dilatación térmica de 9 x 10-6 K-1, óxido de aluminio (AbOa) con un coeficiente de dilatación térmica en el rango de 6,5 x 10-6 K-1 a 9 x 10­ 6 K-1, óxido de circonio y óxido de magnesio con un coeficiente de dilatación térmica en el rango de 10 x 10-6 K-1 a 13 x 10-6 K-1. Además, el material de la pared separadora 20 debe ser resistente a la temperatura y resistente a la corrosión.
En la Figura 5A y 5B se muestra la pared separadora 20 de la caja de proceso 1 configurada como listón vertical respectivamente en una representación de sección vertical. Por lo tanto, la pared transversal 20 no llega hasta la pared cobertora 6, de modo que el intersticio 23 queda como abertura para la conexión hidráulicamente favorable del espacio de proceso 21 y espacio intermedio 22. En la Figura 4A se muestra una situación en la que la pared lateral 7 está atemperada a una temperatura T = 150° C, mientras que la pared separadora 20 tiene una temperatura T = 50° C. El material de la pared separadora 20 está relativamente frío, el intersticio 23 ampliamente abierto. La dimensión vertical 0 altura de intersticio central (anchura libre) del intersticio 23 se sitúa en el rango de 50 a 100 pm en una altura de la pared separadora 20 de aprox. 10 mm. En el caso del calentamiento, el material de la pared separador 20 se dilata relativamente mucho, donde se reduce la altura de intersticio medio (Figura 5B). Por ejemplo, en el caso de un calentamiento de la pared separadora 20 a una temperatura T = 450° C (diferencia de temperatura 400° C) se obtiene un cambio de la dimensión vertical de la pared separadora 20 de aprox. 40 pm, de modo que la altura de intersticio media el intersticio 23 se reduce a un valor en el rango de 10 a 50 pm, es decir, como máximo el 50% del valor de salida. En este caso, es esencial que la altura del espacio de proceso 21 se aumenta menos por la dilatación térmica que el intersticio 23. Esto se puede conseguir, por ejemplo, porque el material del espacio de proceso 21 está hecho en la Figura 2 de vidrio de cuarzo (coeficiente de dilatación térmica 5*10-7 /K) u otro material con coeficiente de dilatación térmica menor de 1*10-6 /K. Alternativamente también se puede mantener constante, según se representa en la estructura según la Figura 1, la altura de la carcasa 3 por el atemperado de la pared lateral 7.
En la Figura 5C y 5D se muestra una variante mediante una vista de la pared separadora 20. Para evitar repeticiones innecesarias, solo se explican las diferencias con las Figura 5A y 5B y por lo demás se hace referencia a las realizaciones de allí. Por lo tanto, la pared separadora 20 en forma de listón se extiende de la pared de fondo 5 hacia la pared cobertora 6, donde están configurados uno o varios intersticios verticales 23 en forma de pasajes de la pared separadora 20. La anchura de intersticio que se dimensiona en la dirección horizontal se sitúa en el rango de 50 a 100 pm (Figura 5C). Debido a una dimensión mayor en comparación a la altura de 10 mm de las zonas de pared separadora entre dos intersticios 23 se puede conseguir una carrera relativamente grande, que puede ser, por ejemplo, de varios 100 pm, durante el calentamiento de la pared separadora 20 a una temperatura de, por ejemplo, T = 450° C. En particular, en este caso se puede reducir la superficie de abertura total de los intersticios 23 a, por ejemplo, como máximo el 50% del valor de partida.
En la Figura 5E y 5F se muestra otra variante mediante una vista de la pared separadora 20. Para evitar repeticiones innecesarias, solo se explican de nuevo las diferencias con las Figura 5A y 5B y por lo demás se hace referencia a las realizaciones de allí. Por lo tanto, en lugar de un intersticio 23 está prevista una pluralidad de agujeros redondos 27, que están configurados respectivamente en forma de pasajes de la pared separadora 20. Partiendo de una situación, en la que la temperatura de la pared separadora 20 es, por ejemplo, T = 150 ° (Figura 4E), se puede conseguir una reducción del diámetro de abertura de los agujeros redondos 27 mediante un calentamiento de la pared separadora 20 a una temperatura de, por ejemplo, T = 450° C (Figura 4F). En particular, en este caso se puede reducir la superficie de abertura total de los agujeros redondos 27 a, por ejemplo, como máximo el 50% del valor de partida.
Lista de referencias
1 Dispositivo
2 Objeto
3 Carcasa
Pared de carcasa
Pared de fondo
Pared cobertora
Pared lateral
Abertura de carcasa
Pieza de cierre
Dispositivo calefactor
Cavidad
Calefactor radiante
, 13' Conexión de refrigerante Dispositivo de refrigeración Válvula
Paso de gas
Conexión de gas
Dispositivo de bombeo Dispositivo de alimentación de gas Pared separadora
Espacio de proceso
Espacio intermedio
Intersticio
Hendidura
Superficie de abertura Superficie interior
Agujero redondo
Zona de núcleo
Zona de borde

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (1) para el tratamiento térmico de un objeto (2), en particular de un sustrato revestido, con una carcasa (3) cerrable en particular de forma estanca a gases, que delimita una cavidad (11), donde la cavidad (11) presenta una pared separadora (20), a través de la que la cavidad (11) está subdividida en un espacio de proceso (21) para la recepción del objeto (2) y un espacio intermedio (22), donde la pared separadora (20) dispone de una o varias aberturas (23, 24), en el que la carcasa (3) presenta al menos una sección de carcasa (9) acoplada con un dispositivo de refrigeración (14) para su refrigeración activa, caracterizado por que la una o varias aberturas están configuradas de modo que la pared separadora (20) actúa como barrera para la difusión de una sustancia gaseosa, generada por el tratamiento térmico del objeto (2) en el espacio de proceso (21), desde el espacio de proceso (21) al espacio intermedio (22), donde la pared separadora (20) está dispuesta entre el objeto (2) y la sección de carcasa refrigerable (9).
2. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, en el que la pared separadora (20) está configurada de modo que una pérdida de masa de la sustancia gaseosa durante el tratamiento térmico es menor del 50%, preferentemente menor del 20%, más preferiblemente menor del 10%, donde una relación de superficie, formada a partir de una superficie de abertura total (25) de una o varias aberturas (23, 24) dividida por una superficie interior (26) del espacio de proceso (21), se sitúa en el rango de 5 x 10-5 a 5 x 10-4.
3. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que la pared separadora (20) contiene un material que tiene un coeficiente de dilatación térmica tal que una superficie de abertura total (25) de una o varias aberturas (23, 24) se reduce por el calentamiento de la pared separadora (20) durante el tratamiento térmico a como máximo el 50%, preferentemente como máximo el 30%, más preferiblemente como máximo el 10% de una superficie de abertura total (25) antes del tratamiento térmico.
4. Dispositivo (1) según la reivindicación 3, en el que la pared separadora (20) contiene un material cuyo coeficiente de dilatación térmica es mayor de 5 x 10-6 K-1.
5. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la carcasa (3) está hecha de un material cuyo coeficiente de dilatación térmica es menor de 5 x 10-6 K-1, por ejemplo vidrio de cuarzo.
6. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende un dispositivo calefactor (10) para el calentamiento del espacio de proceso (21) para un tratamiento térmico del objeto (2) y/o en el que la carcasa (3) comprende al menos una sección de carcasa (5, 6) que está configurada de modo que el objeto se puede tratar térmicamente por radiación térmica electromagnética que incide sobre la sección de carcasa y/o en el que la carcasa (3) presenta al menos una sección de carcasa (5, 6) acoplada con un dispositivo calefactor (12) para el calentamiento del espacio de proceso (21).
7. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la pared separadora (20) está dispuesta entre una zona más caliente (28) y al menos una zona más fría (29) de la cavidad (11).
8. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la sección de carcasa (9) acoplada con un dispositivo de refrigeración (14) presenta un paso de gas (16) cerrable, que desemboca en el espacio intermedio (22) para la extracción / suministro de al menos una sustancia gaseosa.
9. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la sección de carcasa (9) acoplada con un dispositivo de refrigeración (14) es una sección de pared lateral (7) de la carcasa (3), que contiene en particular una pieza de cierre (9) para el cierre de una abertura de carcasa (8).
10. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la pared separadora (20) no llega hasta una pared de carcasa (6), donde queda una abertura, en particular un intersticio (23), entre la pared separadora (20) y la pared de carcasa (6).
11. Uso de una pared separadora (20) en una carcasa (3) cerrable en particular de forma estanca a gases en un dispositivo (1) para el tratamiento térmico de un objeto (2), donde la carcasa (3) delimita una cavidad (11) que está subdividida por la pared separadora (20) en un espacio de proceso (21) para la recepción del objeto (2) y un espacio intermedio (22), donde la carcasa (3) presenta al menos una sección de carcasa (9) acoplada con un dispositivo de refrigeración (14) para su refrigeración activa, caracterizado por que la pared separadora (20) está dispuesta entre el objeto (2) y la sección de carcasa refrigerable (9) y donde la pared separada (20) dispone de una o varias aberturas (23, 24), que están configuradas de modo que la pared separadora (20) actúa como barrera para la difusión de una sustancia gaseosa, generada por el tratamiento térmico del objeto (2) en el espacio de proceso (21), desde el espacio de proceso (21) al espacio intermedio (22).
12. Uso según la reivindicación 11, en el que la pared separadora (20) está configurada de modo que una pérdida de masa de la sustancia gaseosa durante el tratamiento térmico es menor del 50%, preferentemente menor del 20%, más preferiblemente menor del 10%, donde la pared separadora (20) está configurada de modo que una relación de superficie, formada a partir de una superficie de abertura total (25) de una o varias aberturas (23, 24) dividida por una superficie interior (26) del espacio de proceso (21), se sitúa en el rango de 5 x 10-5 a 5 x 10-4.
13. Uso según una cualquiera de las reivindicaciones 11 o 12, en el que la pared separadora (20) tiene un coeficiente de dilatación térmica tal que una superficie de abertura total (25) de una o varias aberturas (23, 24) se reduce por el calentamiento de la pared separadora durante el tratamiento térmico del objeto (2) a como máximo el 50%, preferentemente como máximo el 30%, más preferiblemente como máximo el 10% de una superficie de abertura total antes del tratamiento térmico, donde la pared separadora (20) contiene en particular un material con un coeficiente de dilatación térmica de más de 5 x 10-6 K-1.
14. Método para el tratamiento térmico de un objeto (2), en particular de un sustrato revestido, con las etapas siguientes:
- introducción de un objeto en una cavidad (11) de una carcasa (3) cerrable en particular de forma estanca a gases, donde la cavidad se subdivide por una pared separadora (20), que dispone de una o varias aberturas (23, 24), en un espacio de proceso (21) que recibe el objeto y un espacio intermedio (22),
- tratamiento térmico del objeto (2), donde la pared separadora (20) actúa como barrera para la difusión de una sustancia gaseosa, generada por el tratamiento térmico del objeto (2) en el espacio de proceso (21), desde el espacio de proceso (21) al espacio intermedio (22),
- refrigeración de una sección de carcasa (9) que limita el espacio intermedio (22) durante el tratamiento térmico del objeto.
15. Método según la reivindicación 14, en el que el espacio de proceso (21) se vacía bombeando mediante extracción de al menos una sustancia gaseosa del espacio intermedio (22) y/o se le suministra al menos una sustancia gaseosa al espacio de proceso (21) mediante introducción en el espacio intermedio (22).
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