DE10050636A1

DE10050636A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächen-Behandlung von Gegenständen

Info

Publication number: DE10050636A1
Application number: DE10050636A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Schwarz; Juergen Seeberger; Ulrich Schnyder
Original assignee: Decker & Co KG Geb GmbH
Current assignee: Decker & Co KG Geb GmbH
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2001-04-19
Also published as: AU1024301A; WO2001027986A1

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächen-Behandlung von Gegenständen, umfassend die Schritte: Bereitstellen einer Behandlungs-Anlage, welche aufweist mindestens eine Behandlungs-Kammer mit mindestens einem in dieser angeordneten Gegenstand, welcher eine zu behandelnde Oberfläche aufweist, eine Schaum-Erzeugungs-Einheit zur Erzeugung eines mit der Oberfläche zu deren Behandlung reagierenden Schaumes, eine die Schaum-Erzeugungs-Einheit und die Behandlungs-Kammer verbindende Schaum-Zuführ-Einheit zur Zuführung des Schaumes in die mindesens eine Behandlungs-Kammer und eine mit der mindestens einen Behandlungs-Kammer verbundene Schaum-Abführ-Einheit zur Abführung des Schaumes; Erzeugen des Schaumes durch Einblasen eines Gases in eine mindestens ein Tensid enthaltende Flüssigkeit, wobei das Gas und/oder die Flüssigkeit mit der Oberfläche zu deren Behandlung reagieren; Zuführen des Schaumes zur Behandlungs-Kammer durch die Schaum-Zuführ-Einheit; Verweilen des Schaumes in der Behandlungs-Kammer für einen vorbestimmten Zeitraum und Abführen des Schaumes durch die Schaum-Abführ-Einheit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflä chen-Behandlung von Gegenständen, insbesondere von Silizium-Scheiben.

Aus der EP 0 625 795 A1 ist ein Verfahren zur naß-chemischen Behand lung von Silizium-Scheiben bekannt, bei dem die zu behandelnden Schei ben in einem Prozeß-Becken angeordnet sind, das möglichst laminar von unten von einer wässrigen Lösung der chemischen Substanzen durchströmt wird, die zur Oberflächen-Behandlung der Silizium-Scheiben erforderlich sind. Die Behandlungsflüssigkeit fließt anschließend über den oberen Rand des Prozeß-Beckens in ein Auffang-Becken, wo sie entweder entfernt oder wiederverwendet wird. Durch die die zu behandelnden Silizium-Scheiben tragenden Gestelle entstehen im Prozeß-Becken Turbulenzen und Totzo nen, wodurch die laminare Strömung nicht aufrechterhalten werden kann. Die Reaktionen der Oberflächen der Silizium-Scheiben mit der Flüssigkeit sind diffusionskontrolliert, das heißt abhängig von der Diffusion der Edukte zur Oberfläche und der Diffusion der Produkte weg von der Oberfläche. Dieses Diffusionsverhalten wird durch Inhomogenitäten der Strömung der verwendeten Flüssigkeit stark beeinflußt, wodurch starke Schwankungen bezüglich des angestrebten Behandlungszieles auf der Oberfläche der be handelten Silizium-Scheiben entstehen. Handelt es sich bei den chemischen Reaktionen, wie zum Beispiel dem Ätzen von Silizium durch eine Mi schung von Flußsäure und Salpetersäure, um eine stark exotherme Reakti on, dann überlagern sich die durch die Wärmeentwicklung verursachten Strömungen mit den oben beschriebenen Turbulenzen, wodurch das Ergeb nis weiter verschlechtert wird.

Aus der EP 0 673 545 B1 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zum Ät zen von Halbleiter-Wafern bekannt. Der Schaum wird aus einer Ätzflüssig keit mit einem Tensid sowie einem inerten Gas hergestellt. Zur Herstellung des Schaumes wird eine Ätzflüssigkeit mittels einer Zirkulationspumpe unter Druck gesetzt und anschließend ein inertes Gas in die Flüssigkeit ein gebracht und in einem statischen Mischer mit dieser vermischt. Nach dem Durchtritt durch Ventile wird die Flüssigkeit entspannt, wodurch es zu ei nem Aufschäumen kommt. Hierdurch kann nur ein geringer Teil des einge brachten Gases in den gebildeten Schaum eingebunden werden, so daß das Verfahren für die Verwendung reaktiver Gase ungeeignet ist. Gleichzeitig ist eine Kreislaufförderung nicht möglich; stabile Gleichgewichtsbedingun gen werden somit nicht erzeugt. Dadurch altert der primär erzeugte Kugel schaum unkontrolliert zu einem Polyederschaum, um schließlich ganz zu zerfallen, da dem metastabilen System keine Energie zugeführt wird. Eine Stabilisierung des Schaumes kann nur durch einen hohen Einsatz von Ten siden oder anderen grenzflächenaktiven Substanzen erreicht werden. Bei hohen Konzentrationen können die grenzflächenaktiven Substanzen auf der Oberfläche der zu behandelnden Teile adsorbiert werden und eine Inhi bierung verursachen, so daß das Behandlungsergebnis beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vor richtung zur Oberflächen-Behandlung von Gegenständen bereitzustellen, das eine möglichst gleichmäßige Oberflächen-Behandlung gewährleistet. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 10. Der Kern der Erfindung besteht darin, mittels einer Flüssigkeit, die ein Tensid enthält, und eines Gases einen Schaum herzustellen, der zur Oberflächen-Behandlung verwendet wird, wobei entweder die Flüssigkeit und oder das Gas mit der Oberfläche zu deren Behandlung reagieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zei gen

Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Behandlungsanlage mit ei ner Behandlungs-Kammer,

Fig. 2 eine schematische Querschnitts-Darstellung der Behandlungs- Kammer gemäß Fig. 1 mit teilweiser Ausschnittvergrößerung und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Reaktionskinetik des Ver fahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Eine Behandlungsanlage 1 zur Oberflächen-Behandlung von als Silizium- Scheiben 2 ausgebildeten Gegenständen weist eine Behandlungs-Kammer 3 auf, in der die Silizium-Scheiben 2 angeordnet sind. Ferner ist eine Schaum-Erzeugungs-Einheit 4 zur Erzeugung eines mit der Oberfläche 5 der Silizium-Scheiben 2 zu deren Behandlung reagierenden Schaumes 6 vorgesehen. Die Schaum-Erzeugungs-Einheit 4 ist über eine Schaum- Zuführ-Leitung 7 zur Zuführung des Schaumes in die Behandlungs- Kammer 3 verbunden. Die Behandlungs-Kammer 3 ist über eine Schaum- Abführ-Leitung 8 mit der Schaum-Erzeugungs-Einheit 4 zur Abführung des Schaumes 6 an die Schaum-Erzeugung-Einheit 4 verbunden.

Die Behandlungs-Kammer 3 weist ein oben offenes Überlauf-Prozeß- Becken 9 auf, welches von einem Auffangbecken 10 ringförmig umgeben ist. In dem Boden 11 ist eine Öffnung vorgesehen, im Bereich derer die Schaum-Zuführ-Leitung 7 in das Prozeß-Becken 9 mündet. Im Bereich des Bodens 11 ist in dem Prozeß-Becken 9 eine gegenüber dem Boden 11 ab gestützte, horizontal verlaufende Verteilerplatte 12 mit zahlreichen Boh rungen vorgesehen, durch die der von der Schaum-Zuführ-Leitung 7 zuge führte Schaum 6 von unten nach oben in einer möglichst laminaren Strö mung durch das Prozeß-Becken 9 strömt. Die in dem Prozeß-Becken 9 an geordneten Silizium-Scheiben 12 sind in üblichen Halterungen angeordnet. Es ist möglich, die Silizium-Scheiben 12 in dem Prozeß-Becken 9 zur Ho mogenisierung der Oberflächen-Behandlung zu bewegen, insbesondere in der durch die Scheibe 2 gebildeten Ebene zu drehen. Die Abführ-Leitung 8 ist an einer Bodenöffnung des Auffangbeckens 10 mit diesem verbunden.

Die Schaum-Erzeugungs-Einheit 4 weist einen Misch-Tank 13 auf. In die sem ist ein in der Nähe des Bodens 14 des Tanks 13 angeordnetes, unten offenes Saugrohr 15 vorgesehen, welches durch die Deckplatte 16 des Tanks 13 geführt ist und mit einer Pumpe 17 verbunden ist. Von der Pumpe 17 führt eine mit dieser verbundene Leitung 18 zu einem Dreiwege-Ventil 19, dessen einer Ausgang mit der Zuführ-Leitung 7 verbunden ist. Ein weiterer Ausgang des Ventils 19 ist mit einer Umwälz-Leitung 20 verbun den, die in den Innenraum 21 des Tanks 13 mündet. Der Innenraum 21 ist jeweils über Sperr-Ventile 22 mit jeweils einem Vorratstank 23, 24, 25 zur Zuführung einer Flüssigkeit, eines Gases bzw. eines Tensides verbunden. Die Zuführung des Gases aus dem Vorratstank 24 erfolgt unmittelbar unter dem Saugrohr 15, um die Schaumbildung zu erhöhen. Es ist alternativ möglich, den Vorratstank 24 für das Gas derart anzuordnen, daß das Gas zwischen dem Mischtank 13 und der Pumpe 17 in das Saugrohr 15 einge speist wird. Als weitere Alternative ist es möglich, das Gas in die Leitung 18 zwischen Pumpe 17 und Ventil 19 einzuspeisen, wobei in diesem Fall ein in Richtung auf das Ventil 19 nachgeordneter statischer Mischer in der Leitung 18 angeordnet ist.

Im folgenden wird die allgemeine Funktion der Behandlungs-Anlage unter Bezugnahme auf ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben. Hierbei geht es um die Behandlung einer mit Photolack beschichteten Silizium-Scheibe 2. Aus dem Tank 23 wird reines Wasser in den Innenraum 21 eingebracht. Aus dem Tank 25 wird ein Tensid in einer Konzentration von 10^-6 bis 10%, insbesondere 10^-4 bis 10^-2% zugegeben. Bei dem Tensid kann es sich um ein handelsübliches Tensid, wie zum Beispiel Nonylphenolethoxylate, Al kylbezolsulfonate, Alkansulfonate, Fettalkoholsulfate oder Laurylsulfate, handeln. Aus dem Tank 24 wird Ozongas (O₃) in die Wasser-Tensid- Mischung eingeblasen, wodurch der Schaum 6 entsteht. Durch ein Umwäl zen des Schaumes 6 durch das Saugrohr 15, die Pumpe 17, das Ventil 19 und die Umwälz-Leitung 20 wird die Schaumbildung verstärkt. Es entsteht ein geschlagener Sahne ähnlicher Schaum. Anschließend wird der vorbe reitete Schaum 6 durch die Zuführ-Leitung 7 in das Prozeß-Becken 9 ein geführt, welches er von unten nach oben möglichst laminar durchströmt. Der Schaum passiert die Oberfläche 5 der mit Photolack beschichteten Sili zium-Scheibe 2. Das Ozon reagiert mit dem Photolack. Anders als bei dem in der Einleitung beschriebenen Verfahren, bei dem Ozongas in einer Flüs sigkeit der Oberfläche 5 zugeführt würde, bilden sich im Grenzbereich zur Oberfläche 5 keine Diffusionsschichten, die von den lokalen Strömungsbe dingungen abhängen. Die zahlreichen feinen Gasbläschen 26 des Schaumes 6, die in Fig. 2 vergrößert dargestellt sind, enthalten Ozon. Das Ozon ver bleibt in den Gasbläschen und reagiert als ungelöstes Ozongas mit der Oberfläche 5 der Silizium-Scheibe 2, wenn das Gasbläschen mit ihr in Kontakt tritt. Die Reaktanten, das heißt die Produkte und Edukte der Reak tion des Photolacks mit dem Ozon, lagern sich an den Oberflächen der Gasbläschen 26 an, wie dies in Fig. 3 für ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Durch die Eigenrotation der Gasbläschen 26 und die Bewegung der Gasbläschen 26 zueinander werden die Reaktanten von Gasbläschen 26 zu Gasbläschen 26 weiter transportiert. Der Transport der Reaktanten zur Oberfläche 5 hin und von dieser weg geschieht somit im wesentlichen un abhängig von der Strömung des Schaumes 6 entlang der Strömungsrich tung 27. Die durch die Schaumbehandlung erzielte Oberflächenhomogeni tät übersteigt die bisher bekannten auf Flüssigkeiten basierenden Verfahren um ein Vielfaches. Nachdem der Schaum 6 die Silizium-Scheiben 2 pas siert hat, strömt er über den oberen Rand des Prozeß-Beckens 9 und wird im Auffangbecken 10 aufgefangen. Von dort wird der Schaum 6 über die Abführ-Leitung 8 erneut dem Tank 13 zur erneuten Verwendung zugeführt. Es ist selbstverständlich auch möglich, einmal eingesetzten Schaum 6, der verunreinigt ist, abzuführen. Des weiteren ist es möglich, in einem Prozeß- Becken 9 in Folge mehrere verschiedene Behandlungen durchzuführen. In diesem Fall wären mehrere Schaum-Erzeugungs-Einheiten 4 mit dem Pro zeß-Becken 9 verbunden. Es ist auch möglich, zur Entfernung von Polyme ren von der Oberfläche 5 der nicht mit Photolack beschichteten Silizium- Scheibe 2 Ammoniakwasser (NH₄OH) als Flüssigkeit zu verwenden, der Tenside zugesetzt sind. Auch in diesem Fall wird Ozon als reaktives Gas verwendet. Zur Reinigung der Oberfläche der Silizium-Scheibe 2 von or ganischen Substanzen wird ebenfalls Ammoniakwasser mit Tensiden ver wendet, in das zur Schaumbildung als reaktives Gas Ozon eingeblasen wird. Zur Reinigung von metallischen Partikeln wird mit Chlorwasserstoff (HCl) und Tensiden versetztes Wasser verwendet, in das Ozon als reaktives Gas zur Schaumbildung eingeblasen wird.

Im folgenden werden Details des bei der ersten Ausführungsform durchge führten Verfahrens erläutert. Von zentraler Bedeutung ist die Kreislaufför derung des Schaumes in der Anlage 1, die zu diesem Zweck eine Kreislauf- Förder-Einrichtung aufweist. Diese besteht aus einer ersten Kreislauf- Förder-Einrichtung umfassend die Pumpe 17, die Leitung 18, das Ventil 19, die Umwälzleitung 20, den Mischtank 13 sowie das Saugrohr 15. Diese Kreislauf-Förder-Einrichtung dient der Kreislaufförderung von Schaum, bevor dieser dem Prozeß-Becken 9 zugeführt wird. Eine zweite Kreislauf- Förder-Einrichtung umfaßt die Pumpe 17, die Leitung 18, das Ventil 19, die Leitung 7, das Prozeß-Becken 9, das Auffang-Becken 10, die Schaum- Abfüll-Leitung 8, den Mischtank 13 sowie das Saugrohr 15. Im Rahmen dieser Kreislaufförderung wird der Schaum dem Prozeß-Becken 9 zuge führt, reagiert dort mit den Silizium-Scheiben 2 und wird anschließend zu dem Mischtank 13 zurückgeführt. Durch die Kreislaufführung des erzeug ten Schaumes ist eine möglichst effektive Nutzung des eingesetzten Gases, insbesondere Ozon, möglich. Durch die Kreislaufförderung kann das ver brauchte bzw. zerfallene Ozon kontinuierlich nachgeliefert werden, so daß die Konzentration des Ozons in den Schaumbläschen einen Gleichge wichtszustand erreicht. Wird, wie nach der EP 0 673 545 B1, das Reakti onsgas nur einmal eingeblasen, so kann die Konzentration des reaktiven Gases in den Gasbläschen nicht erhöht werden, sondern es bleibt jeweils bei der Ausgangskonzentration des eingesetzten Gases. Im Fall eines sich zersetzenden Gases, wie z. B. Ozon, nimmt die Konzentration des Gases in den Gasbläschen stetig ab. Darüber hinaus kann nach dem Stand der Tech nik die Konzentration des Gases nicht auf reproduzierbare Werte eingestellt werden, da sich das System fern vom Gleichgewicht befindet. Durch die Kreislaufführung des Schaumes können stabile Gleichgewichtsbedingun gen erzeugt werden und der Verbrauch bzw. der Zerfall des Gases kompen siert werden. Die Konsistenz des erzeugten Schaumes kann an die jeweils erforderlichen Bedingungen angepaßt werden. Veränderbar sind insbeson dere die folgenden Parameter: Art der verwendeten Flüssigkeit, Konzentra tion der Flüssigkeit, Leitwert der Flüssigkeit, Temperatur der Flüssigkeit, Umwälzleistung der Pumpe 17, Art des verwendeten Gases, Konzentration des verwendeten Gases, Zuführgeschwindigkeit des Gases, Art des ver wendeten Tensides, Menge des Tensides, Zeit der Umwälzung und Durch mischung. Durch die Veränderung dieser Parameter können die folgenden Größen des Schaumes direkt oder indirekt beeinflußt werden: Bläschengrö ße des Schaumes, Oberflächenspannung des Schaumes, Viskosität des Schaumes, Anzahl der Bläschen im Schaumvolumen, Halbwertszeit des Schaumes, Halbwertszeit des Ozons, Gaskonzentration in der Blase, pH- Wert des Schaumes. Die Gasblasen im Schaum weisen eine Größe 1 µm bis 5 mm bevorzugt 50 µm bis 1 mm auf.

Je nach Art der Behandlungslösung, die für die Bearbeitung der Werkstüc ke erforderlich ist, werden unterschiedliche Tenside verwendet, wobei in stark konzentrierten Lösungen aufgrund der Löslichkeit kürzerkettige Ten side eingesetzt werden. In alkalischen Medien werden anionische Tenside oder nicht-ionogene Tenside oder auch Mischungen von anionischen und nicht-ionogenen Tensiden verwendet, während in sauren Medien kationi sche Tenside oder nicht-ionogene Tenside oder Mischungen von beiden eingesetzt werden. Als kurzkettige Tenside bezeichnet man Tenside mit einer Alkylkette von C₆ bis C₈, wobei diese Tenside herstellungsbedingt keine reinen Stoffe darstellen, sondern bis zu 10% andere Kettenlängen enthalten können. Sie setzen die Grenzflächenspannung weniger stark her ab als längerkettige Tenside, wodurch der Schaum stabilisiert wird. Sie sind um eine Größenordnung, bis zu einem Faktor 100, besser löslich als lang kettige Tenside (C₁₆ bis C₁₈). Als anionische Tenside werden vorzugsweise Alkylsulfate, substituierte Alkylsulfate, Alkylbenzosulfonate, Salze von Fettsäuren oder Salze von substituierten Karbonsäuren eingesetzt, wobei die Länge der Alkylkette im Bereich von C₄ bis C₁₈, bevorzugt von C₈ bis C₁₄ liegen kann. Dabei kann die Alkylkette der Tenside auch perfluoriert sein. Bei den nicht-ionogenen Tensiden werden vorzugsweise Alkohole, Amine oder Alkylphenole, denen pro Molekül zwei bis zehn Moleküle Ethylenoxid oder Propylenoxid angelagert wurde oder Aminoxide einge setzt. Die Länge der Alkylkette kann zwei bis 18 C-Atome betragen, wobei der bevorzugte Kettenlängenbereich im Bereich von 4 bis 14 C-Atomen liegt. Als kationische Tenside können quartäre Ammoniumverbindungen sowie quartäre N-haltige Heterocyclen wie z. B. Pyridinium-, Chinolinium- oder Imidazoliniumverbindungen zum Einsatz kommen, die am quartären N-Atom eine Alkylkette besitzen, wobei die Alkylkette auch perfluoriert sein kann und wobei die Alkylkette 4 bis 18 C-Atome, bevorzugt 4 bis 16 C-Atome besitzt.

Im konkreten Beispiel wurde bei einem Gesamtvolumen von 85 l Wasser zuzüglich 70 ml 50%iger Flußsäure eine Umwälzleistung von 60 l/min ein gestellt. Durch Zugabe von Ozongas mit einer Konzentration von 200 g/Nm³ bei 4 l/min in die Pumpsaugleitung, kurz vor dem Impellerrad, fällt der Durchsatz, gemessen mit einem Turbinenschaufelsensor, geringfü gig ab auf ca. 58 l/min, bedingt durch die Saugluftblasen. Durch Zugabe von Tensid (TEXAPON-ALS 25 ml), sinkt der Durchsatz langsam aber stetig bis auf ein Gleichgewicht von ca. 35 l/min. Durch weiteres Umwäl zen mit ständiger Ozonzugabe aber ohne Ergänzung von Tensid steigt der Durchfluß wieder langsam an, was den Rückschluß zuläßt, daß das Tensid verbraucht wird. Somit muß ein chemikalienbeständiges Tensid verwendet werden oder bei Bedarf zusätzliches Tensid hinzugegeben werden.

Durch die Einrichtung eines Schaumkreislaufes kann der Schaum in der bevorzugten Form eines Kugelschaums gehalten werden. Die erforderliche Konsistenz des Schaumes kann durch die Einstellung leicht kontrollierbae rer, zuvor genannter Parameter erreicht und dauerhaft gehalten werden, so daß stabile Prozeßbedingungen, wie z. B. ein gleichmäßiger Abtrag, erzielt werden können. Dadurch ist es möglich, die Vorrichtung für unterschiedli che Aufgabenstellungen einzusetzen. Durch die Kreislaufführung des Schaumes ist es möglich, beim Einsatz reaktiver Gase, die für die Reaktion erforderlichen Edukte kontinuierlich nachzuliefern und Reaktionsprodukte von der Oberfläche der zu bearbeitenden Werkstücke zu entfernen, wobei auch Gase eingesetzt werden können, die sich wie z. B. Ozon infolge ihrer hohen Reaktivität relativ schnell zersetzen. Damit kann auch mit diesen Stoffen in einem Fertigungsprozeß eine hohe Prozeßsicherheit erreicht werden und es können gleichmäßig hohe Abtragungsraten erzielt werden, wobei gleichzeitig der Abtrag für die gesamte Oberfläche homogen erfolgt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 eine zweite Ausführungs form der Erfindung beschrieben. Hierbei geht es um das Ätzen der Silizi um-Oberfläche, die in Fig. 3 vergrößert dargestellt ist, wobei die einzelnen Silizium-Atome mit dem Bezugszeichen 28 bezeichnet sind. Zur Erzeugung des Schaumes wird dem Innenraum 21 aus dem Tank 23 Salpetersäure (HNO₃) und Flußsäure (HF) zugesetzt. Bei diesen Flüssigkeiten handelt es sich um die mit der Siliziumoberfläche reagierenden Substanzen. Zur Schaumbildung wird Stickstoffgas (N₂) eingeblasen, welches sich während der Reaktion der Flüssigkeit mit der Siliziumoberfläche inert verhält und lediglich als Schaumbildner dient. Der erzeugte Schaum 6 wird durch das Prozeß-Becken 9 geleitet und gelangt dort mit den Silizium-Scheiben 2 in Kontakt. Die Kinetik der in Folge eintretenden Reaktionen ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Auf der Oberfläche der mit Stickstoff gefüllten Gasbläschen 26 sind die Edukte, Zwischenprodukte und Produkte der ein zelnen Reaktionen angelagert. Durch die Eigenrotation der Gasbläschen 26 werden die Reaktanten zur Siliziumoberfläche transportiert bzw. von dieser abtransportiert. Die hierbei auftretenden Reaktionen sind durch folgende Reaktionsgleichungen beschreibbar:

Auch in diesem Fall sind die Oberflächenreaktionen aufgrund der fehlen den Diffusionsgrenzschicht im wesentlichen unabhängig von dem Strö mungsverhalten des Schaumes 6 im Prozeß-Becken 9, so daß eine heraus ragende Oberflächenhomogenität der behandelten Silizium-Scheiben 2 ent steht. Zur Entfernung von Oxiden auf der Oberfläche der Silizium-Scheibe 2 kann als Flüssigkeit Flußsäure (HF) mit einem Tensid verwendet werden, in die Stickstoffgas (N₂) als inertes Gas zur Schaumbildung eingeblasen wird. Zum Ätzen von Aluminium-Leiterbahnen, die auf der Silizium- Scheibe 2 im Rahmen der Halbleiterherstellung angebracht worden sind, kann als Flüssigkeit eine Tenside enthaltende Mischung aus Phosphorsäure (H₃PO₄), Salpetersäure (HNO₃) und Essigsäure (CH₃COOH) verwendet werden, in die Stickstoffgas als Inertgas zur Schaumbildung eingeblasen wird. In allen vorgenannten Fällen dient Stickstoff lediglich der Schaum bildung.

Es ist möglich, zur Schaumbildung auch beliebige andere Gase wie Am moniakgas (NH₃), Chorwasserstoffgas (HCl), Fluorwasserstoffgas (HF) zu verwenden, die gleichzeitig der Schaumbildung dienen. Darüber hinaus kann das beschriebene Verfahren auch zur Behandlung vollkommen ande rer Gegenstände als Silizium-Scheiben verwendet werden. In Frage kom men zum Beispiel Sinter-Keramiken, beschichtete Metalloberflächen etc., bei denen eine besonders homogene und gleichmäßige Oberflächen- Behandlung durch chemische Stoffe erforderlich ist. Sollte der zur Be handlung eingesetzte Stoff ein Gas sein, so kann dieser zur Schaumbildung verwendet werden. Sollte es sich bei dem zur Oberflächen -Behandlung eingesetzten Stoff um einen in einer beliebigen Flüssigkeit löslichen Stoff handeln, so kann zur Schaumbildung ein inertes Gas, wie zum Beispiel Stickstoff, oder ein Edelgas, wie zum Beispiel Argon, ver wendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Oberflächen-Behandlung von Gegenständen, umfassend folgende Schritte:

a) Bereitstellen einer Behandlungs-Anlage, welche aufweist
- a) mindestens eine Behandlungs-Kammer (3) mit mindestens einem in dieser angeordneten Gegenstand, welcher eine zu behandelnde Oberfläche (5) aufweist,
- b) eine Schaum-Erzeugungs-Einheit (4) zur Erzeugung eines mit der Oberfläche (5) zu deren Behandlung reagierenden Schaumes (6),
- c) eine die Schaum-Erzeugungs-Einheit (4) und die Behand lungs-Kammer (3) verbindende Schaum-Zuführ-Einheit (7) zur Zuführung des Schaumes (6) in die mindestens eine Be handlungs-Kammer (3) und
- d) eine mit der mindestens einen Behandlungs-Kammer (3) verbundene Schaum-Abführ-Einheit (8) zur Abführung des Schaumes (6),
b) Erzeugen des Schaumes (6) durch Einblasen eines Gases in eine mindestens ein Tensid enthaltende Flüssigkeit, wobei das Gas und/oder die Flüssigkeit mit der Oberfläche (5) zu deren Be handlung reagieren,
c) Zuführen des Schaumes (6) zur Behandlungs-Kammer (3) durch die Schaum-Zuführ-Einheit (7),
d) Verweilen des Schaumes (6) in der Behandlungs-Kammer (3) für einen vorbestimmten Zeitraum und
e) Abführen des Schaumes (6) durch die Schaum-Abführ-Einheit (8).

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das minde stens ein Tensid eine Konzentration von 10^-6 bis 10% aufweist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Gas um ein Edelgas, Kohlendioxid, Chlorgas, Fluorgas, Luft, Ozon, Stickstoff, Ammoniak, Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff, Diphosphorpentoxid, Stickstoffdioxid oder eine Mischung dieser Gase handelt.

4. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß es sich bei der Flüssigkeit um reines Wasser, Am moniakwasser, Salzsäure, Flußsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure oder Essigsäure handelt.

5. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß es sich bei dem Gegenstand um eine Siliziumscheibe (2) handelt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von der Oberfläche (5) Photolack entfernt wird, Polymere entfernt werden, or ganische Verbindungen entfernt werden, Metalle entfernt werden, Sili zium oxide entfernt werden, Silizium entfernt wird oder Aluminium entfernt wird.

7. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Schaum-Erzeugungs-Einheit (4) einen pumpen getriebenen Förderkreislauf zur Erhöhung der Schaumbildung aufweist.

8. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Schaum-Abführ-Einheit (8) den Schaum (6) der Schaum-Erzeugungs-Einheit (4) zur erneuten Verwendung zuführt.

9. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schaum (6) die Behandlungs-Kammer (3) mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 1000 l/min durchströmt.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voran gehenden Ansprüche, umfassend

a) mindestens eine Behandlungs-Kammer (3) mit mindestens einem in dieser angeordneten Gegenstand, welcher eine zu behandelnde Ober fläche (5) aufweist,
b) eine Schaum-Erzeugungs-Einheit (4) zur Erzeugung eines mit der Oberfläche (5) zu deren Behandlung reagierenden Schaumes (6),
c) eine die Schaum-Erzeugungs-Einheit (4) und die Behandlungs- Kammer (3) verbindende Schaum-Zuführ-Einheit (7) zur Zuführung des Schaumes (6) in die mindestens eine Behandlungs-Kammer (3) und
d) eine mit der mindestens einen Behandlungs-Kammer (3) verbundene Schaum-Abführ-Einheit (8) zur Abführung des Schaumes (6).