DE102019111096A1

DE102019111096A1 - Device for agitation of a fluid and arrangement and method for wet chemical processing of a substrate

Info

Publication number: DE102019111096A1
Application number: DE102019111096.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hanitsch
Original assignee: Technische Universitaet Ilmenau
Current assignee: Technische Universitaet Ilmenau
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2020-11-05

Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für eine intensive, gerichtete und reproduzierbare Agitation eines Fluids sowie eine Anordnung und ein Verfahren zur nasschemischen Bearbeitung eines Substrats mit reproduzierbaren Ergebnissen bereitgestellt.Dazu wird aus einer Zentrifugalbeschleunigung, die das Fluid erfährt, eine radiale Strömung erzeugt, die mit Hilfe geeigneter Mittel umgelenkt und auf die zu bearbeitende Oberfläche eines Substrates, welches in einem definierten Abstand in einer Halterung angeordnet ist, gerichtet wird und die Oberfläche des Substrates während der nasschemischen Bearbeitung gezielt und homogen anströmt.The present invention provides a device for intensive, directional and reproducible agitation of a fluid and an arrangement and a method for wet chemical processing of a substrate with reproducible results. For this purpose, a radial flow is generated from a centrifugal acceleration experienced by the fluid, which deflected with the aid of suitable means and directed onto the surface of a substrate to be processed, which is arranged at a defined distance in a holder, and the surface of the substrate flows in a targeted and homogeneous manner during the wet chemical processing.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Agitation eines Fluids sowie eine Anordnung und ein dazugehöriges Verfahren zur nasschemischen Bearbeitung eines Substrats.The present invention relates to a device for agitating a fluid and to an arrangement and an associated method for the wet-chemical processing of a substrate.

Mit Hilfe von nasschemischen Prozessen werden in der Halbleiterfertigung, der Oberflächen- oder Elektroniktechnologie planare Substrate in einem fluidischen Bad geätzt, galvanisiert oder anderweitig chemisch behandelt. Diese Prozesse können in Prozessgeschwindigkeit und -ausbeute durch die Diffusionsgeschwindigkeit von frischem Fluid zur Oberfläche hin und verbrauchtem Fluid von der Oberfläche weg, limitiert werden. Mit Hilfe einer geeigneten Agitation des Bades kann diese Begrenzung umgangen werden. Ideal ist hierbei eine homogene, reproduzierbare und gerichtete Anströmung des Substrates mit frischem Fluid.With the help of wet chemical processes, planar substrates are etched, electroplated or otherwise chemically treated in a fluidic bath in semiconductor production, surface or electronics technology. These processes can be limited in process speed and yield by the diffusion speed of fresh fluid towards the surface and used fluid away from the surface. This limitation can be circumvented with the help of suitable agitation of the bath. A homogeneous, reproducible and directed flow onto the substrate with fresh fluid is ideal here.

Im Labormaßstab werden chemische Bäder oft durch Schwenken auf Rüttelplatten (,Shaker‘) und Ähnlichem bewegt oder mit Hilfe eines Magnetrührers oder eines direkt angetriebenen Rührers gerührt ( EP3103896A1 ). Auch sind Magnetrührer bekannt, die in Käfigen laufen ( DE19813232C2 ) oder an Achsen aufgehängt sind ( JP60119728A2 ). Bei kommerziell erhältlichen Badsystemen, beispielsweise für die Leiterplattenfertigung, wird deren Anströmung oft über Pumpen und entsprechende Anströmdüsen realisiert. Ebenso gehört das Spühätzen, bei dem auf ein Bad sogar vollständig verzichtet wird, zum Stand der Technik. Schließlich sind für den Gebrauch in kleinerem Maßstab Geräte und Verfahren bekannt, bei denen Luft durch ein Bad geblasen und somit eine Agitation des Fluids erreicht wird (zum Beispiel von der Fa. Gie-tec GmbH).On a laboratory scale, chemical baths are often moved by swiveling on vibrating plates ('shakers') and the like or stirred with the aid of a magnetic stirrer or a directly driven stirrer EP3103896A1 ). Magnetic stirrers are also known that run in cages ( DE19813232C2 ) or are suspended from axles ( JP60119728A2 ). In the case of commercially available bath systems, for example for the production of printed circuit boards, their flow is often implemented using pumps and corresponding flow nozzles. Spray etching, which even completely dispenses with a bath, is also state of the art. Finally, devices and methods are known for use on a smaller scale in which air is blown through a bath and thus agitation of the fluid is achieved (for example from Gie-tec GmbH).

Die bekannten Rührer oder Shaker haben den Nachteil, dass mit ihnen in dem fluidischen Bad keine gerichtete Strömung erzeugt wird. Außerdem stellen Rührer eine potentielle Gefahr für das zu bearbeitende Substrat dar und müssen so betrieben werden, dass eine Berührung der bewegten Teile mit der Substratoberfläche ausgeschlossen ist. Dies gelingt durch eine räumliche Trennung von Substrat und Rührer, wie in EP0433029 B1 beschrieben. Jedoch wird hierbei wiederum die Anströmung des Substrates reduziert und auch das erforderliche Badvolumen vergrößert. Da viele Medien für chemische Badprozesse Gefahrenstoffe, aber auch teure Inhaltsstoffen enthalten, werden jedoch möglichst kleine Badvolumina angestrebt.The known stirrers or shakers have the disadvantage that they do not generate a directed flow in the fluidic bath. In addition, stirrers represent a potential danger for the substrate to be processed and must be operated in such a way that the moving parts cannot come into contact with the substrate surface. This is achieved by spatial separation of substrate and stirrer, as in EP0433029 B1 described. However, the flow against the substrate is again reduced and the required bath volume is increased. Since many media for chemical bath processes contain hazardous substances, but also expensive ingredients, the aim is to keep the bath volume as small as possible.

Für Aufbauten mit Pumpen zur gerichteten Anströmung, wie z.B. in DE102007026633B5 , WO2012013362A1 oder US8540857B1 offenbart, ist nachteilig, dass sie immer mit Schläuchen oder Rohren behaftet sind. Diese lassen sich schlecht reinigen, müssen ggf. regelmäßig ausgetauscht werden und umfassen möglicherweise auch noch diverse Fittinge und Übergänge mit Hinterschneidungen und Totvolumina. Diese zusätzlichen Oberflächen bieten vielfältige Möglichkeiten zur Bildung von Ablagerungen. Gerade im Bereich der Mikrosystemtechnik sollen jedoch Partikelquellen, wie z.B. hervorgerufen durch Ablagerungen, vermieden werden.For structures with pumps for directed flow, such as in DE102007026633B5 , WO2012013362A1 or US8540857B1 disclosed, is disadvantageous in that they are always affected with hoses or pipes. These are difficult to clean, may have to be replaced regularly and may also include various fittings and transitions with undercuts and dead volumes. These additional surfaces offer a wide range of possibilities for the formation of deposits. However, especially in the field of microsystem technology, particle sources, such as those caused by deposits, should be avoided.

Schließlich kann das Einblasen von Luft in ein Ätzbad nicht für alle fluidischen Bäder angewendet werden. Beispielsweise sind Entwicklerbäder empfindlich gegenüber Oxidation. Bei anderen Gasen kann eine Verdunstung des Lösemittels stark beschleunigt werden und sich so die Konzentration im Fluidbad ändern. Bäder die Tenside zur besseren Benetzung enthalten, können zu übermäßigem Schäumen neigen.Finally, blowing air into an etching bath cannot be used for all fluidic baths. For example, developer baths are sensitive to oxidation. With other gases, evaporation of the solvent can be greatly accelerated and the concentration in the fluid bath can change. Baths that contain surfactants for better wetting can tend to foam excessively.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden und eine Vorrichtung für eine intensive, gerichtete und reproduzierbare Agitation eines Fluids bereitzustellen, bei der die Größe und Anzahl der mit dem Fluid in Kontakt stehenden Oberflächen minimiert ist, Totvolumina und Hinterschneidungen vermieden werden und auch die Menge an eingesetztem Fluid reduziert werden kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung und ein dazugehöriges Verfahren zur nasschemischen Bearbeitung eines Substrats vorzugsweise für Einzelprozesse geringer Losgröße mit reproduzierbaren Ergebnissen bereitzustellen, wobei das Substrat insbesondere eine dreidimensional strukturierte Oberfläche aufweist, wie sie beispielsweise bei der Prozessierung von MEMS (MikroElektronisch / Mechanische Systeme) auf Waferbasis vorkommt.The object of the present invention is to overcome the disadvantages known from the prior art and to provide a device for intensive, directed and reproducible agitation of a fluid, in which the size and number of surfaces in contact with the fluid is minimized, dead volumes and undercuts can be avoided and the amount of fluid used can also be reduced.
Another aspect of the present invention is to provide an arrangement and an associated method for wet-chemical processing of a substrate, preferably for individual processes of small batch sizes with reproducible results, the substrate in particular having a three-dimensionally structured surface, such as is used, for example, in the processing of MEMS (microelectronic / Mechanical systems) occurs on a wafer basis.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung dieser Aufgabe mit den Merkmalen des ersten, sechsten und siebenten Patentanspruches. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Agitation eines Fluids sind in den Unteransprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved with the features of the first, sixth and seventh patent claims. Advantageous embodiments of the device according to the invention for agitating a fluid are specified in the subclaims.

Kern der vorliegenden Erfindung ist die Umwandlung einer rotatorischen Bewegung eines Rührers in eine gerichtete Fluidströmung nach dem Prinzip eines Radialverdichters. Hierbei wird aus einer Zentrifugalbeschleunigung, die das Fluid erfährt, eine radiale Strömung erzeugt, die mit Hilfe geeigneter Mittel umgelenkt und auf die zu bearbeitende Oberfläche eines Substrates gerichtet ist, welches in einem definierten Abstand in einer Halterung angeordnet ist. Die Umwandlung einer radialen Fluidbewegung in eine gerichtete Fluidströmung kann genutzt werden, um ein Substrat während einer nasschemischen Badbehandlung gezielt und homogen anzuströmen. Der Aufbau der vorgeschlagenen Vorrichtung erlaubt ihre einfache, sichere Anwendung und Reinigung. Sie besteht nur aus wenigen Teilen, die keine Hinterschneidungen aufweisen und aus korrosionsbeständigen Werkstoffen (z.B. Kunststoff) hergestellt werden können. Die Vorrichtung kommt ohne metallische Werkstoffe in Kontakt zum Fluid aus. Für die Bereitstellung einer rotatorischen Bewegung außerhalb des Fluids können handelsübliche Standardkomponenten verwendet werden.The core of the present invention is the conversion of a rotational movement of a stirrer into a directed fluid flow according to the principle of a radial compressor. Here, a radial flow is generated from a centrifugal acceleration experienced by the fluid, which is deflected with the aid of suitable means and directed onto the surface to be processed of a substrate which is arranged at a defined distance in a holder. The conversion of a radial fluid movement into a directed fluid flow can be used to target a substrate in a targeted and homogeneous manner during a wet chemical bath treatment. The structure of the proposed The device allows it to be used and cleaned easily and safely. It consists of only a few parts that have no undercuts and can be made of corrosion-resistant materials (e.g. plastic). The device manages without metallic materials in contact with the fluid. Commercially available standard components can be used to provide a rotational movement outside the fluid.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Agitation eines Fluids. Sie umfasst prinzipiell drei Teileinheiten: eine Ansaugeinheit (1), eine Ausströmeinheit (2) und ein Zwischenelement (5), welches dafür ausgebildet ist, ein drehbares Rührelement (4) aufzunehmen. Die Ansaugeinheit (1), das Zwischenelement (5) und die Ausströmeinheit (2) weisen jeweils Durchbrüche (Bohrungen) (3a, 3b, 3c) zur Weiterleitung des Fluids (10) auf und sind miteinander lösbar verbunden. 1 shows an embodiment of the device according to the invention for agitating a fluid. It basically comprises three sub-units: a suction unit ( 1 ), an outlet unit ( 2 ) and an intermediate element ( 5 ), which is designed to have a rotatable stirring element ( 4th ). The suction unit ( 1 ), the intermediate element ( 5 ) and the discharge unit ( 2 ) each have breakthroughs (holes) ( 3a , 3b , 3c ) for forwarding the fluid ( 10 ) and are releasably connected to each other.

Wie aus 2 (rechts) ersichtlich, sind die Durchbrüche (3a) in einer Vertiefung in der Ansaugeinheit (1) konzentrisch im Nahbereich der Rotationsachse des Rührelements (4) angeordnet. Außerdem weist die Ansaugeinheit (1) noch einen Entleerungskanal (16) auf. Das Zwischenelement (5) umfasst eine Rührkammer (6), in der das parallel zur Ansaug- und Ausströmeinheit (1, 2) drehbare Rührelement (4) positioniert ist. Das Rührelement (4) wird kontaktlos (z.B. magnetisch) angetrieben und kann als zahnradförmiger Rührfisch oder als Schaufelrad ausgeführt sein. Die Rührkammer (6) im Zwischenelement (5) weist an ihrer äußeren Peripherie radial angeordnete kanalförmige Vertiefungen (7c) auf, die jeweils in einen Durchbruch (3c) münden (s. 2 (Mitte)). Die kanalförmigen Vertiefungen (7c) lenken die radiale Fluidströmung um 90° um.
Die in 2 (links) dargestellte Ausströmeinheit (2) umfasst eine mit der Rührkammer (6) des Zwischenelements (5) korrespondierende Kavität (8) und kanalförmige Vertiefungen (7b), die mit den kanalförmigen Vertiefungen (7c) im Zwischenelement (5) korrespondieren. Die kanalförmigen Vertiefungen (7b) lenken die Fluidströmung zur Rotationsachse hin in die Kavität (8). In Letzterer sind die Durchbrüche (3b) der Ausströmeinheit (2) verteilt angeordnet, durch welche die gerichtete Fluidströmung gleichmäßig ausströmen kann.How out 2 (right) can be seen, the openings ( 3a ) in a recess in the suction unit ( 1 ) concentrically in the vicinity of the axis of rotation of the stirring element ( 4th ) arranged. In addition, the suction unit ( 1 ) another emptying channel ( 16 ) on. The intermediate element ( 5 ) includes a stirring chamber ( 6th ), in which the parallel to the suction and discharge unit ( 1 , 2 ) rotatable stirring element ( 4th ) is positioned. The stirring element ( 4th ) is driven without contact (eg magnetically) and can be designed as a gear-shaped agitator or as a paddle wheel. The stirring chamber ( 6th ) in the intermediate element ( 5 ) has radially arranged channel-shaped depressions ( 7c ), each in a breakthrough ( 3c ) open (s. 2 (Center)). The channel-shaped depressions ( 7c ) redirect the radial fluid flow by 90 °.
In the 2 (left) shown discharge unit ( 2 ) includes one with the stirring chamber ( 6th ) of the intermediate element ( 5 ) corresponding cavity ( 8th ) and channel-shaped depressions ( 7b ), which with the channel-shaped depressions ( 7c ) in the intermediate element ( 5 ) correspond. The channel-shaped depressions ( 7b ) direct the fluid flow towards the axis of rotation into the cavity ( 8th ). In the latter are the breakthroughs ( 3b ) of the discharge unit ( 2 ) arranged distributed, through which the directed fluid flow can flow out evenly.

In 3 ist das in 1 und 2 beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung montiert (z.B. mit Kunststoffschrauben) dargestellt (Links von vorn mit Brauseöffnung; Rechts von hinten mit Ansaugöffnung)In 3 is that in 1 and 2 described embodiment of the device according to the invention mounted (for example with plastic screws) shown (left from the front with shower opening; right from the rear with suction opening)

Zur nasschemischen Bearbeitung eines Substrats wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Agitation eines Fluids parallel zu einer Halterung (Patsche) (11) zur Aufnahme eines Substrates (12) in ein mit einem Fluid (10) gefüllten Behälter (9) so eingebracht, dass die Ausströmeinheit (2) auf die zu bearbeitende Oberfläche des Substrates (12) gerichtet ist. Mittels einer geschlitzten Platte (14) kann jeweils der Abstand der Ansaugeinheit (1) und der Patsche (11) zur Wand des Behälters (9) sowie auch der Abstand zwischen der Vorrichtung zur Agitation des Fluids (10) und der Substratoberfläche eingestellt werden. Durch die Anordnung der Durchbrüche (3a, 3b und 3c) in den Teileinheiten der Vorrichtung an der jeweils höchsten Stelle füllt sich die Vorrichtung blasenfrei. Mit Hilfe eines außerhalb des Behälters (9) positionierten Antriebs (15) wird der Rührfisch (4) in der Vorrichtung kontaktlos (z.B. magnetisch) in Rotation versetzt. In der Folge wird das in der Rührkammer (6) im Zwischenelement (5) befindliche Fluid (10) axial beschleunigt und ein Unterdruck im Rotationszentrum erzeugt, so dass es zu einem Nachströmen des Fluids (10) aus dem Behälter (9) in die Vorrichtung über die Durchbrüche (3a) in der Vertiefung der Ansaugeinheit (1) kommt. Das radial beschleunigte Fluid (10) wird über die kanalförmigen Vertiefungen (7c), die Durchbrüche (3c) und die kanalförmigen Vertiefungen (7b) in die Kavität (8) der Ausströmeinheit (2) gedrückt und von dort über die Durchbrüche (3b) gleichmäßig verteilt auf die zu bearbeitende Oberfläche des Substrates (12) gelenkt.For the wet-chemical processing of a substrate, the device according to the invention for agitating a fluid is parallel to a holder (pad) ( 11 ) for holding a substrate ( 12th ) into one with a fluid ( 10 ) filled container ( 9 ) placed in such a way that the discharge unit ( 2 ) on the surface of the substrate to be processed ( 12th ) is directed. Using a slotted plate ( 14th ) the distance between the suction unit ( 1 ) and the mess ( 11 ) to the wall of the container ( 9 ) as well as the distance between the device for agitating the fluid ( 10 ) and the substrate surface can be adjusted. The arrangement of the openings ( 3a , 3b and 3c ) in the sub-units of the device at the highest point, the device fills bubble-free. With the help of an outside of the container ( 9 ) positioned drive ( 15th ) the stir fry ( 4th ) rotated in the device without contact (eg magnetically). The result is that in the stirring chamber ( 6th ) in the intermediate element ( 5 ) fluid ( 10 ) is accelerated axially and a negative pressure is generated in the center of rotation, so that there is a subsequent flow of fluid ( 10 ) from the container ( 9 ) into the device through the openings ( 3a ) in the recess of the suction unit ( 1 ) is coming. The radially accelerated fluid ( 10 ) is over the channel-shaped depressions ( 7c ), the breakthroughs ( 3c ) and the channel-shaped depressions ( 7b ) into the cavity ( 8th ) of the discharge unit ( 2 ) and from there over the openings ( 3b ) evenly distributed on the surface of the substrate to be processed ( 12th ) steered.

Bei bereits durchgeführten Anwendungstest hat sich gezeigt, dass für die Vorrichtung zur Agitation eines Fluids verschiedene Optimierungsmöglichkeiten denkbar sind. So können z.B. zur Vermeidung eines kapillaren Aufsteigens des Fluids zwischen den drei Teileinheiten diese mit geeigneten Nuten (13) versehen werden. Auch die Verringerung des axialen Spiels des Rührfisches oder Schaufelrades in der Rührkammer und das Einschneiden von Taschen in die „Schaufeln“ des Rührfisches oder Schaufelrades führen zu einer optimaleren Funktionsweise der Vorrichtung. Ebenso können radiale Ansaugkanäle in der Ansaugeinheit (1) und auch die Ausgestaltung der Ausströmeinheit (Brausekopf) eine optimalere Fluidströmung bewirken.
Schließlich ist es auch denkbar, anstelle der Schraubverbindung für die drei Teileinheiten der Vorrichtung eine Klemmschiene zu verwenden.In application tests that have already been carried out, it has been shown that various optimization options are conceivable for the device for agitating a fluid. For example, to avoid a capillary rise of the fluid between the three sub-units, these can be fitted with suitable grooves ( 13 ). The reduction of the axial play of the agitator fish or paddle wheel in the agitation chamber and the cutting of pockets in the “paddles” of the agitator fish or paddle wheel also lead to an optimal functioning of the device. Radial intake ducts in the intake unit ( 1 ) and the design of the outflow unit (shower head) cause a more optimal fluid flow.
Finally, it is also conceivable to use a clamping rail instead of the screw connection for the three sub-units of the device.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Agitation eines Fluids kann eine intensive, gerichtete und reproduzierbare Anströmung einer Subtratoberfläche in einem chemischen Bad (z.B. Ätzbad) realisiert werden. Sie zeichnet sich durch einen geringen Fluidverbrauch, durch einen hinterschneidungsfreien Aufbau ohne die Möglichkeit zur Bildung von Ablagerungen und durch die Metallfreiheit der im Fluidbad befindlichen Bauteile aus und ist preiswert in ihrer Herstellung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist darüber hinaus leicht zu reinigen und verzichtet auf externe Pumpen und Schlauchanordnungen, wodurch nur eine minimale Anzahl von Bauteilen in Kontakt mit dem Fluid steht. Die Agitationsvorrichtung ist dafür geeignet, einzelne Substrate zu prozessieren und korrosive Gefahrstoffe in verschiedenen fluidischen Bädern sicher zu handhaben (kein Spritzen, kein Umkippen, kein Bersten des Gefäßes, kein Überlaufen, kein Überschäumen). Weiterhin ist sie einfach und schnell in Betrieb zu nehmen und ermöglicht eine schonende Behandlung des Substrates (keine Berührung mit bewegten Teilen, kein Vibrieren, keine zusätzliche Krafteinwirkungen), einen einfachen und schnellen Wechsel der Substrate, eine sichere Demontage sowie eine einfache und schnelle Reinigung nach ihrer Verwendung. Die Vorrichtung kann als Tischgerät für einzelnen Substrate ausgeführt oder, aus mehreren Einheiten zusammengesetzt, als Anlage betrieben werden.With the device according to the invention for agitating a fluid, an intensive, directed and reproducible flow onto a substrate surface in a chemical bath (eg etching bath) can be realized. It is characterized by low fluid consumption, by a structure free of undercuts without the possibility of deposits forming and by the fact that the components in the fluid bath are free of metal and are inexpensive to manufacture. The device according to the invention is also easy to clean and dispenses with external pumps and hose arrangements, which means that only a minimal number of components are used Is in contact with the fluid. The agitation device is suitable for processing individual substrates and for safely handling corrosive hazardous substances in various fluidic baths (no spraying, no tipping over, no bursting of the vessel, no overflowing, no foaming over). Furthermore, it is quick and easy to put into operation and enables gentle treatment of the substrate (no contact with moving parts, no vibration, no additional forces), simple and quick change of the substrates, safe dismantling and simple and quick cleaning their use. The device can be designed as a tabletop device for individual substrates or, composed of several units, operated as a system.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: - Ansaugeinheit- suction unit
22: - Auströmeinheit- discharge unit
3a, b, c3a, b, c: - Durchbrüche- breakthroughs
44th: - Rührelement- stirring element
55: - Zwischenelement- intermediate element
66th: - Rührkammer- stirring chamber
7b, c7b, c: - Mittel zur Verteilung, Umlenkung und Weiterleitung des Fluidstroms- Means for distributing, deflecting and forwarding the fluid flow
88th: - Kavität- Cavity
99: - Behälter- Container
1010: - Fluid- fluid
1111: - Patsche- fuck
1212: - Substrat- substrate
1313: - Nut- Nut
1414th: - geschlitzte Platte- slotted plate
1515th: - kontaktloser Antrieb- contactless drive

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 3103896 A1 [0003]
DE 19813232 C2 [0003]
JP 60119728 A2 [0003]
EP 0433029 B1 [0004]
DE 102007026633 B5 [0005]
WO 2012013362 A1 [0005]
US 8540857 B1 [0005]

Claims

Device for agitation of a fluid, comprising a suction unit (1) and an outflow unit (2), which are detachably connected to one another and each have openings (3a, 3b), as well as a stirring element (4), which is located between the suction unit (1) and the The outflow unit (2) is rotatably positioned, characterized in that an intermediate element (5) is arranged between the suction and the outflow unit (1, 2), which is designed to rotate parallel to the suction and outflow unit (1, 2) Take up stirring element (4), wherein the outflow unit (2) and the intermediate element (5) have means (7b, 7c) for deflecting, forwarding and distributing a fluid flow.

Device according to Claim 1 , characterized in that the stirring element (4) can be subjected to a rotational movement in a contactless manner and is designed in the form of a gear wheel or as a paddle wheel.

Device according to Claim 2 , characterized in that the stirring element (4) rotatable without play in the stirring chamber (6) of the intermediate element (5) has means for increasing the radial force that can be generated.

Device according to Claim 1 , characterized in that the openings (3a) are arranged in a recess in the suction unit (1) concentrically in the area of the axis of rotation of the stirring element (4).

Device according to Claim 4 , characterized in that the openings (3a) in the suction unit (1) are channel-shaped and are arranged in a radial manner.

Device according to Claim 1 , characterized in that the intermediate element (5) has a stirring chamber (6) for receiving the stirring element (4) and the means (7c) for deflecting, forwarding and distributing a fluid flow in the intermediate element (5) at the periphery of the stirring chamber (6) are channel-shaped depressions arranged radially to the axis of rotation of the stirring element (4) and opening into openings (3c).

Device according to Claim 1 , characterized in that the means (7b) for deflecting, forwarding and distributing a fluid flow in the outflow unit (2) are channel-shaped depressions which correspond to the channel-shaped depressions in the intermediate element (5) and into a cavity corresponding to the agitation chamber (6) (8) open, which has the distributed openings (3b) of the outflow unit (2).

Device according to Claim 7 , characterized in that the openings (3b) in the cavity (8) of the outflow unit (2) are designed and arranged in a flow-optimized manner.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the suction unit (1), the outflow unit (2) and / or the intermediate element (5) have groove-shaped depressions (13) obliquely horizontally to the flow direction of the fluid.

Arrangement for wet chemical processing of a substrate (12) comprising a container (9) for receiving a fluid (10) suitable for wet chemical processing, means (11) for receiving at least one substrate (12), a device for agitating a fluid according to one of the Claims 1 to 9 and means for applying a rotational movement to the stirring element (4), characterized in that the outflow unit (2) of the device for agitation of a fluid according to one of the Claims 1 to 9 is arranged in the container (9) parallel to and directed towards a surface to be processed of the substrate (12) and the device for agitation of a fluid according to one of the Claims 1 to 9 and the means (11) for receiving the substrate (12) are held at a distance from one another and from the container wall.

Method for wet chemical processing of a substrate with an arrangement according to Claim 10 with a fluid-filled device according to one of the Claims 1 to 9 characterized in that the stirring element (4) is subjected to a rotational movement in a contactless manner and the rotation of the stirring element (4) results in a radial flow of the fluid in the fluid-filled device according to one of the Claims 1 to 9 causes which is deflected with the help of the means (7b, 7c) in the outflow unit (2) and in the intermediate element (5) as a distributed, homogeneous and predominantly vertical flow onto the substrate surface to be processed.