DE102006033353B4

DE102006033353B4 - Method and device for treating flat, fragile substrates

Info

Publication number: DE102006033353B4
Application number: DE102006033353A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Kosikowski
Original assignee: HOELLMUELLER MASCHBAU H; Hollmueller Maschinenbau GmbH; Hoellmueller Maschinenbau GmbH
Current assignee: HOELLMUELLER MASCHBAU H; Hollmueller Maschinenbau GmbH; Hoellmueller Maschinenbau GmbH
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2026-07-20
Also published as: CN101109095A; CN101109095B; PL382902A1; DE102006033353A1; JP2008025030A; TW200806822A

Abstract

Verfahren zum Behandeln von flachen, zerbrechlichen Substraten, insbesondere für die Halbleiter- und Solarindustrie, bei dem die Substrate im horizontalen Durchlauf durch einen Badbehälter mit einer Badflüssigkeit geführt werden, in die sie vollständig eingetaucht sind, wobei mindestens eine Kontaktfläche des Substrats dort in Berührung mit einer Kontakteinrichtung und so auf ein elektrisches Potential gebracht wird, das sich vom Potential einer in der Badflüssigkeit angeordneten Gegenelektrode unterscheidet,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kontaktbereich zwischen der Kontakteinrichtung (7) und der Kontaktfläche des Substrats (2) sich in dem Badbehälter unterhalb des Badspiegels der Badflüssigkeit befindet und dort von Behandlungsflüssigkeit (14) freigeblasen oder -gesaugt wird.A process for treating flat, fragile substrates, in particular for the semiconductor and solar industries, in which the substrates are passed in horizontal passage through a bath tank with a bath liquid in which they are completely immersed, wherein at least one contact surface of the substrate in contact therewith a contact device and is brought to an electric potential, which differs from the potential of a counter electrode arranged in the bath liquid,
characterized in that
the contact region between the contact device (7) and the contact surface of the substrate (2) is located in the bath container below the bath level of the bath liquid and is blown or sucked free there from treatment liquid (14).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von flachen, zerbrechlichen Substraten, insbesondere für die Halbleiter- und Solarindustrie, bei dem die Substrate im horizontalen Durchlauf durch eine Badflüssigkeit geführt werden, in die sie vollständig eingetaucht sind, wobei mindestens eine Kontaktfläche des Substrats dort in Berührung mit einer Kontakteinrichtung und so auf ein elektrisches Potential gebracht wird, das sich vom Potential einer in der Badflüssigkeit angeordneten Gegenelektrode unterscheidet,
sowie
eine Vorrichtung zum Behandeln von flachen, zerbrechlichen Substraten, insbesondere für die Halbleiter- und Solarindustrie, mit

a) einem mit Badflüssigkeit bis zu einem bestimmten Spiegel gefüllten Badbehälter;
b) einer Transporteinrichtung, mit welcher die Substrate im horizontalen Durchlauf durch die Badflüssigkeit geführt werden können, wobei die Substrate vollständig eingetaucht sind;
c) einer Behandlungsstromquelle;
d) mindestens einer Kontakteinrichtung, die in Berührung mit mindestens einer an dem Substrat angebrachten Kontaktfläche gebracht werden kann und dann die Kontaktfläche mit einem Pol der Behandlungsstromquelle verbindet;
e) mindestens einer Gegenelektrode, die in der Behandlungsflüssigkeit angeordnet und mit dem anderen Pol der Behandlungsstromquelle verbunden ist.

The invention relates to a method for treating flat, fragile substrates, in particular for the semiconductor and solar industries, in which the substrates are guided in a horizontal passage through a bath liquid, in which they are completely immersed, wherein at least one contact surface of the substrate in contact there with a contact device and is brought to an electrical potential that differs from the potential of a counter electrode arranged in the bath liquid,
such as
a device for treating flat, fragile substrates, in particular for the semiconductor and solar industries, with

a) a filled with bath liquid to a certain level bath tank;
b) a transport device, with which the substrates can be guided in a horizontal pass through the bath liquid, wherein the substrates are completely immersed;
c) a treatment power source;
d) at least one contact device that can be brought into contact with at least one contact surface attached to the substrate and then connects the contact surface with a pole of the treatment current source;
e) at least one counter electrode, which is arranged in the treatment liquid and connected to the other pole of the treatment current source.

In der Halbleiter- und Solarindustrie werden vielfach sehr flache und dünne Substrate wie Siliziumscheiben (Wafer), Siliziumplatten und Glasplatten unterschiedlichsten Arten von Naßprozessen unterzogen. Im vorliegenden Zusammenhang besonders interessant sind elektrochemische Behandlungen derartiger Substrate. Bei diesen werden die Substrate elektrisch kontaktiert und elektrolytisch behandelt, z. B. gereinigt, galvanisiert oder geätzt. Bei der elektrochemischen Behandlung kann die Substratoberfläche entweder kathodisch oder anodisch geschaltet werden. Zur Galvanisierung wird die Substrat-Oberfläche immer kathodisch, zum Ätzen und Reinigen anodisch polarisiert.In The semiconductor and solar industries are often very flat and thin substrates such as silicon wafers, silicon plates and glass plates very different Types of wet processes subjected. In the present context are particularly interesting electrochemical treatments of such substrates. These will be the substrates are electrically contacted and electrolytically treated, for. B. cleaned, galvanized or etched. In the electrochemical Treatment can be either cathodic or the substrate surface be switched anodic. For galvanization, the substrate surface is always cathodic, for etching and cleaning anodically polarized.

Im allgemeinen ist dabei nur eine Seite des flachen Substrates elektrochemisch zu behandeln, die beim Durchgang durch die Badflüssigkeit nach unten weist, wo auch die Gegenelektrode angeordnet ist, während die Kontaktierung über die Kontaktflächen auf der nach oben zeigenden Seite des Substrats stattfindet. Die Kontaktflächen müssen dabei von einer Kontakteinrichtung berührt werden, die mit einem Pol der Behandlungsstromquelle in Verbindung steht. Dabei stellt sich das Problem, daß die Kontakteinrichtung selbst einer unerwünschten elektrochemischen Behandlung unterzogen, also beispielsweise und insbesondere galvanisiert wird.in the In general, only one side of the flat substrate is electrochemical to treat, which points downwards when passing through the bath liquid, where the counter electrode is arranged, while the contacting over the contact surfaces takes place on the upwardly facing side of the substrate. The contact surfaces have to are touched by a contact device, which with a pole the treatment power source is in communication. It turns the problem that the contact device even an undesirable one subjected to electrochemical treatment, so for example and in particular galvanized.

Rollenkontaktierungen sind aus der DE 103 43 512 B3 bekannt. Dort erfolgt die Kontaktierung jedoch außerhalb eines Behandlungsbades mit einer Badflüssigkeit. Mittels Dichteinrichtungen wird verhindert, daß Behandlungsflüssigkeit in Kontakt mit den Kontaktrollen kommt. Eine Kontaktierung über Schleifkontakte ist in der EP 1 179 618 A2 beschrieben.Roller contacts are from the DE 103 43 512 B3 known. There, however, the contacting takes place outside a treatment bath with a bath liquid. By means of sealing devices prevents treatment liquid comes into contact with the contact rollers. A contact via sliding contacts is in the EP 1 179 618 A2 described.

Weitere Rollenkontaktierungen sind aus der DE 196 28 784 A1 und der DE 196 33 797 A1 bekannt. Die dort beschriebenen Kontakteinrichtungen müssen von Zeit zu Zeit aufwendig entmetallisiert werden. Schwierig oder gar unmöglich wird die Entmetallisierung der Kontakteinrichtung z. B. beim Vergolden. Eine elektrolylische Entmetallisierung der Kontakteinrichtungen, wie dies in der EP 0 578 699 B1 beschrieben ist, ist daher nicht möglich. Vielmehr müssen die Kontakteinrichtungen in diesem Falle periodisch ausgetauscht werden. Bei bekannten Anlagen muß dies etwa alle 12 bis 24 Stunden geschehen. Das ist sehr zeitaufwendig und verursacht in einer Produktionsanlage sehr lange Stillstandszeiten.Further roller contacts are from the DE 196 28 784 A1 and the DE 196 33 797 A1 known. The contact devices described there must be demounted consuming from time to time. Difficult or even impossible demetallization of the contact device z. B. when gilding. An electrolylic demetallization of the contact devices, as shown in the EP 0 578 699 B1 is therefore not possible. Rather, the contact devices must be replaced periodically in this case. In known systems this must be done approximately every 12 to 24 hours. This is very time consuming and causes very long downtime in a production plant.

Aus der WO 2005/093 788 A1 ist ferner ein Verfahren zur einseitigen Behandlung von Substratoberflächen im horizontalen Durchlauf bekannt. Dabei wird nur die Unterseite der durchlaufenden Substrate benetzt sowie gegebenenfalls noch der äußere, obere Rand. Dies ist jedoch in der Praxis bei exakt planen Substraten sehr schwer durchführbar bzw. überhaupt nicht möglich, wenn die Substrate leicht gewölbt sind.From the WO 2005/093 788 A1 Furthermore, a method for one-sided treatment of substrate surfaces in the horizontal pass is known. In this case, only the underside of the passing substrates is wetted and possibly also the outer, upper edge. However, in practice this is very difficult to carry out with exactly planar substrates or is not at all possible if the substrates are slightly curved.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bzw. der der die unerwünschte elektrochemische Behandlung der Kontakteinrichtung, insbesondere eine Metallisierung der Kontakteinrichtung, weitestgehend reduziert ist.task It is the object of the present invention to provide a method and an apparatus to create the type mentioned, in which or of the undesirable electrochemical treatment of the contact device, in particular a metallization of the contact device, as far as possible reduced is.

Diese Aufgabe wird, was das Verfahren angeht, dadurch gelöst, daß der Kontaktbereich zwischen der Kontakteinrichtung und dem Substrat von Behandlungsflüssigkeit freigeblasen oder -gesaugt wird.These Task is, as far as the method is concerned, solved in that the contact area between the contact device and the substrate of treatment liquid blown or sucked.

Erfindungsgemäß wird also das Substrat im Gegensatz zum Stande der Technik vollständig in die Badflüssigkeit eingetaucht, jedoch nur in einer verhältnismäßig kurzen Entfernung unterhalb von deren Spiegel. Dann ist es möglich, mit Hilfe einer Blas- oder Saugeinrichtung die Kontakteinrichtung in einem dynamischen Prozeß von Badflüssigkeit weitgehend freizuhalten. Da es dann keine oder nur sehr wenig Berührung zwischen Kontakteinrichtung und Badflüssigkeit gibt, kann auch die unerwünschte Reaktion zwischen Kontakteinrichtung und Badflüssigkeit nur sehr eingeschränkt stattfinden.According to the invention, therefore, the substrate is immersed completely in contrast to the prior art in the bath liquid, but only in a relatively short distance below the mirror. Then it is possible, with the help of a blowing or suction device, the contact device largely free in a dynamic process of bath liquid. Since there is no or very little contact between contact device and bath liquid, and the unwanted Re action between contact device and bath liquid take place only very limited.

Als Gas zum Freiblasen kann im einfachsten Fall Luft verwendet werden, wenn die Anwesenheit von Luftsauerstoff kein Problem darstellt.When Blow-out gas can be used in the simplest case, air, if the presence of atmospheric oxygen is not a problem.

In vielen Fällen jedoch ist die Badflüssigkeit gegen Luftsauerstoff empfindlich, so daß als Gas ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, eingesetzt wird.In many cases however, the bath liquid is against Air oxygen sensitive, so that as gas an inert gas, preferably Nitrogen, is used.

Durch die oben geschilderten, erfindungsgemäßen Maßnahmen läßt sich die unerwünschte elektrochemische Veränderung, insbesondere Metallisieren, der Kontakteinrichtung weitestgehend vermeiden, jedenfalls erheblich reduzieren. Sollte dann noch eine restliche störende Veränderung, insbesondere Metallisierung, der Kontakteinrichtung verbleiben, kann eine Verfahrensvariante gewählt werden, bei welcher der Bewegungsweg des Substrates verfolgt und das zur Behandlung des Substrates erforderliche Potential nur während derjenigen Zeit an die mindestens eine Kontakteinrichtung gelegt wird, in welcher die Kontakteinrichtung in Berührung mit einer Kontaktfläche des Substrats steht. Auf diese Weise wird die Zeit, in welcher die unerwünschte elektrochemische Einwirkung auf die Kontakteinrichtung stattfinden kann, erheblich verkürzt.By The above-described measures according to the invention can be the unwanted electrochemical Change, in particular metallizing, the contact device as far as possible avoid, in any case, significantly reduce. Should then one more remaining disturbing Change, in particular metallization, the contact device remain, a process variant can be selected be tracked in which the path of movement of the substrate and the potential required to treat the substrate only during those Time is applied to the at least one contact device, in which the contact device in contact with a contact surface of the substrate. In this way, the time in which the undesirable take place electrochemical action on the contact device can, significantly shortened.

Bei vielen elektrochemischen Behandlungen ist die Reaktion durch Umkehrung der Polarität umkehrbar. In diesen Fällen kann das Verfahren so geführt werden, daß während der Zeit, in welcher die Kontakteinrichtung nicht in Berührung mit einer Kontaktfläche des Substrates steht, an die mindestens eine Kontakteinrichtung ein zweites Potential gelegt wird, das geeignet ist, die bei der Behandlung durch das erste Potential ablaufende Reaktion umzukehren. Im Falle der Metallisierung bedeutet dies, daß in denjenigen Zeiten, in denen die Kontakteinrichtung nicht an einer Kontaktfläche eines Substrates anliegt, die metallische Abscheidung an der Kontakteinrichtung durch entsprechende Wahl des Potentials in Lösung gebracht wird. Auf diese Weise lassen sich die Standzeiten der Kontakteinrichtung noch weiter verlängern.at Many electrochemical treatments have the reverse reaction of polarity reversible. In these cases the procedure can be so led be that during the Time in which the contact device is not in contact with a contact surface of the substrate, to the at least one contact device a second potential is laid which is suitable for the Treatment by the first potential to reverse the ongoing reaction. In the case of metallization, this means that in those times, in which the contact device not at a contact surface of a Substrate rests, the metallic deposition on the contact device is brought into solution by appropriate choice of the potential. To this Way, the life of the contact device can be even further extend.

Die obige Aufgabe wird, was die Vorrichtung angeht, dadurch gelöst, daß

f) der mindestens einen Kontakteinrichtung mindestens eine Blas- oder Saugeinrichtung zugeordnet ist, die so eingerichtet ist, daß sie den Kontaktbereich zwischen Kontakteinrichtung und Kontaktfläche des Substrats freiblasen oder -saugen kann.

The above object is, as far as the device is concerned, solved by

f) the at least one contact device is associated with at least one blowing or suction device which is adapted so that it can blow or suck the contact area between the contact device and contact surface of the substrate.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 7 bis 10 angegeben. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihrer Weiterbildungen entsprechen den oben bereits geschilderten Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen verschiedenen Varianten.advantageous Further developments of the device according to the invention are in the claims 7 to 10 indicated. The advantages of the device according to the invention and their developments correspond to those already described above Advantages of the method according to the invention and its different variants.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigenOne embodiment The invention will be explained in more detail with reference to the drawing; it demonstrate

1: in einer schematischen Seitenansicht eine Vorrich tung zur galvanischen Verstärkung von auf einem Siliziumsubstrat aufgebrachten metallischen Leiterzügen; 1 in a schematic side view of a Vorrich device for the galvanic reinforcement of applied on a silicon substrate metallic conductor tracks;

2: eine Detailvergrößerung aus 1. 2 : a detail enlargement 1 ,

Zur Herstellung von Solarzellen werden etwa 0,2 mm dicke Siliziumplatten eingesetzt, die auf derjenigen Seite, die später die sonnenaktive Seite wird, aufgedampfte dünne metallische elektrische Leiterzüge aufweist. Diese müssen galvanisch auf eine Schichtdicke von 1 bis 20 μm verstärkt werden. Bei dem Verstärkungsmaterial kann es sich um Kupfer, Zinn, Silber oder Gold handeln. Auf der gegenüberliegenden Seite des Substrates befinden sich die hierfür erforderlichen Kontaktflächen, beispielsweise in Form von Kontaktstreifen und/oder Kontaktfenstern, die elektrisch mit den aufgedampften elektrischen Leiterzügen auf der ”sonnenaktiven” Seite in Verbindung stehen.to Production of solar cells are about 0.2 mm thick silicon plates used on the side that later became the sunken side becomes, steamed thin metallic electrical conductor tracks having. These must galvanically reinforced to a layer thickness of 1 to 20 microns. In the reinforcing material it can be copper, tin, silver or gold. On the opposite Side of the substrate are the necessary contact surfaces, for example in the form of contact strips and / or contact windows that are electrically with the vapor-deposited electrical circuit traces on the "sunny" side keep in touch.

Die 1 zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Vorrichtung, mit welcher die aufgedampften Leiterbahnen derartiger Siliziumsubstrate verstärkt werden können. In 1 sind drei derartige Siliziumsubstrate dargestellt und mit dem Bezugszeichen 2a, 2b und 2c gekennzeichnet. Diese Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c werden mit Hilfe eines eine Mehrzahl von angetriebenen Rollen 3a, 3b, 3c, 3d aufweisenden Rollentransportsystemes durch eine galvanische Badflüssigkeit 14 hindurchgeführt. Die Förderrichtung ist durch den Pfeil 4 angedeutet.The 1 shows a total with the reference numeral 1 characterized device with which the vapor-deposited conductor tracks of such silicon substrates can be amplified. In 1 three such silicon substrates are shown and denoted by the reference numeral 2a . 2 B and 2c characterized. These silicon substrates 2a . 2 B . 2c be using one of a number of powered rollers 3a . 3b . 3c . 3d having roller transport system by a galvanic bath fluid 14 passed. The conveying direction is indicated by the arrow 4 indicated.

Der Spiegel 15 der Badflüssigkeit 14 liegt nur knapp, beispielsweise 0,1 bis 10 Millimeter, oberhalb der oberen Seite der Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c. Die Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c tauchen also beim Durchgang durch das galvanische Bad vollständig in die Badflüssigkeit 14 ein.The mirror 15 the bath liquid 14 is barely, for example, 0.1 to 10 millimeters, above the upper side of the silicon substrates 2a . 2 B . 2c , The silicon substrates 2a . 2 B . 2c Thus, when passing through the galvanic bath, they completely submerge in the bath liquid 14 one.

Die ”sonnenaktive”, mit den Leiterzügen versehene Seite der Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c weist dabei nach unten, während die die Kontaktflächen aufweisende Seite der Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c nach oben zeigt.The "sun-active" side of the silicon substrates provided with the conductor tracks 2a . 2 B . 2c points down while the contact surfaces having the side of the silicon substrates 2a . 2 B . 2c pointing upwards.

Entlang und unterhalb des Bewegungsweges der Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c erstreckt sich eine plattenförmige Anode 5, die mit dem Pluspol einer Galvanisierungsstromquelle 6 verbunden ist. Handelt es sich bei dem Verstärkungsmetall um Kupfer, Zinn oder Silber, so können lösliche, sich verbrauchende Anoden 5 eingesetzt werden. Handelt es sich jedoch um ein Goldbad, so wird mit unlöslichen Anoden 5 gearbeitet.Along and below the path of movement of the silicon substrates 2a . 2 B . 2c extends a plate-shaped anode 5 connected to the positive pole of a plating power source 6 connected is. If the reinforcing metal is copper, tin or silver, soluble, consumable anodes can be used 5 be used. However, if it is a gold bath, insoluble anodes will be used 5 worked.

Die zu verstärkenden Leiterbahnen auf den Siliziumsubstraten 2a, 2b, 2c müssen auf Kathodenpotential gebracht werden. Dies geschieht mit Hilfe von Kontaktrollen 7a, 7b, 7c, 7d, die auf der den Transportrollen 3a, 3b, 3c, 3d gegenüberliegenden Seite der Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c angeordnet sind und mit sehr leichtem Druck, vorzugsweise elastisch federnd, gegen die nach oben zeigende, die Kontaktfläche aufweisende Seite der Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c angedrückt werden. Jede dieser Kontaktrollen 7a, 7b, 7c, 7d ist über einen elektronischen, steuerbaren Schalter 8a, 8b, 8c und 8d mit dem Minuspol der Galvanisierungsstromquelle 6 verbunden. Die elektronischen Schalter 8a, 8b, 8c, 8d erhalten von einer Maschinensteuerung 9 ihre Steuersignale, mit denen sie geöffnet, bzw. wieder geschlossen werden können.The to be amplified interconnects on the silicon substrates 2a . 2 B . 2c must be brought to cathode potential. This is done with the help of contact rollers 7a . 7b . 7c . 7d on the transport wheels 3a . 3b . 3c . 3d opposite side of the silicon substrates 2a . 2 B . 2c are arranged and with very light pressure, preferably elastically resilient, against the upward facing, the contact surface having side of the silicon substrates 2a . 2 B . 2c be pressed. Each of these contact roles 7a . 7b . 7c . 7d is via an electronic, controllable switch 8a . 8b . 8c and 8d with the negative terminal of the galvanizing power source 6 connected. The electronic switches 8a . 8b . 8c . 8d obtained from a machine control 9 their control signals, with which they can be opened or closed again.

In Transportrichtung 4 gesehen vor der ersten Kontaktrolle 7a ist ein Sensor 10 angeordnet, der in der Lage ist, das Vorbeilaufen der vorderen und hinteren Kanten der verschiedenen vorbeiwandernden Siliziumsubstrate 2a, 2b und 2c zu erfassen. Der Sensor 10 meldet diese Zeitpunkte der Maschinensteuerung 9. Diese ist auf Grund ihrer Kenntnis der Bewegungsgeschwindigkeit der Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c und der geometrischen Daten der Anlage in der Lage, jederzeit die genaue Position aller Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c im galvanischen Bad zu errechnen. Insbesondere kann die Maschinensteuerung 9 daher ermitteln, welche der Kontaktrollen 7a, 7b, 7c, 7d gerade in elektrischem Kontakt mit einer Kontaktfläche eines Siliziumsubstrates 2a, 2b, 2c steht und welche nicht. Die Maschinensteuerung 9 sorgt aus Gründen, die später noch deutlicher werden, dafür, dass nur diejenigen elektronischen Schalter 8a, 8b, 8d geschlossen sind, deren zugehörige Kontaktrolle 7a, 7b, 7d gerade in Kontakt mit einer derartigen Kontaktfläche steht. Diejenigen elektronischen Schalter 8c dagegen, bei denen die zugehörige Kontaktrolle 7c mit keiner Kontaktfläche eines Siliziumsubstrates 2a, 2b, 2c in Berührung steht, sind geöffnet.In transport direction 4 seen before the first contact role 7a is a sensor 10 which is capable of passing the leading and trailing edges of the various past-traveling silicon substrates 2a . 2 B and 2c capture. The sensor 10 reports these times to the machine control 9 , This is due to their knowledge of the speed of movement of the silicon substrates 2a . 2 B . 2c and the geometric data of the plant able at any time the exact position of all silicon substrates 2a . 2 B . 2c to calculate in the galvanic bath. In particular, the machine control 9 therefore, determine which of the contact rolls 7a . 7b . 7c . 7d just in electrical contact with a contact surface of a silicon substrate 2a . 2 B . 2c stands and which is not. The machine control 9 For reasons that will become even clearer later, make sure that only those electronic switches 8a . 8b . 8d are closed, their associated Kontaktrolle 7a . 7b . 7d just in contact with such a contact surface. Those electronic switches 8c on the other hand, where the associated contact role 7c with no contact surface of a silicon substrate 2a . 2 B . 2c in contact are open.

In Transportrichtung 4 gesehen vor jeder Kontaktrolle 7a, 7b, 7c, 7d ist eine Blaseinrichtung 11a, 11b, 11c, 11d angeordnet. Wie am besten der 2 zu entnehmen ist, hat die Blaseinrichtung 11 die Form einer rohrartigen Blasdüse, der im Sinne des Pfeiles 12 ein Gas unter Druck zugeführt werden kann und im Sinne der Pfeile 13 denjenigen Bereich der oberen Seite des Siliziumsubstrates 2 mit Gas beaufschlagt, der sich in der Nähe der entsprechenden Kontaktrolle 7 befindet.In transport direction 4 seen before every contact roll 7a . 7b . 7c . 7d is a blowing device 11a . 11b . 11c . 11d arranged. How best of all 2 can be seen, has the blowing device 11 the shape of a tubular nozzle, in the direction of the arrow 12 a gas can be supplied under pressure and in the direction of the arrows 13 the area of the upper side of the silicon substrate 2 subjected to gas, which is close to the corresponding contact roller 7 located.

Vor Eintritt in die Anlage 1 werden die Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c so vorbereitet, wie dies oben bereits geschildert wurde: Sie werden durch Aufdampfen auf der ”sonnenaktiven” Seite mit sehr dünnen metallischen Leiterbahnen versehen. Auf der gegenüberliegenden Seite der Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c werden die Kontaktflächen aufgebracht und mit den metallischen Leiterbahnen verbunden. Die Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c werden sodann auf das Transportrollensystem aufgelegt, das beidseits durch schmale Schlitze in den Wänden eines nicht dargestellten Gehäuses der Vorrichtung 1 hindurchgeführt ist.Before entering the facility 1 become the silicon substrates 2a . 2 B . 2c prepared as described above: they are provided by vapor deposition on the "sun-active" side with very thin metallic conductors. On the opposite side of the silicon substrates 2a . 2 B . 2c The contact surfaces are applied and connected to the metal conductor tracks. The silicon substrates 2a . 2 B . 2c are then placed on the transport roller system, on both sides by narrow slits in the walls of a housing, not shown, of the device 1 passed through.

Nachfolgend soll der Weg eines einzelnen Substrates 2 durch die Anlage 1 verfolgt werden.The following is the path of a single substrate 2 through the plant 1 be followed.

Das Substrat 2 tritt durch den schon erwähnten Gehäuseschlitz unterhalb des Badspiegels 15 in das galvanische Bad ein. Passiert seine Vorderkante den Sensor 10, so meldet dieser den fraglichen Zeitpunkt der Maschinensteuerung 9. Zu diesem Zeitpunkt sind die elektronischen Schalter 8a, 8b, 8c und 8d aller Kontaktrollen 7a, 7b, 7c, 7d noch offen, so dass die Kontaktrollen 7a, 7b, 7c und 7d spannungsfrei sind und sich an ihnen kein metallischer Niederschlag bildet.The substrate 2 occurs through the already mentioned housing slot below the bathroom mirror 15 into the galvanic bath. Passes its leading edge the sensor 10 , so this reports the question in time the machine control 9 , At this time, the electronic switches 8a . 8b . 8c and 8d all contact roles 7a . 7b . 7c . 7d still open, so the contact rolls 7a . 7b . 7c and 7d are stress-free and forms no metallic precipitate on them.

Die Maschinensteuerung 9 rechnet nunmehr auf Grund der ihr bekannten Bewegungsgeschwindigkeit des Siliziumsubstrates 2 und der Entfernung zwischen dem Sensor 10 und der in Transportrichtung 4 ersten Kontaktrolle 7a aus, wann die Kontaktrolle 7a in Berührung mit einer Kontaktfläche des Siliziumsubstrates 2 gelangt. Zu diesem Zeitpunkt schließt die Maschinensteuerung 9 den elektronischen Schalter 11b, so dass die Kontaktrolle 7a auf Potential gebracht wird und der galvanische Verstärkungsvorgang beginnen kann.The machine control 9 now counts on the basis of the known movement speed of the silicon substrate 2 and the distance between the sensor 10 and in the transport direction 4 first contact role 7a when, the contact role 7a in contact with a contact surface of the silicon substrate 2 arrives. At this point, the machine control closes 9 the electronic switch 11b , so the contact role 7a is brought to potential and the galvanic amplification process can begin.

Die Glaseinrichtung 11a, die der ersten Kontaktrolle 7a zugeordnet ist, bläst auf der nach oben liegenden Seite des Siliziumsubstrates 2, wie in 2 dargestellt, einen Bereich in der Nähe der Kontaktrolle 7a von Badflüssigkeit 14 frei, so dass auch zu diesem Zeitpunkt trotz anliegender Spannung die Kontaktrolle 7a nur unwesent lich metallisiert wird. Die nach unten zeigende, die zu verstärkenden Leiterbahnen aufweisende Seite des Siliziumsubstrates 2a dagegen befindet sich vollständig in der Badflüssigkeit 14, so dass dort der gewünschte galvanische Verstärkungsvorgang stattfinden kann.The glass device 11a , the first contact role 7a is assigned, blowing on the upward side of the silicon substrate 2 , as in 2 shown, an area near the contact roller 7a of bath fluid 14 free, so that even at this time, despite contact voltage, the contact role 7a metallized only insignificantly. The downward facing, to be amplified tracks having side of the silicon substrate 2a however, is completely in the bath liquid 14 , so that there can take place the desired galvanic amplification process.

Zwischenzeitlich hat der Sensor 10 das Vorbeilaufen der in Bewegungsrichtung hinteren Kante des Siliziumsubstrates 2a erfasst und dies der Maschinensteuerung 9 gemeldet. Diese rechnet erneut auf Grund der ihr bekannten Daten aus, wann die Kontaktfläche auf dem Siliziumsubstrat 2a an der Kontaktrolle 7a vorbeigewandert ist, und stellt dann die Stromzufuhr zur Kontaktrolle 7a durch Öffnen des Schalters 8a ab.In the meantime, the sensor has 10 the passing of the rear edge of the silicon substrate in the direction of movement 2a recorded and this the machine control 9 reported. This calculates again on the basis of their known data, when the contact surface on the silicon substrate 2a at the contact role 7a has passed, and then stops the power supply to the contact roller 7a by opening the switch 8a from.

Derselbe Vorgang wiederholt sich im Bereich der Kontaktrollen 7b, 7c und 7d.The same process is repeated in the area of contact rolls 7b . 7c and 7d ,

In der Praxis durchläuft selbstverständlich nicht nur ein einzelnes Siliziumsubstrat 2a die Vorrichtung 1. Vielmehr werden, wie in 1 dargestellt, eine Vielzahl von Siliziumsubstraten 2a, 2b, 2c in verhältnismäßig kleinem Abstand voneinander durch die Vorrichtung 1 befördert. Das Schließen und öffnen der elektronischen Schalter 8a, 8b, 8c, 8d erfolgt in diesem Falle analog. In 1 ist ein Zustand gezeigt, in welchem die Kontaktrolle 7a des ersten Siliziumsubstrates 2a etwa in der Mitte der Kontaktfläche Berührung hat, weshalb der zugehörige Schalter 8a geschlossen ist. Beim zweiten Siliziumsubstrat 2b befindet sich die entsprechende Kontaktrolle 7b bereits im in Bewegungsrichtung hinteren Bereich der Kontaktfläche; noch immer ist der zugehörige Schalter 8b geschlossen. Die dritte Kontaktrolle 7c befindet sich jedoch nicht in Kontakt mit einer Kontaktfläche eines Siliziumsubstrats 2a, 2b, 2c, so dass der zugehörige Schalter 8c geöffnet ist.Of course, not only a single silicon substrate goes through in practice 2a the device 1 , Rather, as in 1 shown, a variety of silicon substrates 2a . 2 B . 2c at a relatively small distance from each other through the device 1 promoted. Closing and opening the electronic switch 8a . 8b . 8c . 8d takes place in this case analog. In 1 a state is shown in which the contact roller 7a of the first silicon substrate 2a touched about in the middle of the contact surface, which is why the associated switch 8a closed is. At the second silicon substrate 2 B is the corresponding contact role 7b already in the rear direction of the contact surface in the direction of movement; still is the associated switch 8b closed. The third contact role 7c however, it is not in contact with a contact surface of a silicon substrate 2a . 2 B . 2c so that the associated switch 8c is open.

Obwohl sich in der Nähe der dritten Kontaktrolle 7c kein Siliziumubstrat befindet, arbeitet die zugehörige Glaseinrichtung 11c. Diese bläst eine ”Delle” in die Badflüssigkeit 14, in welcher sich der untere Bereich der Kontaktrolle 7c befindet, ohne mit der Badflüssigkeit 14 in Berührung zu kommen. Das öffnen des Schalters 11d wäre also nicht unbedingt notwendig; dieses öffnen stellt jedoch eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme dar, da die Kontaktrolle 7c möglicherweise doch von Spritzern der Badflüssigkeit 14 erreicht wird.Although close to the third contact role 7c no silicon substrate is located, the associated glass device operates 11c , This blows a "dent" in the bath liquid 14 , in which the lower portion of the contact roller 7c is located, without the bath liquid 14 to get in touch. The opening of the switch 11d would not be necessary; However, this opening represents an additional safety measure, since the contact roller 7c possibly from splashes of the bath liquid 14 is reached.

Die in Bewegungsrichtung vierte Kontaktrolle 7d befindet sich in 1 im Anfangsbereich der Kontaktfläche des dort befindlichen Siliziumsubstrats 2c. Der zugehörige elektronische Schalter 8d ist daher geschlossen.The fourth contact roller in the direction of movement 7d is located in 1 in the initial region of the contact surface of the silicon substrate located there 2c , The associated electronic switch 8d is therefore closed.

Sofern dies die Chemie des jeweiligen Prozesses zulässt, kann als Gas, welches den Glaseinrichtungen 11a, 11b, 11c, 11d zugeführt wird, einfach Luft eingesetzt werden. Sofern jedoch das galvanische Bad empfindlich auf Luftsauerstoff reagiert, wird als Gas Stickstoff gewählt. In diesem Falle werden die Glaseinrichtungen 11a, 11b, 11c, 11d von einem Gebläse versorgt, das innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung 1 ansaugt und so für ein Zirkulationsbetrieb sorgt. Die gesamte Behandlungskammer wird unter einen leichten Stickstoffüberdruck gesetzt, so dass das Eindringen von Sauerstoff aus der Umgebungsluft unterbunden ist.If this allows the chemistry of the respective process, as gas, which the glass devices 11a . 11b . 11c . 11d is fed, simply air can be used. However, if the galvanic bath is sensitive to atmospheric oxygen, nitrogen is selected as the gas. In this case, the glass devices 11a . 11b . 11c . 11d powered by a blower that is inside the housing of the device 1 sucks and so ensures a circulation operation. The entire treatment chamber is placed under a slight nitrogen pressure, so that the penetration of oxygen from the ambient air is prevented.

Statt der einfachen rohrförmigen Glaseinrichtung 11a, 11b, 11c und 11d können auch Venturidüsen verwendet werden. Bei diesen kann das vom Gebläse bewegte Gas mit Umgebungsgas angereichert werden, wodurch die Gesamtmenge des Gases steigt und der Wirkungsgrad wächst.Instead of the simple tubular glass device 11a . 11b . 11c and 11d Venturi nozzles can also be used. In these, the moving gas from the fan can be enriched with ambient gas, whereby the total amount of gas increases and the efficiency increases.

Die Austrittsöffnung der Blaseinrichtungen 11a, 11b, 11c, 11d braucht nicht kreisförmig zu sein. Sie kann vielmehr auch als Ring gestaltet werden, welcher die zugehörige Kontaktrolle 7a, 7b, 7c, 7d umgibt.The outlet opening of the blowing devices 11a . 11b . 11c . 11d does not need to be circular. Rather, it can also be designed as a ring, which the associated contact roller 7a . 7b . 7c . 7d surrounds.

Schließlich ist es auch möglich, statt durch Blasen die Umgebung auf der nach oben zeigenden Seite der Siliziumsubstrate 2a, 2b, 2c um die Kontaktrollen 7a, 7b, 7c, 7d durch Saugdüsen von Badflüssigkeit 14 freizuhalten.Finally, it is also possible, rather than by blowing, the environment on the upwardly facing side of the silicon substrates 2a . 2 B . 2c around the contact rolls 7a . 7b . 7c . 7d through suction nozzles of bath liquid 14 kept clear.

Bei einem zweiten, zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsbeispiel dienen die elektronischen Schalter 8 dazu, die zugehörige Kontaktrolle 7 wahlweise mit beiden Polen der Galvanisierungsstromquelle 6 zu verbinden. Solange die entsprechende Kontaktrolle 8 mit einer Kontaktfläche eines Siliziumsubstrates 2 in Berührung steht, erfolgt die Verbindung in konventioneller Weise mit dem Pluspol der Galvanisierungsstromquelle 6; es findet dann die gewünschte galvanische Verstärkung statt. Zwischen den Kontaktflächen aufeinanderfolgender Siliziumsubstrate 2 werden die Kontaktrollen 7 dagegen mit dem Minuspol der Galvanisierungsstromquelle 6 verbunden. Auf diese Weise können die metallischen Abscheidungen, die sich auf der Kontaktrolle 7 befinden, wieder in Lösung gehen, was die Standzeiten der Kontaktrollen 7 weiter verlängert. Selbstverständlich ist diese Maßnahme jedoch nur bei solchen Verstärkungsmetallen möglich, die elektrolytisch in Lösung gebracht werden, und scheidet bei der Verwendung von Gold aus.In a second, not graphically illustrated embodiment, the electronic switches are used 8th in addition, the associated contact role 7 optionally with both poles of the galvanisation power source 6 connect to. As long as the appropriate contact role 8th with a contact surface of a silicon substrate 2 is in contact, the connection is made in a conventional manner with the positive pole of the Galvanisierungsstromquelle 6 ; The desired galvanic amplification then takes place. Between the contact surfaces of successive silicon substrates 2 become the contact roles 7 on the other hand with the negative pole of the galvanization current source 6 connected. In this way, the metallic deposits that are on the contact roller 7 again, go into solution what the service life of the contact rollers 7 further extended. Of course, however, this measure is only possible with those reinforcing metals which are electrolytically solubilized and precipitates when using gold.

Claims

A process for treating flat, fragile substrates, in particular for the semiconductor and solar industries, in which the substrates are passed in horizontal passage through a bath tank with a bath liquid in which they are completely immersed, wherein at least one contact surface of the substrate in contact therewith a contact device and is brought to an electrical potential which differs from the potential of a counter electrode arranged in the bath liquid, characterized in that the contact area between the contact device ( 7 ) and the contact surface of the substrate ( 2 ) is located in the bath container below the bath level of the bath liquid and there by treatment liquid ( 14 ) is blown or sucked free.

A method according to claim 1, characterized gekenn records that air is used as the gas for blowing out.

Method according to claim 1, characterized in that that nitrogen is used as the gas for blowing out.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the path of movement of the substrate ( 2 ) and to treat the substrate ( 2 ) required potential only during that time to the at least one contact device ( 7 ), in which the contact device ( 7 ) in contact with a contact surface of the substrate ( 2 ) stands.

Method according to claim 4, characterized in that during the time in which the contact device ( 7 ) not in contact with a contact surface of the substrate ( 2 ), to which at least one contact device ( 7 ) a second potential is set which is suitable for reversing the reaction proceeding through the first potential during the treatment.

Device for treating flat, fragile substrates, in particular for the semiconductor and solar industries, with a) a bath container filled with treatment liquid up to a certain level; b) a transport device, with which the substrates can be guided in a horizontal pass through the bath liquid, wherein the substrates are completely immersed; c) a treatment power source; d) at least one contact device that can be brought into contact with at least one contact surface attached to the substrate and then connects the contact surface with a pole of the treatment current source; e) at least one counterelectrode, which is arranged in the treatment liquid and connected to the other pole of the treatment current source, characterized in that f) the contact region between the contact device ( 7 ) and contact surface of the substrate ( 2 ) is arranged in the bath tank below the bath level of the bath liquid; g) the at least one contact device ( 7 ) at least one blowing or suction device ( 11 ) arranged to cover the contact area between the contact device ( 7 ) and contact surface of the substrate ( 2 ) can blow or suck.

Device according to claim 6, characterized in that that the gas used for blowing is air.

Device according to claim 6, characterized in that that the gas used for blowing is nitrogen.

Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that a) a position determining device ( 10 ) is provided, with which the respective position of each substrate ( 2 ) can be determined; b) a controller ( 9 ) is provided, which according to output signals of the position-determining device ( 10 ) for treating the substrate ( 2 ) required potential only during that time to the at least one contact device ( 7 ) in which the contact device ( 7 ) in contact with a contact surface of the substrate ( 2 ) stands.

Apparatus according to claim 9, characterized in that the control in the time in which the contact device ( 7 ) not in contact with a contact surface of the substrate ( 2 ), to which at least one contact device ( 7 ) sets a second potential which is suitable for reversing the reaction occurring during the treatment by the first potential.