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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Benetzen von flachen Substraten durch Benetzung von deren Substratunterseite nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anlage mit mindestens einer solchen Vorrichtung.
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Es ist beispielsweise aus der
DE 10 2005 062 528 A1 bekannt, flache Substrate in Form von Leiterplatten oder Solarzellenwafern an ihrer Unterseite mit einem Fluid zu benetzen, beispielsweise für einen Ätzvorgang. Zur Benetzung mit dem Fluid laufen Transportrollen mit ihrem unteren Bereich darin, an dem das Fluid dann beim Drehen der Transportrollen haften bleibt und so an die aufliegenden Substratunterseiten gebracht wird. Dies bedeutet aber zum einen, dass die Art des Fluidauftrags etwas variieren kann abhängig von der Auflagekraft der Substratunterseite auf den Rollen, und zum anderen auch, dass unerwünschte Effekte auftreten können wie Abquetschen eines etwas dickeren Flüssigkeitsfilms an der Substratunterseite.
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Aus der
DE 10 2009 060 931 A1 ist eine Benetzung eines Substrats mit Ätzlösung durch Sprühen von oben und optional zusätzlich unten mittels Düsen bekannt. Alternativ erfolgt die Benetzung von unten mittels Transportrollen wie vorhergehend beschrieben.
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Aus der
WO 2008/048259 A2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mittels eines Fluidmeniskus in einer Kammer, der sich konvex nach oben wölbt, Fluid an eine Substratunterseite eines darüber hinweg transportierten Substrates aufgebracht wird. Dadurch ist eine an sich berührungslose Benetzung der Substratunterseiten mit dem Fluid möglich.
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Aus der
JP 2011-082430 A ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, die das vorhergehend genannte, berührungslose Verfahren zum Benetzen von Substraten verwendet. Bei dieser Vorrichtung gelangt überschüssiges Fluid über Wände von jeweiligen Kammern in einen darunter liegenden Auffangkanal und von dort in einen Vorratsbehälter, aus dem die Kammern mit dem Fluid gespeist werden.
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Aus der
JP H08-224508 A ist eine weitere Vorrichtung zum Benetzen eines Substrats bekannt, wobei ein Fluid mittels eines quaderförmigen Elements, das einen nach oben vorstehenden Kapillarschlitz aufweist, auf die Unterseite des Substrats aufgebracht wird. Das quaderförmige Element ist vollständig in ein Fluid eingetaucht und erhebt sich aus diesem während des Benetzungsprozesses, um mittels des Schlitzes unter Ausnutzung des Kapillareffekts das Fluid in Kontakt mit der Unterseite des Substrats zu bringen, wo es aufgrund von Adhäsion haftet. Ein Ablauf dient als Begrenzung des Fluidniveaus und führt überschüssiges Fluid zurück in einen Vorratsbehälter.
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Aufgabe und Lösung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung sowie eine Anlage mit mindestens einer solchen Vorrichtung zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere eine vorteilhafte Benetzung von Substraten bzw. deren Substratunterseiten möglich ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der nachfolgenden Merkmale nur für die Vorrichtung oder nur für die Anlage beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für die Vorrichtung als auch eine entsprechende Anlage gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Es ist vorgesehen, dass die Vorrichtung mehrere Fluidaustritte mit je einer Austrittsöffnung für das Fluid aufweist, die nach oben gerichtet sind und bis kurz vor die Transportebene reichen. Die Austrittsöffnungen weisen eine Umrandung auf, um einen aufgrund der Oberflächenspannung konvex gewölbten Fluidvorrat zu bilden. Des Weiteren ist eine Fluidzuführung an den Fluidaustritt bzw. die Austrittsöffnung von unten vorgesehen.
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Erfindungsgemäß ist ein Fluidablauf aus dem Fluidvorrat vorgesehen, der unterhalb der Umrandung angeordnet ist bzw. das Fluid läuft durch den Fluidablauf unterhalb der Umrandung aus dem Fluidvorrat heraus. Vorteilhaft kann der Fluidablauf wenige Millimeter unterhalb dieser Umrandung liegen. Um den Fluidaustritt herum ist eine Auffangvertiefung vorgesehen bzw. eine Auffangvorrichtung, die über Ablauföffnungen mit einer Ablaufrinne bzw. einem Ablaufkanal verbunden ist. So kann das Fluid abgeführt bzw. entfernt werden, beispielsweise für eine Auffrischung zur erneuten Verwendung. Des Weiteren ist ein Zufluss in einen Verteilkanal für das Fluid vorgesehen, wobei der Verteilkanal flüssigkeitsleitend mit den darüber angeordneten Fluidaustritten verbunden ist zur Fluidzuführung. Die Vorrichtung ist als eigenständig handhabbare und im Wesentlichen geschlossene Baueinheit ausgebildet, die insbesondere als Ganzes in eine vorgenannte Anlage eingebaut werden kann. Besonders vorteilhaft können mehrere solcher Baueinheiten parallel zueinander und mit Abstand in einer Anlage angeordnet werden.
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Der Vorteil einer solchen Vorrichtung liegt darin, dass zum Einen eine im wesentlichen berührungslose Benetzung der Substratunterseiten möglich ist mit dem Fluid. Des Weiteren ist dadurch die Integration von Zufluss bzw. Fluidzuführung an den Fluidaustritt bzw. an die Austrittsöffnung, auf der sich oben auch eine Art Meniskus des aufgrund der Oberflächenspannung konvex gewölbten Fluidvorrats befindet, zusammen mit dem Ablaufen bzw. Abtransportieren des Fluids in einer Baueinheit möglich. Durch die im Wesentlichen geschlossene Ausbildung dieser Baueinheit kann außerdem ein Ausgasen des Fluids von entsprechend flüchtigen und möglicherweise chemisch aggressiven Bestandteilen reduziert oder sogar vermieden werden. Dadurch wird zum Einen die Atmosphäre um die Vorrichtung bzw. eine Anlage herum sauber gehalten, was für Arbeitsbedingungen von Vorteil ist. Des Weiteren kann zwar an einer solchen Anlage noch eine Absaugung von Gasen vorgesehen sein, diese kann dann aber schwächer ausgebildet sein und es müssen weniger chemisch aggressive Bestandteile herausgefiltert werden. Schließlich kann auch der Verbrauch an Chemikalien insgesamt deutlich reduziert werden, was im Falle von teueren Chemikalien eine signifikante Kostenersparnis bringt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind entlang der Vorrichtung, insbesondere in einer Linie, mehrere Fluidaustritte bzw. Austrittsdüsen vorgesehen. Dabei ist es möglich, dass mindestens ein Paar von Fluidaustritten mit jeweils einer Austrittsöffnung nahe beieinander vorgesehen ist, insbesondere direkt nebeneinander, und zwar ebenfalls in der vorgenannten Längsrichtung nebeneinander. Besonders vorteilhaft sind an den äußeren Enden der Vorrichtung jeweils einzelne Fluidaustritte mit je einer Austrittsöffnung vorgesehen. Während also bei den genannten Paaren von Fluidaustritten der Abstand wenige Millimeter betragen kann und vorteilhaft weniger als 2 cm beträgt, kann ansonsten der Abstand zwischen zwei Fluidaustritten im Bereich einiger Zentimeter liegen, vorteilhaft 10 cm bis 20 cm. Durch eine solche Verteilung der Fluidaustritte bzw. deren Austrittsöffnungen können streifenförmige Bereiche der Substratunterseiten mit dem Fluid benetzt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Fluidaustritte einige Zentimeter über die sonstige Vorrichtung bzw. deren im wesentliche ebene Oberseite nach oben überstehen. Dies können beispielsweise 2 cm bis 10 cm sein, so dass sich die Substratunterseiten ein gutes Stück über den Vorrichtungen befinden und keine negative Beeinträchtigung erfolgt. Gleichzeitig brauchen die Fluidaustritte nicht allzu hoch zu sein, was ansonsten nur den konstruktiven Aufwand unnötig erhöhen würde.
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Vorteilhaft sind die Fluidaustritte rohrartig ausgebildet und stehen von einer Oberseite der Vorrichtung nach oben, insbesondere senkrecht. An dieser Oberseite der Vorrichtung sind vorteilhaft rund um die Fluidaustritte und die vorgenannten Auffangvorrichtungen bzw. Auffangvertiefungen vorgesehen. Sie können eine Tiefe von einigen Millimetern unterhalb der Oberseite aufweisen, so dass sie quasi kleine Auffangbecken bilden, die rund um einen Fluidaustritt angeordnet sind und daraus austretendes Fluid, das insbesondere aus dem Fluidablauf kommt, auffangen können zum Abführen. Es ist ebenso möglich, beckenartige Auffangvorrichtungen mit einer umlaufenden Wandung als eine Art Beckenrand auszubilden, um aus der Austrittsöffnung austretendes Fluid auffangen zu können. Da diese aufzufangenden Mengen an Fluid üblicherweise nicht besonders groß sind, reicht eine geringe Tiefe einer Auffangvertiefung bzw. Randhöhe einer beckenartigen Auffangvorrichtung.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann in einer Fluidzuführung von unten in den Fluidaustritt eine Drossel vorgesehen sein. Diese kann die Menge an zugeführtem Fluid begrenzen und insbesondere von Druckschwankungen in einer Fluidzuführung bzw. an einem größeren Fluidvorrat unabhängig machen. Eine solche Drossel kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung entweder einstellbar bzw. verstellbar sein oder leicht austauschbar sein, um unterschiedliche bzw. veränderliche Durchflussquerschnitte zu erreichen.
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Vorteilhaft entspricht ein Durchflussquerschnitt der Drossel in etwa dem Durchflussquerschnitt des Fluidablaufs bzw. sie sollten nicht zu unterschiedlich sein. So kann erreicht werden, dass aus dem Fluidvorrat kein Fluid aufgrund Überfüllens und Überschreitens der Oberflächenspannung bzw. des nach oben gebildeten Meniskus über die Umrandung hinweg austritt, was die Form des Meniskus unerwünscht beeinträchtigen bzw. zerstören würde, da dann eben die Oberflächenspannung verloren geht. Durch den Fluidablauf sollte fast genau so viel Fluid ablaufen wie von der Fluidzuführung, insbesondere durch die genannte Drossel, in den Fluidvorrat eingebracht wird abzüglich der üblicherweise relativ geringen Menge an Fluid, welche an der Unterseite der Substrate verbleibt. Während der Verwendung der Vorrichtung bzw. der Benetzung der Substratunterseiten sollte der Fluidvorrat relativ konstant bleiben und somit auch der nach oben gewölbte Meniskus des Fluidvorrats.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Fluidablauf schräg nach unten gerichtet aus dem Fluidvorrat bzw. dem oberen Bereich des Fluidaustritts heraus. So erfolgen ein Ablaufen des Fluids sowie eine Regulierung der Menge des Fluidvorrats sehr gut. Des Weiteren kann dann ablaufendes Fluid an der Außenwand des rohrartigen Fluidaustritts herablaufen und in der darunter befindlichen Auffangvertiefung gesammelt werden und daraus abgeführt werden. Dies kann durch eine längliche Kerbe odgl. am Fluidaustritt noch verbessert werden, so dass ein an sich möglichst schmaler Strom an ablaufendem Fluid erreicht wird mit möglichst geringer Oberfläche, um die eingangs genannten Ausgasungen gering zu halten.
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Besonders vorteilhaft ist pro Fluidaustritt auch nur ein einziger Fluidablauf vorgesehen. Dies wird als ausreichend angesehen für eine Regulierung der Menge des Fluidvorrats.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Austrittsöffnung entlang der Umrandung eine schräge Innenwandung am Innenrand aufweist, also einen sich nach oben vergrößernden Durchmesser aufweist. Dadurch kann ein gebildeter Fluidvorrat mit nach oben gewölbtem Meniskus sehr stabil erreicht und gehalten werden. Des Weiteren ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Austrittsöffnung an der Umrandung zur Innenseite hin eine relativ scharfe Kante aufweist. Ein Kantenradius kann im Mikrometerbereich liegen, beispielsweise 50 µm bis 200 µm. Des Weiteren verläuft die Umrandung bzw. deren Kante entlang einer Ebene parallel zur Transportebene. Dies bedeutet, dass dann auch der Meniskus flächig und gleichmäßig ausgebildet wird.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Austrittsöffnung kreisrund ausgebildet, so dass mit ihr vorteilhaft eine streifenförmige Benetzung von Substratunterseiten in Form schmaler Streifen erfolgen kann. Eine vorgenannte Innenwandung in schräger Ausbildung ist dadurch konisch.
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Alternativ kann eine Austrittsöffnung lang und schmal ausgebildet sein und vorteilhaft eine Längserstreckung in Richtung der Längsausdehnung der Vorrichtung aufweisen. Mit einer solchen Vorrichtung kann dann eine relativ großflächige Beschichtung von Substratunterseiten erfolgen, wenn dann sowohl die Vorrichtung als auch die lange Austrittsöffnung quer zur Transportrichtung der Substrate ausgerichtet ist. Es hat sich in Versuchen herausgestellt, dass sich auch entlang eines solchen länglichen Schlitzes ein stabiler und geeigneter Meniskus im Flüssigkeitsvorrat bildet.
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In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung ein Vorrichtungsgehäuse auf, in dem die Zuführungen von Fluid zu den Austrittsöffnungen samt Verteilkanal einerseits und auch der Ablauf von Fluid andererseits vorgesehen sind. Dabei kann besonders vorteilhaft ein zentraler Zufluss und/oder ein einziger Abfluss vorgesehen sein. Vorzugsweise ist in dem Vorrichtungsgehäuse oben der Verteilkanal für zuzuführendes Fluid vorgesehen und ist so direkt mit der Fluidzuführung von unten in die Fluidaustritte verbunden. So kann also für Zufluss und/oder Abfluss ein einziger Fluidanschluss an die Vorrichtung vorgesehen sein, was eine schnelle und einfache Montage ermöglicht. In dem Verteilkanal wird dann das zugeführte Fluid an die einzelnen Fluidaustritte geführt. Die Anordnung des Verteilkanals direkt unter den Fluidaustritten weist den Vorteil auf, dass stets frisches Fluid in ausreichender Menge zur Verfügung steht, und das auch unter geeignetem Druck, um den Fluidvorrat samt gebildetem Meniskus stabil zu halten.
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Die geschlossene Ausbildung von Fluidzufuhr sowie auch Fluidablauf verringert eine vorbeschriebene mögliche Ausgasung von Bestandteilen des Fluids, was die genannten vorteilhaften Möglichkeiten bietet.
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Unterhalb des Verteilkanals ist vorteilhaft eine im Wesentlichen durchgehende Ablaufrinne vorgesehen, in die die Ablauföffnungen führen bzw. münden. Die Ablaufrinne kann einen zentralen Abfluss aufweisen zum Anschluss einer einzigen Abfluss- bzw. Ablaufleitung für abzuführendes Fluid. Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Ablaufrinne oder zumindest ihr Boden schräg zur Horizontalen verläuft und der Abfluss am tiefsten Punkt in der Abflussrinne vorgesehen ist. So wird das abzuführende Fluid automatisch entleert bzw. herausgeführt.
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Für die Ablauföffnungen, die das Fluid aus den Auffangvertiefungen rund um die Fluidaustritte auffangen und abführen, ist vorteilhaft vorgesehen, dass sie nahe an einer Längsaußenseite der Vorrichtung bzw. des vorgenannten Vorrichtungsgehäuses vorgesehen sind. So können sie gut an dem in dem Vorrichtungsgehäuse vorgesehenen Verteilkanal vorbeilaufen bzw. vorbeigeführt sein. Dies ermöglich einen kompakten und geschlossenen Aufbau der Vorrichtung bzw. des Vorrichtungsgehäuses. Somit kann die Ausbildung der Ablauföffnungen relativ einfach gehalten werden und beeinträchtigt die Funktion des Verteilkanals sowie seinen Aufbau möglichst wenig.
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Vorteilhaft ist es möglich, dass das Vorrichtungsgehäuse im wesentlichen kastenartig ausgebildet ist und eine Art Zwischenboden aufweist, so dass zwischen den Seitenwänden sowohl der obere Verteilkanal als auch die untere Ablaufrinne vorgesehen sind und durch einen Art Zwischenboden voneinander getrennt sind. Eine Längsseitenwand, entlang der die vorgenannten Ablauföffnungen in die Ablaufrinne hinein verlaufen, kann dabei integral mit den Ablauföffnungen ausgebildet sein und so geformt sein, dass diese direkt in die Ablaufrinne führen, während diese Längsseitenwand auch den Verteilkanal zur Seite hin verschließt. Die Möglichkeiten für den konkreten konstruktiven Aufbau der Vorrichtung bzw. des Vorrichtungsgehäuses werden auch im Zusammenhang mit den nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsbeispielen deutlicher.
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Für die erfindungsgemäße Anlage gilt, dass entlang der Transportbahn mindestens eine vorbeschriebene Vorrichtung in Richtung im Wesentlichen quer zu dieser Transportbahn vorgesehen ist. Vor und hinter der Vorrichtung sind vorteilhaft Transportrollen odgl. vorgesehen, um im Wesentlichen die Transportbahn zu bilden. Diese Transportrollen sind im Wesentlichen ohne Behandlungs- oder Benetzungsfunktion ausgebildet und sollten auch die mit dem Fluid benetzten Unterseiten möglichst wenig beeinträchtigen. Dazu können sie beispielsweise relativ schmal ausgebildet sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Gasabsaugung an der Anlage vorgesehen, insbesondere unterhalb der Transportbahn bzw. Transportebene. Dies ist dem Fachmann an sich aber bekannt.
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In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung können entlang der Transportbahn mehrere der vorgenannten Vorrichtungen vorgesehen sein für eine mehrfache bzw. im Ergebnis nahezu kontinuierliche Benetzung mit Fluid.
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Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelnen Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anlage mit Transportbahn für flache Substrate und mehreren Beschichtungsmodulen,
- 2 ein erfindungsgemäßes Beschichtungsmodul in erster Ausgestaltung in schräger Draufsicht von oben im Seitenschnitt,
- 3 eine stark vergrößerte Ansicht des rechten Endes des Beschichtungsmoduls aus 2 mit Details des Fluidaustritts,
- 4 eine abgewandelte Schnittdarstellung ähnlich 3 zur Verdeutlichung der Auffangvertiefung samt Ablauföffnungen am Fluidaustritt,
- 5 eine Draufsicht auf das Beschichtungsmodul aus 2,
- 6 eine Seitenansicht der geschnittenen Darstellung entsprechend 2,
- 7 ein vergrößerter Ausschnitt eines doppelten Fluidaustritts aus 6 mit Veranschaulichung eines gebildeten Fluidmeniskus mit und ohne Substrat darüber und
- 8 ein erfindungsgemäßes Beschichtungsmodul in zweiter Ausgestaltung mit schlitzartigen Fluidaustritten in schräger Draufsicht von oben.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist stark schematisiert eine gesamte Anlage 11 dargestellt, mit der flache Substrate 13 behandelt werden können. Die Substrate 13 laufen mit ihren Oberseiten 14 nach oben weisend und den Unterseiten 15 nach unten weisend auf einer Transportbahn 17 von links nach rechts. Die Transportbahn 17 wird einerseits von Transportrollen 18 gebildet, wie sie dem Fachmann üblicherweise bekannt sind und einfache schmale Rollen sein können, welche nur Transportfunktion für die Substrate 13 aufweisen.
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Des Weiteren weist die Transportbahn 17 mindestens drei Beschichtungsmodule 20 auf, die mit gleichem Abstand zueinander und quer zur Transportbahn verlaufen. Deren konkreter Aufbau und Funktion werden nachläuternd noch näher erläutert. Sie arbeiten jedoch grundsätzlich so, wie es die eingangs genannte
DE 10 2005 062 528 A1 beschreibt.
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Unterhalb der Transportbahn 17 weist die Anlage 11 eine Absaugwanne 22 auf, beispielsweise als flache Wanne, die im Wesentlichen Länge und Breite der Transportbahn 17 aufweist. Die Absaugwanne 22 weist als Zugang Öffnungen 24 nach oben hin auf, über denen Lochgitter 23 verschiebbar angeordnet sind, wie es der Pfeil andeutet. Die Löcher im Lochgitter 23 korrespondieren grundsätzlich mit den Öffnungen 24, und durch Verschieben des Lochgitters 23 kann ein Öffnen oder Verschlie-ßen mit verstellbaren Absaugquerschnitten erreicht werden. Dadurch kann zusätzlich die Absaugung an der Anlage 11 variiert werden, welche von der Absaugwanne 22 nach rechts geführt ist. Diese Absaugung dient dem in der eingangs genannten
DE 10 2005 062 527 A1 genannten Zweck, kann jedoch, wie eingangs erläutert worden ist, erheblich schwächer sein, weil eine erheblich geringere Ausgasung bei der Behandlung der Substrate 13 erfolgt. Des Weiteren können von der Absaugwanne 22 neben gasförmigen Bestandteilen auch herabtropfende Reste von Fluid aufgefangen und ebenfalls entfernt werden.
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In 2 ist ein Beschichtungsmodul 20 gemäß einer ersten grundsätzlichen Ausgestaltung der Erfindung vergrößert in Schrägdarstellung von oben zu sehen. Das Beschichtungsmodul 20 weist als hauptsächliches Gehäuse einen länglichen Behälter 27 auf mit vorderer bzw. hinterer Stirnwand 29a und 29b, Längseitenwände 30a und 30b, die hier nicht genau zu erkennen sind, und einer Oberseite 32. Im Inneren des Behälters ist ein Zwischenboden 34 vorgesehen, der zwischen sich und der Oberseite 32 einen Verteilkanal 36 bildet. Er ist einteilig ausgebildet mit den oberen Bereichen der Stirnwände 29a und 29b.
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Von unten angesetzt bzw. den unteren Bereich des Behälters 27 bildend ist ein Ablaufboden 38 vorgesehen, der zwischen sich und dem Zwischenboden 34 eine Ablaufrinne mit einem Ablauf 40 ganz links bildet. Es ist zu erkennen, insbesondere auch später auf den seitlichen Schnitten in 6 und 7, dass die Oberseite 32 und der Zwischenboden 34 parallel zueinander verlaufen, während der Ablaufboden 38 zum Ablauf 40 hin schräg geneigt ist. Es ist auch zu erkennen, dass der Behälter 27 Gehäuses des Beschichtungsmoduls 20 aus mehreren Bauteilen besteht.
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Der Ablaufboden 38 samt Ablaufrinne 39 und Zwischenboden 34 wird von drei Zuflüssen 37 durchstoßen. Hier können drei externe, nicht dargestellte Fluidzuleitungen angeschlossen werden und diese führen Fluid durch die Zuflüsse 37 in den Verteilkanal 36.
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Wie insbesondere auch in Verbindung mit der Vergrößerung in 3 und 7 zu erkennen ist, strömt Fluid aus dem Verteilkanal 36 Fluidaustritte, die in die Oberseite 32 eingesetzt sind. Sie sind gemäß 3 als einzelne Fluidaustritte 42a oder doppelte Fluidaustritte 42b entsprechend 7 ausgebildet.
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Ein einzelner Fluidaustritt 42a weist ein Austrittsrohr 44 auf, welches in die Oberseite 32 eingesetzt bzw. vorteilhaft eingeschraubt ist. In das Austrittsrohr 44 wiederum ist weit hineinreichend ein Düsenrohr 46 eingesetzt, beispielsweise wiederum eingeschraubt, dass bis nahezu an die Unterkante des Austrittsrohrs 44 reicht. Im unteren Bereich ist dichtend eine Drossel 47 eingesetzt, welche eine Begrenzung des Fluidzustroms in das Düsenrohr 46 bewirkt. Nach oben zu erweitert sich das Düsenrohr 46 bis zu der Austrittsöffnung 49 mit einer kreisrunden Umrandung 50. Die Austrittsöffnung 49 ist aus der Schnittdarstellung gut erkennbar konisch ausgebildet. Die Umrandung 50 ist, wie zuvor beschrieben worden ist, relativ scharfkantig ausgebildet. Kurz unterhalb der Umrandung 50 ist ein Fluidablauf 52 vorgesehen als schräg nach unten gerichtete Öffnung oder Bohrung. Pro Austrittsöffnung 49 reicht ein solcher Fluidablauf 52. In dem oberen Bereich des Düsenrohrs 56, also an der Austrittsöffnung 49, bildet sich der eingangs genannte Fluidvorrat. Dies wird später näher erläutert.
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Um die Fluidaustritte 42a und 42b herum sind an der Oberseite 32 Auffangvertiefungen 54 vorgesehen. In diesen sammelt sich aus dem Fluidablauf 52 austretendes Fluid, ebenso auch solches, welches unbeabsichtigt direkt oben die Umrandung 50 übertritt und am Austrittsrohr 44 nach unten läuft. Die Auffangvertiefungen 54 weisen Ablauföffnungen 55 auf, und zwar nach Art von länglichen vertikalen Kanälen an beiden Längsseitenwänden 30a und 30b.
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Aus der etwas anders geschnittenen Darstellung in 4 ist zu ersehen, wie die Ablauföffnungen 55 in kanalartiger Form durch die Längsseitenwand 30b verlaufen bzw. darin als eine Art Langlöcher gebildet sind. An ihrem unteren Ende sind sie mittels eines Einschnitts 56 in den unteren Bereich der Längsseitenwand 30b, welcher unter dem Zwischenboden 34 angeordnet ist, mit der Ablaufrinne 39 flüssigkeitsleitend verbunden. Dies bedeutet also, dass das Fluid, welches aus den Fluidaustritten 42a und 42b ausläuft, in jedem Fall in den Auffangvertiefungen 54 gesammelt wird und über die Ablauföffnungen 55 samt den Einschnitten 56 in die Ablaufrinne 39 ablaufen kann. Somit ist ein im Wesentlichen geschlossener Kreislauf vom Verteilkanal 36 bis zur Ablaufrinne 39 samt Ablauf 40 gegeben. Das Fluid kann lediglich an der Austrittsöffnung 49, dem Fluidablauf 52 und in der Auffangvertiefung 54 etwas ausgasen, zusätzlich natürlich, wenn es an die Substratunterseite 15 gebracht ist. Dies lässt sich aber in keinem Fall vermeiden.
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In der Draufsicht gemäß 5 ist auch noch einmal zu erkennen, dass sowohl bei einzelnen Fluidaustritten 42a als auch bei den doppelten Fluidaustritten 42b an beiden Seiten entlang der Längsseitenwände 30a und 30b die Ablauföffnungen 55 in den Ablaufvertiefungen 54 vorgesehen sind. Des Weiteren ist daraus in Verbindung mit den 6 und 7 zu erkennen, dass bei den doppelten Fluidaustritten 42b die Austrittsrohre 44 quasi als doppelte Rohre ausgebildet sind. Die darin eingeschraubten Düsenrohre 46 jedoch sind bei sämtlichen Fluidaustritten 42a und 42b wieder identisch.
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In der Darstellung gemäß 6 wird nocheinmal zum Einen der zweischalige Aufbau des Behälters 27 des Beschichtungsmoduls 20 deutlich. Aus den 6 und 7 geht auch hervor, dass oberhalb der Zuflüsse 37 Ablenkbleche 41 angeordnet sind. Diese sollen insbesondere bei direkt über den Zuflüssen 37 angeordneten Fluidaustritten 42b eine lokale Druckerhöhung durch direkt zuströmendes Fluid vermeiden helfen, sodass auch hier der Fluiddruck, der an der Unterseite der Fluidaustritte 42a und 42b anliegt, überall gleich ist.
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Mittels der Verschraubungen 31 an den Stirnwänden 29a und 29b kann das Beschichtungsmodul 20 in eine Anlage 11 entsprechend 1 eingebaut und befestigt werden, beispielsweise entlang von geeigneten Längsträgern.
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In 7 ist in der vergrößerten Darstellung zu erkennen, wie sich über dem rechten Austrittsrohr 44 bzw. der rechten Austrittsöffnung 49 aufgrund des von unten einströmenden Fluids ein Fluidvorrat 58 bildet. Aufgrund der Oberflächenspannung des Fluids ist er konvex nach oben gewölbt, wobei durch die scharfkantige Ausbildung der Umrandung 50 die Oberflächenspannung besonders gut erhalten wird. Fluid 59 kann aus dem Fluidvorrat 58 über den hier nicht näher dargestellten Fluidablauf herauslaufen, an den Austrittrohen 44 nach unten in die Auffangvertiefung 54 hinein und von dort über die nicht dargestellten Ablauföffnungen 55 in die Ablaufrinne 39 laufen. So kann im Zusammenspiel mit dem Zuflussquerschnitt der Drossel 47 bei entsprechender Einstellung des Fluidzulaufs über die Fluidzuflüsse 37 der Fluidvorrat 58 mit seiner Wölbung genau eingestellt werden. Bei einem Durchmesser des Düsenrohrs 46 bzw. der Austrittsöffnung 49 von beispielsweise 1 cm bis 3 cm oder sogar 4 cm kann die Wölbung nach oben einige mm betragen beispielsweise 2 mm bis 6 mm.
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So wird es möglich, wie in 7 links dargestellt ist, dass ein Substrat 13 in genau definierter Höhe über das Beschichtungsmodul 20 bzw. den Fluidaustritt 42b samt dessen linkem Austrittrohr 44 und linker Austrittsöffnung 49 geführt wird. Der Abstand zwischen Austrittsöffnung 49 bzw. Umrandung 50 und Substratunterseite 15 ist dabei geringer als die Höhe des nach oben gewölbten Fluidvorrats 58 gemäß der rechten Darstellung. Somit benetzt das Fluid 59 des Fluidvorrats 58' die Substratunterseite 15 und es bildet sich die dargestellte Form heraus, also ein Meniskus. Wenn nun das Substrat 13 in die Zeichenebene hinein oder aus ihr heraus bewegt wird, so bildet sich ein der Breite des Fluidvorrats 58' entsprechend breiter dünner Fluidstreifen an der Substratunterseite 15. Durch Positionierung des Substrats 13 über den Austrittsöffnungen 49 kann eingestellt werden, wo sich dieser Fluidstreifen befindet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann bei einer sogenannten Kantenisolation von Solarzellenwafern nach dem Dotieren mit Phosphor eine elektrisch leitende Schicht entlang der Außenseite der Substratunterseite 15 weggeätzt werden, vorteilhaft mit HF-haltigem Fluid, um eine elektrische Isolation zwischen Substratoberseite 14 und Substratunterseite 15 bzw. Vorderseite und Rückseite des Substrats 13 für eine spätere Solarzelle zu erreichen.
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Der Vorteil des dargestellten Beschichtungsmoduls 20 liegt in der geschlossenen Bauweise, welche zum Einen eine Verwendung in einer Anlage 11 entsprechend 1 gut möglich macht. Über Einstellung des Fluidvorrats 58 bzw. über die Ausgestaltung der Austrittsöffnungen 49 und der Fluidaustritte 42a und 42b insgesamt kann eine Beschichtungsbreite an den Substratunterseiten 15 eingestellt werden. Über die Anzahl hintereinander angeordneter Beschichtungsmodule 20 ähnlich 1 kann die Menge an aufgebrachtem Fluid bzw. ausgetauschtem Fluid und somit auch die Ätzrate eingestellt werden.
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Des Weiteren ermöglicht der geschlossene Aufbau der Beschichtungsmodule 20 einen leichten Fluidanschluss die drei Zuflüsse 37, die unter Umständen auch durch einen einzigen gebildet sein können, sowie an den einzelnen Ablauf 40.
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Schließlich kann auf eine großflächige Menge an Fluid verzichtet werden, welche die eingangs genannten Nachteile bezüglich Ausgasung und Verlust an Fluidbestandteilen aufweist.
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Während mit den in den 1 bis 7 dargestellten Beschichtungsmodulen 20 ein streifenförmiges Aufbringen von Fluid an eine Substratunterseite 15 erfolgen kann, kann mit einem alternativ ausgebildeten Beschichtungsmodul 120 entsprechend 8 eine nahezu vollflächige Beschichtung erfolgen. Hier sind die Fluidaustritte 143 mit Austrittsöffnungen 149 nach Art von Längsschlitzen ausgebildet. Da die Fluidaustritte 142 direkt aneinander anschließen, ergibt sich eine vollflächige Beschichtung von Substratunterseiten. Des Weiteren können die Substratunterseiten so über den einzelnen Fluidaustritten 142 geführt werden, dass die Substrate etwas schmäler sind als die Länge einer schlitzartigen Austrittsöffnung 149 und somit eine Fluidbeschichtung der gesamten Substratunterseite erfolgt.
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Ähnlich wie bei dem Beschichtungsmodul 20 gemäß 2 können mit dem Beschichtungsmodul 120 gemäß 8 fünf Reihen von Substraten an jeweils der Substratunterseite beschichtet werden. Auch bei dem Beschichtungsmodul 120 gemäß 8 sind rum um die Fluidaustritte 142 Auffangvertiefungen 154 vorgesehen, die hier nicht dargestellte AblaufÖffnungen in eine Ablaufrinne im unteren Bereich eines Behälters 127 hin zu einem zentralen Ablauf 140 aufweisen. Des weiteren sind entsprechend dem Beschichtungsmodul 20 Zuflüsse vorgesehen, die hier aber nicht dargestellt sind. Wegen der absehbar größeren Menge an Fluid, das an Substratunterseite gebracht wird, ist der Fluidverbrauch beim Beschichtungsmodul 120 größer und es muss über die Zuflüsse mehr Fluid herangeführt werden, was jedoch kein Problem ist.
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Die Bildung eines länglichen Meniskus entsprechend dem Fluidvorrat 58 aus 7 ist problemlos möglich und kann somit genauso zu einem Aufbringen von Fluid an Substratunterseiten genutzt werden.
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Schließlich ist auch noch zu erkennen, dass die Fluidaustritte 142 knapp unterhalb der Umrandungen 150 der Austrittsöffnungen 149 Fluidabläufe 152 aufweisen, und zwar jeweils drei Fluidabläufe 152 pro Fluidaustritt 142.
