DE102011118441A1 - Anlage und Verfahren zur Behandlung von flachen Substraten - Google Patents

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Abstract

Bei einer Anlage (2, 2') zur Behandlung von flachen Substraten (4) im Durchlauf ist ein Badbehälter (6) bis zu einem Flüssigkeitsspiegel (8) mit einem flüssigen Behandlungsmedium (10) gefüllt. Mittels einer Transporteinrichtung (16) sind die Substrate (4) durch Führungselemente (24) geführt derart in einer horizontalen Transportebene (20) in einer Transportrichtung (18) durch das Behandlungsmedium (10) transportierbar, dass zumindest eine Behandlungsseite (26) der Substrate (4) in das Behandlungsmedium (10) eintaucht. Das Behandlungsmedium (10) ist im Badbehälter (6) mittels einer Umwälzeinrichtung (32) umwälzbar, welche eine Absaugeinrichtung (34), durch welche Behandlungsmedium (10) aus dem Badbehälter (6) abgesaugt wird, und eine Abgabeeinrichtung (36) umfasst, durch welche dieses abgesaugte Behandlungsmedium (10) wieder in den Badbehälter (6) abgegeben wird. Anströmelemente (24) sind auf einem Höhenniveau unterhalb der Transportebene (20) in dem Badbehälter (6) angeordnet und die Abgabeeinrichtung (36) der Umwälzeinrichtung (32) umfasst Abgabedüsen (44), die auf einem Höhenniveau unterhalb der Anströmeelemente (24) derart angeordnet und eingerichtet sind, dass jeweils eine der Abgabedüsen (44) einen Hauptanteil (48) von Behandlungsmedium (10) gezielt in Richtung auf jeweils eines der Anströmelemente (24) abgibt. Außerdem ist ein Verfahren zur Behandlung von flachen Substraten (4) angegeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Behandlung von flachen Substraten im Durchlauf mit
    • a) einem Badbehälter, der bis zu einem Flüssigkeitsspiegel mit einem flüssigen Behandlungsmedium gefüllt ist;
    • b) einer Transporteinrichtung, mittels welcher die Substrate durch Führungselemente geführt derart in einer horizontalen Transportebene in einer Transportrichtung durch das Behandlungsmedium transportierbar sind, dass zumindest eine Behandlungsseite der Substrate in das Behandlungsmedium eintaucht;
    • c) einer Umwälzeinrichtung, mittels welcher das Behandlungsmedium im Badbehälter umwälzbar ist und welche eine Absaugeinrichtung, durch welche Behandlungsmedium aus dem Badbehälter abgesaugt wird, und eine Abgabeeinrichtung umfasst, durch welche dieses abgesaugte Behandlungsmedium wieder in den Badbehälter abgegeben wird.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von flachen Substraten, insbesondere von Substraten für die Halbleiter- und Solarindustrie, bei welchem
    • a) die Substrate durch Führungselemente geführt derart in einer horizontalen Transportebene im Durchlauf in einer Transportrichtung durch ein flüssiges Behandlungsmedium transportiert werden, dass zumindest eine Behandlungsseite der Substrate in das Behandlungsmedium eintaucht;
    • b) das Behandlungsmedium mittels einer Umwälzeinrichtung umgewälzt wird.
  • Derartige Behandlungsanlagen und -verfahren sind vom Markt her bekannt und werden z. B. bei der Behandlung von flachen Substraten eingesetzt, wie sie in der Halbleiter- und Solarindustrie z. B. in Form von Siliziumscheiben, d. h. so genannten Wafern, Siliziumplatten und Glasplatten unterschiedlichen Arten von Nassprozessen unterzogen werden. Im vorliegenden Zusammenhang sind insbesondere nasschemische Ätzbehandlungen derartiger Substrate interessant.
  • Hierzu werden zu behandelnden Substrate, deren Oberfläche modifiziert werden soll, im Durchlauf durch ein ätzendes flüssiges Behandlungsmedium gefördert. Beim Ätzvorgang erhält die Oberfläche des Substrats Eigenschaften, die für seinen späteren Einsatzzweck notwendig sind. Als Führungselemente für die Substrate während ihres Durchlaufs durch das Behandlungsmedium dienen dabei beispielsweise Transportrollen, auf welchen die Substrate aufliegen. Es gibt Anlagen, bei denen die Substrate unterhalb des Flüssigkeitsspiegels durch das Behandlungsmedium geführt werden ebenso wie Anlagen, bei denen die Substrate quasi schwimmend auf der Oberfläche des Behandlungsmediums geführt werden, so dass deren Oberseite unbenetzt aus dem Behandlungsmedium herausragt.
  • Bei einer chemischen Ätzbehandlung ist insgesamt die Zusammensetzung des Behandlungsmediums am Ort der Substrate ein entscheidender Parameter für die Qualität des Ätzergebnisses. Während des Ätzvorganges entstehen am Substrat neben direkten Reaktionsprodukten auch Folgeprodukte, die sich in Reaktionen bilden, die dem eigentlichen Ätzvorgang nachgelagert sind. Insbesondere entstehen am Substrat z. B. Stickoxide NOx, die in unmittelbarer Substratnähe katalytisch wirksam und für ein gleichmäßiges Ätzbild auch in einem bestimmten Konzentratiosbereich am Substrat erforderlich sind. Im Badbehälter bildet sich bei bekannten Anlagen der eingangs genannten Art in der Regel ein Konzentrationsgradient an Stickoxiden NOx aus, bei dem die NOx-Konzentration mit zunehmender Badtiefe abnimmt.
  • Wenn die Stickoxide NOx jedoch nicht vom Substrat abgeführt werden, kommt es zu lokalen Übersättigungen in der Nähe des Substrats, was wiederum zu einem inhomogenen Ätzbild auf dem Substrat führt.
  • Da Stickoxide NOx aus der Behandlungsflüssigkeit in die über dem Flüssigkeitsspiegel befindliche Atmosphäre austreten können, sinken darüber hinaus bei möglichen Produktionspausen die Ätzraten schnell ab, wenn das verbrauchte Behandlungsmedium an den Substraten nicht gegen frisches Behandlungsmedium ausgetauscht wird. Wenn es zu produktionsbedingten Unterbrechungen kommt, muss bei jeder Wiederaufnahme der Behandlung die Konzentration an Stickoxides NOx am Substrat wieder aufgebaut und müssen weitere Ätzparameter wie z. B. die Temperatur des Behandlungsbades und die Transportgeschwindigkeit neu eingestellt werden.
  • Dadurch kann es zu beträchtlichen Schwankungen bei der Qualität des Ätzergebnisses kommen; zugleich schlägt sich dies in einem verminderten Durchsatz der Behandlungsanlage nieder.
  • Um eine homogene Durchmischung des Behandlungsmediums im Badbehälter und dadurch eine gleichmäßige Verteilung der Stickoxide NOx im Behandlungsmedium zu erzielen, werden bei bekannten Anlagen und Verfahren Umwälzeinrichtungen eingesetzt, die das Behandlungsmedium in dem Behandlungsbad umwälzen, wodurch Reaktionsprodukte und Stickoxide NOx vom Behandlungsort abgeführt werden und insbesondere die Stickoxide NOx homogen im Behandlungsbad verteilt werden.
  • Hierzu ist es bereits bekannt, das umgewälzte Behandlungsmedium über eine Abgabeeinrichtung von unten so in Richtung auf das oder die Substrate abzugeben, dass ein Hauptanteil des umgewälzten Behandlungsmediums in Richtung auf den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Führungselementen, z. B. zwischen zwei benachbarten Transportrollen, abgegeben wird. Erfahrungen haben jedoch gezeigt, dass es auch hierbei noch zu lokalen Inhomogenitäten im Ätzbild kommt und die Badaktivität bei produktionsbedingten Pausen rasch verloren geht. Teilweise können diese Effekte kompensiert werden, indem andere Prozessparameter, wie die Transportgeschwindigkeit oder die Badtemperatur, verändert und neu eingestellt werden. Dies ist jedoch nach jeder Unterbrechung nötig, was dazu führt, dass jedes Mal das Ätzergebnis neu beurteilt werden muss. Der Einstellvorgang des Prozesses kann recht zeitaufwendig sein und jedes Mal mehrere Minuten in Anspruch nehmen. Insgesamt ist der Gesamtablauf daher nicht zufriedenstellend.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anlage und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchen der Austausch von verbrauchtem Behandlungsmedium gegen unverbrauchtes Behandlungsmedium am Ort der Behandlung rasch und sicher erfolgt und insbesondere eine homogene Durchmischung des Behandlungsmediums und dadurch eine gleichmäßigere Verteilung von Stickoxiden NOx im Behandlungsmedium sichergestellt ist, ohne dass es zu den oben erläuterten Schwierigkeiten kommt oder diese zumindest verringert sind.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Anlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
    • d) Anströmelemente auf einem Höhenniveau unterhalb der Transportebene in dem Badbehälter angeordnet sind;
    • e) die Abgabeeinrichtung der Umwälzeinrichtung Abgabedüsen umfasst, die auf einem Höhenniveau unterhalb der Anströmelemente derart angeordnet und eingerichtet sind, dass jeweils eine der Abgabedüsen einen Hauptanteil von Behandlungsmedium gezielt in Richtung auf jeweils eines der Anströmelemente abgibt.
  • Hierunter soll verstanden werden, dass zwar durchaus ein Anteil des von einer bestimmten Abgabedüse abgegebenen Behandlungsmediums an den Anströmelementen vorbei strömen kann, ohne dass der Strömungsweg spürbar von den Anströmelementen beeinflusst wird. Der Hauptanteil des Behandlungsmediums, das von einer bestimmten Abgabedüse abgegeben wird, strömt jedoch gezielt auf das zugeordnete Anströmelement zu, so dass der direkte Strömungsweg des umgewälzten Behandlungsmediums durch dieses Anströmelement abgeschirmt wird.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass in diesem Fall ein homogenes Strömungsbild erreicht werden kann und der Austausch von Behandlungsmedium am Ort der Behandlung gleichmäßig und effektiv erfolgt, wodurch sich insbesondere eine homogene Verteilung der Stickoxide NOx im Behandlungsmedium erreichen lässt.
  • Dabei ist es besonders günstig, wenn Abgabedüsen in einem Bereich angeordnet sind, der sich von oben betrachtet innerhalb der lichten Kontur eines Anströmelements befindet, wobei eine jeweilige lichte Kontur durch dasjenige Anströmelement definiert ist, auf welches eine jeweilige Abgabedüse das Behandlungsmedium abgibt.
  • Bautechnisch ist es von Vorteil, wenn die Abgabeeinrichtung mehrere Düsenleisten mit Abgabeöffnungen umfasst, wobei jede Abgabeöffnung eine Abgabedüse bildet.
  • Solche Düsenleisten sind vorzugsweise parallel zueinander und zu der Transportrichtung der Substrate angeordnet.
  • Alternativ können die Düsenleisten senkrecht zu der Transportrichtung angeordnet sein.
  • Damit es an allen mit Behandlungsmedium beaufschlagten Anströmelementen zu gleichen oder ähnlichen Strömungseffekten kommt, ist es günstig, wenn Düsenleisten in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet sind, d. h. wenn der Abstand der betreffenden Düsenleisten zu den Anströmelementen gleich groß ist.
  • Es kann von Vorteil sein, wenn die Abgabeeinrichtung eine Vielzahl von Einzeldüsen umfasst, welche jeweils eine Abgabedüse bilden.
  • Diesen Einzeldüsen kann dann einzeln oder in Gruppen aus zwei oder mehr Einzeldüsen umgewälztes Behandlungsmedium zugeführt werden. Hierdurch ist die Strömungsverteilung im Behandlungsbad in einem weiten Bereich einstellbar.
  • Allgemein ist es bevorzugt, wenn der Volumenstrom an umgewälztem Behandlungsmedium, welcher der Abgabeeinrichtung zugeführt wird, einstellbar ist.
  • Die Umwälzeinrichtung kann derart eingerichtet sein, dass
    • a) allen Abgabedüsen umgewälztes Behandlungsmedium stets mit gleichem Volumenstrom zugeführt wird;
    oder
    • b) einzelnen Abgabedüsen oder Gruppen aus zwei oder mehr Abgabedüsen unabhängig von den übrigen Abgabedüsen oder unabhängig von übrigen Gruppen aus zwei oder mehr Abgabedüsen ein individueller Volumenstrom an Behandlungsmedium zuführbar ist.
  • In letzterem Fall kann eine besondere feine Einstellung des Strömungsverhaltens im Badbehälter erreicht werden.
  • Es ist besonders günstig, wenn die Anströmelemente durch die Führungselemente der Transporteinrichtung gebildet sind. In diesem Fall sind keine weiteren Bauteile nötig. Diese bedeutet, dass die Abgabedüsen der Abgabeeinrichtung Behandlungsmedium gezielt von unten gegen die Führungselemente der Transporteinrichtung abgegeben.
  • Wie bereits oben angesprochen, können die Anströmelemente vorzugsweise als Transportrollen ausgebildet sein, auf welchen die Substrate aufliegen.
  • Im Hinblick auf das Verfahren der eingangs genannten Art wird die oben angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass
    • c) ein Hauptanteil von umgewälztem Behandlungsmedium von einem Höhenniveau unterhalb von Anströmelementen gezielt in Richtung auf die Anströmelemente abgegeben wird, welche ihrerseits auf einem Höhenniveau unterhalb der Transportebene in dem Badbehälter angeordnet sind.
  • Die Vorteile entsprechen den oben zur Behandlungsanlage erläuterten Vorteilen.
  • Wie ebenfalls bereits oben zur Behandlungsanlage erörtert, ist es bei dem Verfahren günstig, wenn Behandlungsmedium aus einem Bereich in Richtung auf ein jeweiliges Anströmelement abgegeben wird, der sich von oben betrachtet innerhalb der lichten Kontur eines Anströmelements befindet, wobei eine jeweilige lichte Kontur durch dasjenige Anströmelement definiert ist, auf welches Behandlungsmedium abgegeben wird.
  • Auch hier ist es günstig, wenn als Anströmelemente die Führungselemente verwendet werden.
  • Als Anströmelemente werden nochmals bevorzugt Transportrollen verwendet, auf denen die Substrate aufliegen.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
  • 1 einen Vertikalschnitt gemäß der Schnittlinie I-I in 2 einer Anlage zur Behandlung von flachen Substraten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem eine Umwälzeinrichtung vorhanden ist;
  • 2 einen Schnitt der Anlage von 1 entlang der dortigen Schnittlinie II-II;
  • 3 einen nicht maßstabsgerechten Schnitt einer Düsenleiste mit mehreren Abgabeöffnungen;
  • 4 und 5 schematisch einen Vergleich von Strömungsgegebenheiten an der Badoberfläche bei der erfindungsgemäßen Anlage und bei einer Anlage gemäß dem Stand der Technik;
  • 6 einen Vertikalschnitt gemäß der Schnittlinie VI-VI in 5 einer Anlage zur Behandlung von flachen Substraten gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 7 einen Schnitt der Anlage von 4 entlang der dortigen Schnittlinie VII-VII.
  • In den 1 und 2 ist mit 2 insgesamt eine Anlage zur Behandlung von flachen Substraten bezeichnet, von denen beispielhaft mehrere Siliziumplatten 4 gezeigt sind, wie sie zur Herstellung von Solarzellen verwendet werden.
  • Die Behandlungsanlage 2 umfasst einen Badbehälter 6, der bis zum einem Flüssigkeitsspiegel 8 mit einen flüssigen Behandlungsmedium 10 gefüllt ist. Der Badbehälter weist in seiner ersten Stirnwand einen horizontalen Einlassschlitz 12 und in seiner gegenüberliegenden zweiten Stirnwand einen horizontalen Auslassschlitz 14 aufweist. Mittels einer Transporteinrichtung 16 werden die Siliziumplatten 4 in horizontaler Lage im Durchlauf in einer durch Pfeile angedeuteten Transportrichtung 18 durch das Behandlungsmedium 10 transportiert, wodurch eine horizontale Transportebene 20 definiert ist, die in den 1, 3, 6 und 7 angedeutet ist. An dem Einlassschlitz 12 und dem Auslassschlitz 14 ist jeweils eine hier nicht weiter interessierende Dichteinrichtung 21 vorhanden, so dass dort kein Behandlungsmedium 10 nach außen dringen kann. Derartige Dichteinrichtungen sind an und für sich bekannt.
  • Der Flüssigkeitsspiegel 8 liegt nur knapp, beispielsweise 0,1 bis 10 Millimeter, oberhalb der Oberseite 22 der Siliziumplatten 4. Die Siliziumplatten 4 tauchen also beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beim Durchgang durch den Badbehälter 6 vollständig in das Behandlungsmedium 10 ein.
  • Hierzu umfasst die Transporteinrichtung 16 als Führungselemente untere Transportrollen 24, auf denen die Siliziumplatten 4 mit ihrer Unterseite 26 aufliegend durch das Behandlungsmedium 10 transportiert werden. Diese Unterseite 26 ist die Behandlungsseite der Siliziumplatte 4, die einer Ätzbehandlung unterzogen werden soll.
  • Anstelle der Transportrollen 24 können als Führungselemente auch andere Strukturen vorhanden sein, beispielsweise kommen auch einfache Gleitelemente in Frage, auf denen die Siliziumplatten 4 aufliegen und über welche die Siliziumplatten 4 beim Durchlauf durch das Behandlungsmedium 10 geschoben werden.
  • Bei einer Abwandlung tauchen die Siliziumplatten 4 lediglich mit ihrer Behandlungsseite 26 in das Behandlungsmedium 10 ein, während ihre Oberseite 22 unbenetzt in die über dem Behandlungsmedium 10 befindliche Atmosphäre ragt. Der Flüssigkeitsspiegel 8 des Behandlungsmediums 10 ist in diesem Fall entsprechend niedriger.
  • Außerdem umfasst die Transporteinrichtung 16 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel obere Transportrollen 28, die jeweils auf der Oberseite 22 der Siliziumplatten 4 abrollen. Dabei ist jeder zweiten unteren Transportrolle 24 gegenüberliegend eine obere Transportrolle 28 angeordnet, so dass die Substratplatten 4 zwischen diesen Rollenpaaren 24, 28 aufgenommen sind. Von den Transportrollen 24 und 28 sind in den Figuren jeweils nur einige mit Bezugszeichen versehen. In 2 sind die Transportrollen 28 und 24 durchscheinend gezeigt.
  • Die unteren und oberen Transportrollen 24 und 28 verlaufen in einer Horizontalen quer zur Transportrichtung 18 und sind ihrerseits außerhalb des Badbehälters 6 in Lagerblöcken 30 gelagert. Die oberen Transportrollen 28 können mittels eines oder mehrerer, hier nicht eigens gezeigter Motoren angetrieben werden.
  • Die Transportrollen 28 sorgen zugleich dafür, dass die Siliziumplatte 4 stets auf den unteren Transportrollen 24 aufliegen und die Siliziumplatten 4 nicht nach oben abheben. Die oberen Förderrollen 20 sind derart gelagert, dass sie in gewissem Umfange vertikal beweglich sind. Gegebenenfall können beispielsweise die oberen Transportrollen 28 flexibel sein oder vertikal beweglich gelagert sein. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, dass die oberen Transportrollen 28 ihre vertikale Lage an lokale Dickenunterschiede der Siliziumplatten 4 anpassen können.
  • Um die eingangs angesprochene gleichmäßige Durchmischung des Behandlungsmediums 10 und dadurch der Stickoxide NOx in dem Badbehälter 6 zu erreichen, umfasst die Behandlungsanlage 2 eine Umwälzeinrichtung 32. Mit Hilfe der Umwälzeinrichtung 32 wird Behandlungsmedium 10 aus dem Bereich der Transportrollen 24, 28 abgesaugt und von unten wieder in das noch im Badbehälter 6 befindliche Behandlungsmedium 10 abgegeben.
  • Hierzu umfasst die Umwälzeinrichtung 32 eine Absaugeinrichtung 34, durch welche Behandlungsmedium 10 aus dem Badbehälter 6 abgesaugt wird, und eine Abgabeeinrichtung 36, durch welche dieses abgesaugte Behandlungsmedium wieder in den Badbehälter 6 abgegeben wird.
  • Zur Absaugeinrichtung 34 gehört eine Umwälzeinheit, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form einer so genannten Flowbox 38 vorliegt. Diese saugt über mehrere Ansaugstutzen 40 – beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei solcher Ansaugstutzen 40 vorhanden – Behandlungsmedium 10 aus dem Bereich des Behandlungsbades absaugt, in dem die unteren Transportrollen 24 angeordnet sind. Somit saugt die Flowbox 38 Behandlungsmedium 10 also aus dem Bereich des Behandlungsbades in der Nähe der Unterseite 26 der Siliziumplatten 4 ab.
  • Die Flowbox 38 fördert dieses abgesaugte Behandlungsmedium 10 zu der Abgabeeinrichtung 36, welche mehrere Düsenleisten 42 mit einer Vielzahl von Abgabedüsen 44 umfasst, von denen jede durch eine Abgabeöffnung 46 in der Düsenleiste 42 gebildet ist. In den Figuren sind nur einige Düsenleisten 42, Abgabedüsen 44 und Abgabeöffnungen 46 mit Bezugszeichen versehen.
  • Die Düsenleisten 42 und damit die Abgabedüsen 44 sind auf einem Höhenniveau unterhalb der unteren Transportrollen 24 angeordnet und derart eingerichtet, dass jeweils eine der Abgabedüsen 44 einen durch Pfeile veranschaulichten Hauptanteil 48 von umgewälzten Behandlungsmedium 10 gezielt in Richtung auf jeweils eine der unteren Transportrollen 24 abgibt.
  • Wie bereits eingangs erwähnt, soll hierunter verstanden werden, dass zwar durchaus ein Anteil des von einer bestimmten Abgabedüse 44 abgegebenen Behandlungsmediums 10 in den Bereich oberhalb der unteren Transportrollen 24 und so zu den Siliziumplatten 4 strömen kann, ohne auf die dieser Abgabedüse 44 zugeordnete untere Transportrolle 24 zu treffen. Der Hauptanteil 48 des Behandlungsmediums 10, das von einer bestimmten Abgabedüse 44 abgegeben wird, strömt jedoch gezielt auf die zugeordnete untere Transportrolle 24 zu, so dass der direkte Strömungsweg des umgewälzten Behandlungsmediums 10 zu den Siliziumplatten 4 durch die unteren Transportrollen 24 abgeschirmt wird.
  • Dabei sind die Abgabedüsen 44 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel derart angeordnet, dass sich die Abgabedüsen 44 von oben betrachtet in einem Bereich innerhalb der lichten Kontur einer unteren Transportrolle 24 befindet, die durch diejenige untere Transportrolle 24 definiert ist, auf welche eine bestimmte Abgabedüse 44 das Behandlungsmedium 10 abgibt. Die lichte Kontur einer der unteren Transportrollen 24 ist in 1 durch gestrichelte Linien angedeutet und mit 50 bezeichnet. Hierdurch kann der Winkel, mit dem Behandlungsmedium von einer Abgabedüse 44 kommend auf eine bestimmte untere Transportrolle 24 trifft, stets verhältnismäßig groß gehalten werden, wenn die Abgabedüsen 44 in einem entsprechenden Abstand unterhalb der Transportrollen 24 angeordnet sind.
  • Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung der Behandlungsanlage 2 können jedoch auch einige oder alle Abgabedüsen 44 außerhalb der jeweiligen lichten Kontur 50 der Transportrollen 24 angeordnet sein, solange der Hauptanteil 48 des umgewälzten Behandlungsmediums 10 im obigen Sinne auf die jeweilige untere Transportrolle 24 trifft.
  • Auch müssen nicht unter jeder Transportrolle 24 eine oder mehrere Abgabedüsen 44 vorgesehen sein; es können auch Transportrollen 24 vorhanden sein, die nicht von umgewälztem Behandlungsmedium 10 angeströmt werden. So können Abgabedüsen 44 beispielsweise nur jeder zweiten oder jeder dritten unteren Transportrolle 24 zugeordnet sein.
  • Allgemein ausgedrückt sind durch die Transportrollen 24 also Anströmelemente ausgebildet, die unterhalb der Transportebene 20 in dem Badbehälter 6 angeordnet sind und auf welche die Abgabedüsen 44 den Hauptteil 48 des Behandlungsmediums 10 abgeben. Bei einer Abwandlung können Anströmelemente auch als separate Bauteile im Badbehälter 6 vorhanden sein. Dies ist nur in 1 durch gestrichelt gezeigte Anströmelemente 51 veranschaulicht, die dort unterhalb der Transportrollen 24 angeordnet sind. Die Geometrie von solchen separaten Anströmelementen 51 kann verschieden sein. Erneut allgemein ausgedrückt ist vorliegend von Bedeutung, dass Anströmelemente, seien es separate Anströmelemente 51 oder Führungselemente wie z. B. die Transportrollen 24, auf einem Höhenniveau unterhalb der Transportebene 20 der Substrate angeordnet sind und sich die Abgabedüsen 44 auf einem Höhenniveau unterhalb der Anströmelemente befinden. Die lichte Kontur 50 ist, erneut allgemein ausgedrückt, entsprechend die lichte Kontur der jeweiligen Anströmelemente 51.
  • Nachfolgend wird nun wieder auf die Transportrollen 24 als Anströmelemente Bezug genommen, wobei das hierzu Gesagte sinngemäß entsprechend auch für separate Anströmelemente gilt.
  • In 3 ist ein nicht maßstabsgerechter Ausschnitt der Behandlungsanlage 2 gezeigt, bei dem ein Schnitt einer Düsenleiste 42 mit einer oberhalb von dieser angeordneten Transportrolle 24 zu erkennen ist, auf der eine Siliziumplatte 4 transportiert wird. Bei dieser Düsenleiste 42 sind unter jeder Transportrolle 24 mehrere Abgabeöffnungen 46 in Längsrichtung der zugehörigen Transportrolle 24 derart am Umfang der Düsenleiste 42 verteilt, dass das Behandlungsmedium fächerartig in Richtung auf die zugehörige Transportrolle 24 abgegeben wird, wobei der Strömungsfächer in Längsrichtung der Transportrolle 24 aufgespannt ist. Dies ist in 3 durch entsprechende Pfeile veranschaulicht, wobei nicht alle Abgabeöffnungen 46 ein Bezugszeichen tragen.
  • Die Anzahl der Abgabeöffnungen 46 kann über einen großen Bereich variieren. Es kann nur jeweils eine einzige Abgabeöffnung 46 vorhanden sein, wie es bei den Düsenleisten 42 in 2 gezeigt ist. Die größtmögliche Anzahl von Abgabeöffnungen 46 hängt insbesondere von dem Durchmesser der betrachteten Düsenleiste 42 sowie dem Durchmesser und dem Abstand der jeweiligen Abgabeöffnungen 46 voneinander ab.
  • In der Praxis hat es sich besonders bewährt, wenn mehrere Abgabeöffnungen 46 über einen Winkelbereich von 160°, d. h. jeweils über 80° in beide Richtungen ausgehend von einer Vertikalen V, angeordnet und verteilt sind. Dieser Winkelbereich kann jedoch auch kleiner ausfallen und z. B. nur 120° betragen. Die jeweils für eine bestimmte Anlage besonders effektive Anordnung der Abgabeöffnungen 46 kann mit gängigen Mitteln durch Ausprobieren bestimmt werden.
  • Wenn das umgewälzte Behandlungsmedium 10 nun von einer jeweiligen Abgabedüse 44 kommend auf die untere Transportrolle 24 trifft, wird die Strömung insgesamt vergleichmäßigt, wobei Turbulenzen gebrochen und verringert werden, die im von den Abgabedüsen 44 nach oben strömenden Behandlungsmedium 10 vorhanden sind.
  • Hierdurch strömt das umgewälzte Behandlungsmedium 10 homogener zum Ort der Ätzbehandlung an der Unterseite 26 der Siliziumplatten 4 und es bildet sich insgesamt ein homogeneres Strömungsbild im Bereich der Siliziumplatten 4 und am Flüssigkeitsspiegel 8 des Behandlungsmediums 10. Dies veranschaulichen die 4 und 5.
  • In 4 ist ein Strömungsbild an dem Flüssigkeitsspiegel 8 zu erkennen, wie es bei der Behandlungsanlage 2 auftritt; 5 zeigt ein Strömungsbild am Flüssigkeitsspiegel S eines Behandlungsmediums M, der bei einer Behandlungsanlage A auftreten kann, wie sie vom Markt her bekannt ist und bei welcher umgewälztes Behandlungsmedium M zwischen die dortigen Transportrollen T einströmt.
  • In letzterem Fall strömt das umgewälzte Behandlungsmedium M auf direktem Weg zum Flüssigkeitsspiegel S, wenn keine Siliziumplatten 4 den Weg versperren. Dann bilden sich am Flüssigkeitsspiegel S durch die starken und unmittelbar nach oben gerichteten Strömungen ”Strömungspilze” P aus, in denen sich lokal unerwünschte Ätz- und Reaktionsprodukte ansammeln können, die sich auch auf die Zusammensetzung des Behandlungsmediums am Ätzort, also an der Unterseite der Siliziumplatten, auswirkt, so dass das resultierende Ätzbild nicht die gewünschte Qualität hat.
  • Demgegenüber zeigt 4, wie durch die Abgabeeinrichtung 36 mit den Düsenleisten 42 ein homogenes Strömungsbild erzeugt wird, bei dem die Turbulenzen am Flüssigkeitsspiegel 8 des Behandlungsmediums 10 gemäßigt sind, so dass es dort zwischen den oberen Transportrollen 28 nur zu leichten Strömungsbergen 52 kommt. Das Behandlungsmedium 10 wird hier gleichmäßiger im Badbehälter 6 umgewälzt und die Stickoxide NOx werden im Behandlungsmedium 10 homogen verteilt, so dass die Ätzhomogenität mit hoher Güte gewahrt ist, wie es eingangs erläutert wurde.
  • Die Flowbox 38 versorgt jede Düsenleiste 42 mit umgewälztem Behandlungsmedium 10, welches die jeweilige Düsenleiste 42 durchströmt und über die in dieser Düsenleiste 42 befindlichen Abgabeöffnungen 46 wieder verlässt. Der Volumenstrom an umgewälztem Behandlungsmedium 10, welcher der Abgabeeinrichtung 38 von der Flowbox 38 zugeführt wird, kann einstellbar sein. Dabei kann die Flowbox 38 so eingerichtet sein, dass allen Düsenleisten 42 umgewälztes Behandlungsmedium 10 stets mit gleichem Volumenstrom zugeführt wird. Alternativ kann die Flowbox 38 auch derart eingerichtet sein, dass jeder Düsenleiste 42 unabhängig von den übrigen Düsenleisten 42 ein individueller Volumenstrom an Behandlungsmedium 10 zugeführt werden kann.
  • Siliziumplatten 4 sind in der Regel in so genannte Spuren unterteilt, auf denen die späteren Nutzobeflächen angeordnet sind. In der Praxis hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Abgabedüsen 44 jeweils hintereinander parallel zu diesen Spuren angeordnet sind, weshalb die Düsenleisten 42 diesen Spuren folgend parallel zur Transportrichtung 18 und zueinander in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet sind. Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung können die Düsenleisten 42 jedoch beispielsweise auch parallel zu den unteren Transportrollen 24, oder allgemein ausgedrückt senkrecht zur Transportrichtung 18, verlaufen, so dass sich unter einer bestimmten Transportrolle 24 eine Düsenleiste 42 befindet, deren Abgabedüsen 44 dann alle den Hauptanteil 48 des umgewälzten Behandlungsmediums 10 auf diese bestimmte Transportrolle 24 abgeben.
  • In den 6 und 7 ist nun als zweites Ausführungsbeispiel eine modifizierte Behandlungsanlage 2' gezeigt. Bei dieser tragen Komponenten und Bauteile, die denjenigen der Behandlungsanlage 2 nach den 1 bis 4 entsprechen, dieselben Bezugszeichen und es gilt das oben zur Behandlungsanlage 2 Gesagte sinngemäß entsprechend.
  • Die Behandlungsanlage 2' unterscheidet sich von der Behandlungsanlage 2 durch eine modifizierte Abgabeeinrichtung 36. Bei dieser sind die Abgabedüsen 44 durch Einzeldüsen 54 gebildet, von denen jede über eine separate Zuführleitung 56 mit der Flowbox 38 verbunden ist, von denen nur einige mit Bezugszeichen versehen sind. Auf diese Weise kann jeder Einzeldüse 54 von der Flowbox 38 einzeln umgewälztes Behandlungsmedium 10 zugeführt werden.
  • Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann auch einzelnen Gruppen von Einzeldüsen 54 mit zwei oder mehr Einzeldüsen 54 über jeweils eine gemeinsame Zuführleitung umgewälztes Behandlungsmedium 10 zugeführt werden.
  • Darüber hinaus können auch Einzeldüsen 54 in Kombination mit einer oder mehrere der Düsenleisten 42 verwendet werden, wie sie bei der Behandlungsanlage 2 vorgesehen sind.

Claims (16)

  1. Anlage zur Behandlung von flachen Substraten im Durchlauf mit a) einem Badbehälter (6), der bis zu einem Flüssigkeitsspiegel (8) mit einem flüssigen Behandlungsmedium (10) gefüllt ist; b) einer Transporteinrichtung (16), mittels welcher die Substrate (4) durch Führungselemente (24) geführt derart in einer horizontalen Transportebene (20) in einer Transportrichtung (18) durch das Behandlungsmedium (10) transportierbar sind, dass zumindest eine Behandlungsseite (26) der Substrate (4) in das Behandlungsmedium (10) eintaucht; c) einer Umwälzeinrichtung (32), mittels welcher das Behandlungsmedium (10) im Badbehälter (6) umwälzbar ist und welche eine Absaugeinrichtung (34), durch welche Behandlungsmedium (10) aus dem Badbehälter (6) abgesaugt wird, und eine Abgabeeinrichtung (36) umfasst, durch welche dieses abgesaugte Behandlungsmedium (10) wieder in den Badbehälter (6) abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass d) Anströmelemente (24; 51) auf einem Höhenniveau unterhalb der Transportebene (20) in dem Badbehälter (6) angeordnet sind; e) die Abgabeeinrichtung (36) der Umwälzeinrichtung (32) Abgabedüsen (44) umfasst, die auf einem Höhenniveau unterhalb der Anströmelemente (24; 51) derart angeordnet und eingerichtet sind, dass jeweils eine der Abgabedüsen (44) einen Hauptanteil (48) von Behandlungsmedium (10) gezielt in Richtung auf jeweils eines der Anströmelemente (24; 51) abgibt.
  2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abgabedüsen in einem Bereich angeordnet sind, der sich von oben betrachtet innerhalb der lichten Kontur (50) eines Anströmelementes (24; 51) befindet, wobei eine jeweilige lichte Kontur (50) durch dasjenige Anströmelement (24; 51) definiert ist, auf welches eine jeweilige Abgabedüse (44) das Behandlungsmedium (10) abgibt.
  3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabeeinrichtung (36) mehrere Düsenleisten (42) mit Abgabeöffnungen (46) umfasst, wobei jede Abgabeöffnung (46) eine Abgabedüse (44) bildet.
  4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Düsenleisten (42) parallel zueinander und zu der Transportrichtung (18) der Substrate (4) angeordnet sind.
  5. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Düsenleisten (42) senkrecht zu der Transportrichtung (18) angeordnet sind.
  6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass Düsenleisten (42) in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet sind.
  7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabeeinrichtung (36) eine Vielzahl von Einzeldüsen (54) umfasst, welche jeweils eine Abgabedüse (44) bilden.
  8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass den Einzeldüsen (54) einzeln oder in Gruppen aus zwei oder mehr Einzeldüsen (54) umgewälztes Behandlungsmedium (10) zuführbar ist.
  9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom an umgewälztem Behandlungsmedium (10), welcher der Abgabeeinrichtung (36) zugeführt wird, einstellbar ist.
  10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzeinrichtung (32) derart eingerichtet ist, dass a) allen Abgabedüsen (44) umgewälztes Behandlungsmedium (10) stets mit gleichem Volumenstrom zugeführt wird; oder b) einzelnen Abgabedüsen (44) oder Gruppen aus zwei oder mehr Abgabedüsen (44) unabhängig von den übrigen Abgabedüsen (44) oder unabhängig von übrigen Gruppen aus zwei oder mehr Abgabedüsen (44) ein individueller Volumenstrom an Behandlungsmedium (10) zuführbar ist.
  11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmelemente (24) durch die Führungselemente (24) der Transporteinrichtung (16) gebildet sind.
  12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmelemente (24) als Transportrollen (24) ausgebildet sind, auf welchen die Substrate (4) aufliegen.
  13. Verfahren zur Behandlung von flachen Substraten, bei welchem a) die Substrate (4) durch Führungselemente (24) geführt derart in einer horizontalen Transportebene (20) im Durchlauf in einer Transportrichtung (18) durch ein flüssiges Behandlungsmedium (10) transportiert werden, dass zumindest eine Behandlungsseite (26) der Substrate (4) in das Behandlungsmedium (10) eintaucht; b) das Behandlungsmedium (10) mittels einer Umwälzeinrichtung (32) umgewälzt wird, dadurch gekennzeichnet; dass c) ein Hauptanteil (48) von umgewälztem Behandlungsmedium (10) von einem Höhenniveau unterhalb von Anströmelementen (24; 51) gezielt in Richtung auf die Anströmelemente (24; 51) abgegeben wird, welche ihrerseits auf einem Höhenniveau unterhalb der Transportebene (20) in dem Badbehälter (6) angeordnet sind.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Behandlungsmedium (10) aus einem Bereich in Richtung auf ein jeweiliges Anströmelement (24) abgegeben wird, der sich von oben betrachtet innerhalb der lichten Kontur (50) eines Anströmelements (24) befindet, wobei eine jeweilige lichte Kontur (50) durch dasjenige Anströmelement (24) definiert ist, auf welches Behandlungsmedium (10) abgegeben wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Anströmelemente (24) die Führungselemente (24) verwendet werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Anströmelemente (24) Transportrollen (24) verwendet werden, auf denen die Substrate (4) aufliegen.
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