DE2621952A1 - Vorrichtung zum entplattieren, reinigen usw. von substraten - Google Patents

Description

Fluoro'ware Systems Corporation
33 5 Lake ilazeltine Drive
Jonathan Industrial Center
Chaska, Minnesota 55318
(V. St. v. A.)

VORRICHTUNG ZUM ENTPLATTIEREN, REINIGEN USW. VON SUBSTRATEN

(Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S. Anmeldung Ser. No. 578 735 vom 19. Mai 197 5 in Anspruch genommen.)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entplattieren , Reinigen usw. von Substraten, welche aus einem an seiner Oberseite durch einen Deckel verschließbaren Tank, einem innerha.lb des Tanks um eine senkrechte Drehachse drehbar gelagerten Drehtisch mit Halterungen für zu behandelnde Substrate und einer Sprühvorrichtung besteht.

Bei der Herstellung gedruckter Schaltungen hoher Genauigkeit, die für hochspezialisierte Geräte wie z.B. Rechner und dgl. bestimmt sind, werden als Träger für die gedruckten Schaltungen sogenannte Plättchen oder Substrate aus Silizium, Glas, unterschiedlichen keramischen Werkstoffen und dgl. in sehr geringen Schichtstärken verwendet. Bei der Ver- oder Bearbeitung der Substrate oder Plättchen werden in mehreren Verfahrensschritten bestimmte Bereiche derselben einer Ätzbehandlung unterworfen, ggf. aufgebrachte Photoresistüberzüge, durch welche die Ätzbereiche beschränkt werden, müssen entfernt werden, und die Plättchen müssen gereinigt werden. Zur Ausführung dieser verschiedenen Verfahrensschritte ist eine Säurebehandlung erforderlich.

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Nach Abschluß jedes Entplattier-, Ablöse-, Ätz-, Reinigungsvorgangs oder dgl. müssen die Substrate natürlich einwandfrei sauber sein und dürfen auch nicht die geringsten Spuren von Säurerückständen aufweisen. Die Behandlungsverfahren des Ätzens, Kntplattierens oder Ablösen s sind dabei hier lediglich als Beispiele für viele ähnliche Behandluncjsschritte angeführt, bei denen Substrate mit Säuren oder anderen Lösungsmitteln behändeLb

Bei der Behandlung von Substraten, die mit Photoresist beschichtet sind, werden diese in gegenseitigen Abständen an ihren Rändern in einem korbartigen Träger gehaltein. In der Praxis hat sich eingebürgert, mehrere derartiger Körbe in der Weise an einem umlaufenden Drehtisch anzubringen, daß die Substrate dabei im wesentlichen in zur Drehtischachse senkrechter Richtung ausgerichtet sind und zusammen mit dem Korb und dem Drehtisch um die Achse des letzteren umlaufen. Der Drehtisch befindet sich dabei innerhalb eines Tanks aus rostfreiem Stahl oder einem anderen säurefesten Werkstoff, der an seiner Oberseite durch einen Deckel verschlossen ist, welcher den Zugang zum Tankinnenraum gestattet. Der Tank kann an seiner Oberseite auch starr verschlossen sein, wobei in diesem Falle an einer entsprechenden Stelle eine verschließbare Öffnung vorgesehen ist, welche den Zugang zum Tankinnenraum gestattet, um Körbe mit Substraten einzusetzen oder herauszunehmen.

Zur Behandlung der Substrate mit Säure oder Spülwasser, wozu in vielen Fällen entionisiertes Wasser verwendet wird, dient üblicherweise ein vom oberen Ende des Tanks angenähert in der Drehtischachse nach unten weisender Verteiler mit seitlich angebrachten Düsen, durch die abwechselnd Säure und Spülwasser abgegeben werden kann.

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Durch den Verteiler kann außerdem Luft oder Stickstoffgas unter hohem Druck und mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden, um die Säure in Form eines Sprühnobels zu zerstäuben, welcher zur Einwirkung auf die Substrate gebracht wird. Die Zufuhr von Spülwasser über den mittig angeordneten Verteiler und dessen Düsen hat sich jedoch in der Praxis als vollkommen unzureichend erwiesen, da auf diese Weise der Tank und der Drehtisch nur unvollständig gereinigt werden. Die mit bekannten Vorrichtungen dieser Art behandelten Substrate sind daher nach Behandlung im Tank nicht in dem erforderlichen Maße von Säure befreit. Es hat sich gezeigt, daß bei Vorhandensein auch nur der geringsten Säurespuren an einer Oberfläche des Tanks die Substrate nicht einwandfrei befreit sind von Säurespuren, jedenfalls nicht in dem Maße, wie für die Weiterbearbeitung der Substrate erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer besonders wirksamen Vorrichtung der eingangs genannten Art, welche sowohl die Substrate als auch sich selbst einwandfrei reinigt.

Die zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine mittig zum Drehtisch angeordnete, feststehende Sprühsäule mit mehreren Sprühdüsen, durch die Druckwasser gegen den Drehtisch und die mit diesem zusammen umlaufenden Substrate abgebbar ist, und einen von der Halterung unabhängigen, zusammen mit dem Drehtisch umlaufenden und zur Tankreinigung dienenden Sprühwasserverteiler mit mehreren unterschiedlich gerichteten, zur Abgabe von unter Druck stehendem Wasser gegen die feststehende Sprühsäule und andere Stellen des Tanks dienende Düsen.

In dieser Vorrichtung bewirken die in der Sprühsäule befindlichen Düsen im Zusammenwirken mit den anderen Düsen.

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daß jede Stelle innerhalb des Tanks gründlich mit Wasser besprüht wird, wobei das Sprühwasser ausreichend hohen Druck und Geschwindigkeit aufweist, so daß sämtliche, ggf. an den Tankflächen zurückbleibende Säurerückstünde schnell abgewaschen werden. Unter anderem sind die Sprühwasser-Spüldüsen auch zueinander hin gerichtet, 550 daß jede Sprühdüse cjleichzeitig von einer anderen Sprühdüse gereinigt wird. Daher wird der Tank bei jedem Roinigungsvorgang einwandfrei gereinigt, so daß an keiner Stelle des Tanks noch Säurerückstände feststellbar sind.

Zur Erzielung dieser guten Spülwirkung werden auch sämtliche Kanäle, durch welche Säure zugeführt wird, mit Spülwasser gereinigt, wobei in der Sprühsäule ein getrennter Kanal für Spülwasser, insbesondere entioni- ■ siertes Wasser, mit Sprühdüsen vorgesehen ist, durch welche die umlaufenden Plättchen und der ganze Drehtisch, sowie die umlaufenden Sprühdüsen und sämtliche am Drehtisch befindlichen Rohre besprüht werden. Das zum Reinigen des Tanks dienende Sprühwasser wird über die Antriebswelle für den Drehtisch zugeführt und über unmittelbar am Drehtisch angeordnete Verteilerrohre mit Düsen innerhalb des Tanks nach oben, nach unten und zu den Tankseitenwänden und zur Tankmitte hin versprüht, wo sich die Sprühsäule befindet, durch welche das zum Reinigen der Plättchen oder Substrate dienende Spülwasser abgegeben wird.

Mit dem Boden des Tanks ist ein Ablaßrohr verbunden, durch das Säure und Spülwasser aus einem Auffangbereich am Boden des Tanks abgeführt werden. Das Ablaßrohr selbst wird durch tangential in dieses eintretendes und die Wände des Rohrs bestreichendes Spülwasser gründlich gereinigt, so daß auch nicht die geringsten Säureteilchen im Ablaßrohr zurückbleiben können, sondern zwangsläufig fortgespült werden. Der Tank ist an eine Gasabsaugleitung

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angeschlossen/ durch welche Trocknungsluft und die zum Zerstäuben der Säure zugeführte Zerstäubungsluft abgeführt werden. Die Gasabsaugleitung ist ebenfalls mit oiner Spüldüse versehen, durch welche über den Querschnitt der Absaugleitung ein zum Auffangen und Abführen von in dem Gasabstrom mitgeführten Säureteilchen dienender Wasservorhang erzeugbar ist. Das den Wasservorhang in der Gasabsaugleitung erzeugende Sprühwasser spült die Absaugleitung kontinuierlich aus, so daß sämtliche Cäurerückstände in den Auffangbereich des Tanks gelangen und von diesem durch das Ablaßrohr abgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im nachfolgenden anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht der Gesamtvorrichtung .

Fig. 2 ist ein Teilaufrißquerschnitt in einem größeren Maßstab durch den Tank der Vorrichtung.

Fig. 3 ist eine bruchstückhafte Draufsicht auf einen Teil des Drehtischs.

Fig. 4 ist ein Querschnitt etwa entlang der Linie 4-4 von Fig. 2.

Fig. 5 ist ein Querschnitt etwa entlang der Linie 5-5 von Fig. 2.

Fig. 6 ist ein Querschnitt etwa entlang der Linie 6-6 von Fig. 2.

In den Zeichnungen ist die Vorrichtung zum Entplattieren, Reinigen usw. von Substraten allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und weist ein Gehäuse 11 mit einem

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Bedienpult oder einer Schalttafel 12 auf. In der Schalttafel 12 befinden sich elektrische Schaltungen zur automatischen Programmsteuerung verschiedener Arbeitsabläufe. Die Vorrichtung umfaßt einen kreisrunden Tank 13, in dem das Entplattieren, Reinigen usw. erfolgt. Der Tank 13 ist an seiner Oberseite durch einen wegklappbaren Deckel 14 verschließbar, welcher über ein Scharniergelenk 15 mit dem Gehäuse 11 verbunden id.. In der Schließstellung legt sich der Deckel 14 abdichtend gegen eine umlaufende Dichtung 16 am oberen Rand des Tanks 13 an. Ein hier nicht dargestellter Verschluß dient zur Verriegelung des Deckels 14 in der Schließstellung.

Der Tank 13 ist aus einem den für die Behandlung der Substrate zum Ätzen, Entplattieren, Ablösen und Reinigen in Frage kommenden Säuren wie z.B. Schwefelsäure und Flußsäure gegenüber widerstandsfähigen Werkstoff hergestellt, beispielsweise aus rostfreiem Stahl. Der Tank 13 weist eine umlaufende, etwa zylindrische Seitenwand 13.1 und einen etwa konvex nach innen vorstehenden Boden 13.2 auf, welcher einen um den Umfang des Bodens 13.2 herum verlaufenden Auffangbereich 13.3 bildet. Ein Ablaßrohr 17 ist mit dem Boden des Tanks 13 im Auffangbereich 13.3 verbunden und dient zum Abführen der sich in diesem ansammelnden Flüssigkeit.

Der Tank 13 steht über eine Entlüftungsöffnung 18, die sich ausreichend weit über dem Auffangbereich 13.3 befindet, mit einer Gasabsaugleitung 19 in Verbindung, welche zu einer Saugvorrichtung führt, durch die im Betrieb der Vorrichtung ein geringer Unterdruck im Inneren des Tanks 13 erzeugt wird. Dieser Unterdruck kann verhältnismäßig klein sein und beispielsweise nur 25 mm Wassersäule betragen.

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Eine im Gehäuse 11 gehaltene Rahmenplatte 11.1 dient zur Lagerung des Tanks 13, welcher vermittels Stehbolzen 11.2 an der Rahmenplatte 11.1 befestigt ist. Lager 20 an der Rahmenplatte 11.1 dienen zur Drehlagerung einer Antriebswelle 21, die durch eine Ausnehmung im Boden 13.2 des Tanks und eine an dieser angeordnete Dichtbuchse 22 hindurchgeführt ist. Die Antriebswelle 21 trägt an ihrem oberen, innerhalb des Tanks 13 befindlichen Ende einen Drehtisch 23, der zur Aufnahme der zu behandelnden Substrate dient. Die Substrate können von beliebiger Beschaffenheit sein und beispielsweise aus Silizium, Glas, keramischen Werkstoffen usw. bestehen, Die Substrate sind hier mit dem Buchstaben S bezeichnet und schematisch durch gestrichelte Linien angedeutet. Sie sind auf dem Drehtisch 23 in entsprechenden Halterungen wie z.B. Substratkörben B randseitig in gegenseitigen Abständen gehalten, so daß Feuchtigkeit, Flüssigkeiten und Luft ungehindert zwischen den Substraten hindurchtreten können. Jeder Substratkorb B wird von einer entsprechenden Unterteilung 23.1 des Drehtische aufgenommen und von dieser in einer Lage gehalten, so daß die Substrate in zur Drehachse von Antriebswelle 21 und Drehtisch 23 parallelen Ebenen liegen. Sprühmittel, das im mittigen Bereich des Drehtischs 23 abgegeben wird, kann daher ungehindert zwischen die Substrate S gelangen.

Die Untertexlungen 23.1 des Drehtischs 23 sind leicht nach außen verkippt, um ein einfaches Einsetzen von Substratkörben in die Halterung des Drehtischs zu ermöglichen. Der Drehtisch 23 weist eine kreisrunde Bodenplatte 23.2 auf, an welcher die Untertexlungen 23.1 befestigt sind. An der Oberseite der Unterteilungen 23.1 befindet sich eine Ringplatte 23.3. Die Mitte des Drehtischs 23 ist vollkommen frei. Die Bodenplatte 23.2 des Drehtischs ruht auf einer Tragnabe 24, welche ihrerseits

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an der Antriebswelle 21 befestigt ist, wobei die Bodenplatte 23.2 auf der Tragnabe 24 vermittels einer Klemmnabe 24.1 gehalten ist, die ihrerseits vermittels einer Hutmutter 24.2 an dem Ende der Antriebswelle 21 gesichert ist.

Dor Drehtisch 23 weist eine beliebige Anzahl von Unterteilungen 23.1 für Substratkörbe B auf, wobei zu bemerken ist, daß die Beschickung des Drehtischs mit Substratkörben immer symmetrisch erfolgen sollte. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Drehtisch 23 sechs Unterteilungen 23.1 für Substratkörbe auf; es können jedoch auch vier, acht oder ggf. noch mehr
Unterteilungen vorgesehen sein.

Die Antriebswelle 21 ist durch einen Drehantrieb angetrieben, welcher einen Motor 25 umfaßt, der vermittels
einer Halterung 25.1 an der Rahmenplatte 11.1 befestigt ist. Der Motor 25 ist seitlich zur Antriebswelle 21
versetzt und treibt diese über einen Riemenantrieb 2 6 an.

Eine Sprühsäule 27 ist im oberen Bereich des Tanks 13
angeordnet und steht bei dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel von dem wegklappbaren Deckel 14 nach unten vor. Die Sprühsäule 27 ist mit einem außerhalb des
Deckels 14 befindlichen Verteilerkopf 28 verbunden, der mit Zuleitungen für verschiedene Medien verbindbar ist. Ein Bund 29 auf der Innenseite des Deckels 14 dient
dazu, die Sprühsäule 27 in genauer Ausrichtung und festem Eingriff gegen den Verteilerkopf 28 zu halten. Die
Sprühsäule 27 weist wie aus Fig. 4 ersichtlich drei voneinander getrennte Kanäle 27.1, 27. 2 und 27.3 auf, die

in Längsrichtung durch die Säule hindurchverlaufen. Die Sprühsäule 27 bildet somit eine Verteilung zum Zuführen der verschiedenen Medien zu den Sprühdüsen.

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Bei der dargestellten Ausführungsform dient der Kanal

27.1 in der Hauptsache zum Zuführen von Säure für Ätzoder Ablösebehandlung, so z.B. Schwefelsäure? odor cine; andere wie auch die vorgenannte Säure. Der Kanal 27.1 ist mit einem Ventil verbxmden, durch das abwechselnd Säure; odor Spülwasser, vorzugsweise ent ion i siortos Wasser zu dom Kanal zugeführt werden kann. Der: Kanal

27.2 ist über den Vertoilorkopf 28 mil; einer Ciasquel lo, VCH^-ZiK)SWiMHC: liür Stickstoffgas oder ggl.- r.uft verbunden, das bzw. die unter Druck zugeführt wird. Der Kanal 27.3 dient zum Zuführen von Spülwasser, vorzugsweise entionisiertem Wasser, um maximale Reinigungswirkung zu orzielen.

Mehrere Düsen 30 werden über Kanäle 27.4 beschickt, die mit dem .Spülwasserkanal 27.3 verblenden sind. Die Düsen 3 0 liefern einen fächerförmigen Sprühstrahl, wobei die Düsen 3 0 in der Weise ausgerichtet sind, daß die fächerförmigen Sprühstrahlen gemeinsam.einen von der Sprühsäule 27 praktisch radial nach außen verlaufenden, durchgehenden Sprühvorhang bilden, der zu den Substraten S und dem Drehtisch 23 weist. Die einzelnen Düsen 30 sind dabei geringfügig zueinander versetzt, so daß sich die von ihnen ^ausgehenden Sprühstrahlen möglichst wenig überlagern, sämtliche senkrecht übereinander entlang der Sprühsäule 27 angeordnete Sprühdüsen 30 jedoch zusammengenommen einen durchgehenden, senkrechten und von der Sprühsäule 27 ausgehenden Sprühvorhang bilden.

Die Sprühsäule 27 weist eine seitliche Ausnehmung 27.5 auf, die sich praktisch über die ganze Länge der Sprühsäule innerhalb des Drehtischs 23 und somit im Bereich sämtlicher Substrate S in den Substratkörben B erstreckt. Die Ausnehmung 27.5 weist im Verhältnis zum Gesamtdurchmesser der Sprühsäule 27 eine verhältnismäßig große Breite, und im Vergleich zu dem Halbmesser der Sprühsäule

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eine verhältnismäßig große Tiefe auf. Die Ränder 27.5' eier Ausnehmung 27.5 sind, steil nach innen abgewinkelt, so daß die im wesentlichen flache Bodenfläche der Ausnehmung 27. !3 gegenüber dem Umfang der Sprühsäule um ei no größere Strecke nach innen versetzt Ist.

Am Hoden der Ausnehmung 27.5 ist eine etwa V-förmige MuI 27. 6 ausgebildet, an deren Scheite] mehrere Kanäle 27.7 münden, die zu dem Kanal 27.2 führen und zum Zuführen von Druckluft in einem durch die V-förmige Nut 27.6 hindurch nach außen gerichteten Strahl dienen. Mehrere Kanäle 27.8 verbinden den Kanal 27.1 mit einer Seite der V-förmigen Nut 27.6, wobei jeder Kanal 27.8 unmittelbar neben und auf einer Seite des Auslaßendes eines entsprechenden Kanals 27.7 angeordnet ist. Wenn in der Nut 27.6 und in der Ausnehmung 27.5 Säure und Luft ciufejnandertreffen, wird ein fein zerstäubter Sprühnebel· erzeugt, der von der Säule 27 radial nach außen zu den Substraten S hin gerichtet ist und dazu dient, sämtliche Substrate bei ihrem Umlauf zusammen mit dem Drehtisch innerhalb des Tanks zu benetzen. Die Formgebung der Ausnehmung 27.5 und der Nut 27.6 in bezug auf den Außenumfang der Sprühsäule 27 haben eine gewisse Schutzwirkung zur Folge, indem innerhalb eines vollen Kegelbereichs ein Sprühnebel ausgebildet und ausgerichtet wird, bevor er auf die turbulente Atmosphäre innerhalb des Tanks im Zwischenraum zwischen der Sprühsäule 27 und den Substraten S trifft.

Der Verteilerkopf 28 ist über Fittings 28.1 mit verschiedenen Anschlußleitungen oder -schläuchen verbunden, durch die Säure, Luft und unter Druck stehendes, entionisiertes Wasser zur Sprühsäule 27 zuführbar sind. Entsprechende Ventile in den Leitungen dienen zum An- und Abschalten der Zufuhr von Medium und zum Umschalten des

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Kanals 27.1 auf Säure- oder Wasserzufuhr.

Die Innenfläche des Tanks 13 und die Sprühsäule 27 werden bei jedem Arbeitsvorgang durch Spülwasser gereinigt, das durch ein am umlaufenden Drehtisch 23 befestigtes Paar umlaufender Verteilerrohre 33 zugeführt wird. Die Vorteilerrohre 33 sind an dem Drehtisch 23 sich diametral gegenüberliegend angeordnet, wobei die inneren linden .!3.1 der Verteilerrohre nach innen zur Drehachse des Drehtisch:; 23 geführt und mit einem ringförmigen Trägerring 34 verbunden sind, in welchem sich Wasserzuführöffnungen 34.1 befinden, die mit dem Innenraum der Verteilerrohre 33 verbunden sind. Der Trägerring 34 umgibt die Tragnabe 24 und istlabgedichtet mit dieser verbunden. Die Tragnabe 2 4 weist ebenfalls diametral verlaufende Wasserzuführkanäle 24.3 auf, durch die Wasser zu den Verteilerrohr«! 33 zuführbar ist.

Die Zufuhr von Spülwasser zur Tragnabe 24 erfolgt durch in Wellenlängsrichtung verlaufende Kanäle 21.1 in der Antriebswelle 21. Da der Motor 25 gegenüber der Antriebswelle 21 versetzt ist und diese über einen Riemenantrieb 26 antreibt, kann diese an ihrem außenliegenden Ende mit einer Drehdichtung und einem Anschluß für Spülwasser versehen sein. Zu diesem Zweck ist eine feststehende Fitting 35 am Ende der Antriebswelle 21 mit einer Wasserleitung 36 verbunden und über eine Dichtung 37 mit einer umlaufenden, auf das Ende der Antriebswelle 21 aufgeschraubten Fitting 38 verbunden. Die Wasserleitung 36 führt somit unter hohem Druck stehendes Wasser durch den Kanal 21.1 der Antriebswelle 21 hindurch den Verteilerrohren 33 zu.

Die äußeren Enden 33.2 der Verteilerrohre 33 sind an sich diametral gegenüberlxegenden Stellen jeweils zwischen

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Aufnahme von Substratkörben B dienenden Unterteilungen 23.1 durch den Drehtisch 23 nach oben geführt und tragen mehrere Sprühdüsen 39, welche jeweils einen ebenen, fächerartigen Sprühstrahl liefern, der mit hoher Geschwindigkeit auf die Substrate auftrifft. Die einzelnen Sprühdüsen 39 an den äußeren Enden 33.2 der Vertcilcrrohre 33 sind unterschiedlich ausgerichtet, so daß sämtliche Teile der zylindrischen Seitenwand 13.1, der Boden 13.2 und die Innenseite des Deckels 14 intensiv besprüht und dadurch von Säurerückständen befreit weiden.

Besonders hervorzuheben ist, daß einige Sprühdüsen 39 an den waagerecht verlaufenden inneren Endabschnitten 3 der Verteilerrohre angeordnet sind und dazu dienen, sämtliche Teile des Bodens und den Auffangbereich am Tankboden gründlich zu waschen. Andere Düsen 3 9.1 an den Verteilerrohren 33 geben einen fächerförmigen Sprühstrahl nach innen in Richtung der Sprühsäule 27 ab, so daß auch an diesem befindliche Säurerückstände einwandfrei entfernt werden. Die Sprühsäule 27 gibt ihrerseits große Mengen an Spülwasser durch die Düsen 3 0 ab. Aufgrund der gegenseitigen Drehbewegung zwischen Verteilerrohron 3 3 und der feststehenden Sprühsäule 27 wird die letztere durch die von den Sprühdüsen 39.1 ausgehenden Sprühstrahlen an sämtlichen Stellen ihrer Oberfläche einwandfrei gereinigt, wobei die von den Düsen 30 abgegebenen Wasser-Sprühstrahlen gleichzeitig Säurerückstände von allen Teilen des Drehtischs 23 und den an diesem befindlichen Verteilerrohren 3 3 abwaschen.

Eine zusätzliche Spülwasserleitung 40 ist mit dem Ablaßrohr 17 unmittelbar neben der Anschlußstelle desselben an dem Auffangbereich 13.3 des Tanks 13 verbunden. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, weist die Spülwasserleitung 40 einen wesentlich kleineren Innendurchmesser als das Ablaßrohr 17 auf und mündet tangential in dieses, so daß

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ein mit hoher Geschwindigkeit aus der Spülwasserlextung austretender Wasserstrahl die Innenwandung des Ablaßrohrs 17 bestreicht und dadurch sämtliche, ggf. an diesem anhaftende Säurerückstände ablöst. Dementsprechend werden nicht nur alle an den Oberflächen dos Tanks 13 und an den feststehenden und beweglichen Teilen in diesem cinhaftenden Säurerückstände abgewaschen und durch das Ablaßrohr 17 abgeführt, sondern es wird auch daf'ür go.sorgt, daß sich keine Säurerückstände an der Innenwandung des Ablaßrohrs absetzen können.

Das Ablaßrohr 17 ist über einen Entlüftungskanal 17.1 mit der Gasabsaugleitung 19 verbunden, durch welche Gas oder Luft abgesaugt wird.

Die Gasabsaugleitung 19 dient in erster Linie zum Absaugen von Stickstoffgas oder Luft, welches bzw. welche zum Zerstäuben der Säure innerhalb des Tanks 13 verwendet wird. Außerdem dient sie zum Abführen der zum Trocknen des Tanks und der nach Beendigung der Behandlung zum Trocknen der Substrate verwendeten Luft. Von der Luft oder dem Gas mitgeführte Säureteilchen werden aus dem durch die Entlüftungsöffnung 18 hindurchtretenden Gasabstrom ausgeschieden, indem vermittels einer an der Gasabsaugleitung 19 unmittelbar hinter der Entlüftungsöffnung 18 angeordneten Düse 41 ein den ganzen Querschnitt der Gasabsaugleitung 19 ausfüllender, dichter Sprühwasservorhang ausgebildet wird. Die Düse 41 wird durch eine Leitung 41.1 mit Wasser beschickt und liefert einen flachen Sprühstrahl in Form eines den ganzen Querschnitt der Gasabsaugkeitung 19 ausfüllenden Wasservorhangs, durch den im Luft- oder Gasstrom mitgeführte Säuroteilchen aufgefangen werden.

Die Wasserzufuhr durch die Leitungen 40 und 41.1 ist natürlich durch hier nicht dargestellte Ventile gesteuert

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Entsprechende Steuermittel sind für das durch die Fitting 3 5 und die Leitung 3 6 hindurch zu den Verteilerrohron 3 3 zugeführte Spülwasser und für das durch den Kanal 27.3 in der Sprühsäule 27 zugeführte Wasser vorgesehen. Weitere Ventile dienen zur Steuerung des Luftzutritts durch den Kanal 27.2 in der Sprühsäule 27 und zum abwechselnden Zuführen von Säure oder Wasser durch den Kanal 27.1, welche am Verteilerkopf 28 zerstäubt und abgesprüht werden· Stickstoffgas läßt sich gesteuert über entsprechende Ventile in die Kanäle für die Säurezufuhr wie z.B. den Kanal 27.2 einleiten, um diese vollkommen von Säurerückständen zu reinigen und ein Nachtropfen von Säure nach Beendigung des Arbeitsvorgangs auszuschließen.

Bei Verwendung der Vorrichtung werden im allgemeinen mit Photoresist beschichtete Substrate in die Substratkörbe B eingelegt, und diese Körbe dann in die Unterteilungen 23.1 an dem Drehtisch 23 eingesetzt. Der Drehtisch besteht aus einem säurefesten Kunststoff-Formteil, dessen Formgebung und Eigenschaften durch die innerhalb des Tanks versprühte Säure nicht beeinträchtigt werden.

Sobald der Drehtisch 23 mit einer gewünschten Anzahl an Substratkörben B mit Substraten S beschickt worden ist, wird der Deckel 14 geschlossen und verriegelt, so daß der Tankinnenraum gegenüber der umgebenden Atmosphäre dicht abgeschlossen ist. Die im Tank 13 befindliche Luft wird über die Entlüftungsöffnung 18 und die Gasabsaugleitung 19 abgesaugt, so daß sich innerhalb des Tanks ein leichtes Vakuum einstellt.

Zunächst wird der Drehtisch 23 mit einer Drehzahl von angenähert 50 U/min angetrieben, wobei gleichzeitig Schwefelsäure vermischt mit Wasserstoffsuperoxyd durch

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die Kanäle 27.1 und 27.8 in der Sprühsäule 27 zugeführt und von dieser zerstäubt werden. Außerdem wird unter hohem Druck stehendes Stickstoffgas durch den Kanal 27.2 dem Kanal 27.7 zugeführt. Durch das Stickstoffgas wird die versprühte Säure in Form eines sehr feinen Sprühnebels zerstäubt, der aus winzigen Säureteilchen besteht, die praktisch in der Luft in Schwebe gehalten sind. Die am der Sprühsäule angeordneten Sprühdüsen sprühen dabei jeweils innerhalb eines vollen Kegelbereichs ab, so daß die Säure mühelos sämtliche Substrate in sämtlichen Substratkörben auf dem umlaufenden Drehtisch 23 benetzen kann. Durch die Leitungen 40 und 40.1 gleichzeitig zugeführtes Spülwasser dient zum Reinigen von Entlüftungsöffnung 18 und Ablaßrohr 17. Dieses Ausspülen erfolgt während des ganzen Entplattier- oder Ablösevorgangs und auch während des anschließenden Ausspülens des Tanks.

Das Besprühen mit Säure wird beispielsweise angenähert 60 Sekunden lang durchgeführt, um sämtliche Substrate zu benetzen. Dann wird der Drehtisch 60 Sekunden lang angehalten, damit die Säure auf die benetzten Substrate einwirken kann. Auch während dieser Zeit sind die Gasabsaugleitung und das Ablaßrohr voll in Betrieb.

Im Anschluß an die Säureeinwirkzeit, während welcher der Drehtisch 23 stillsteht, um das Abschleudern von Säure aufgrund Zentrifugalkräften zu verhindern, wird der Drehtisch wieder in Umdrehung versetzt, beispielsweise mit mäßiger Drehzahl von 50 U/min während wiederum 60 Sekunden, in denen erneut ein dichter Säuresprühnebel von der Sprühsäule 27 abgegeben wird. Nach erneutem Anhalten des Drehtischs 23 wird die Zufuhr von Säure und Gas durch die Sprühsäule 27 abgeschaltet, um die Säure wiederum auf die Substrate einwirken zu lassen. Die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte sind je

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nach der vorgeschriebenen Behandlung unterschiedlich; die hier beschriebenen Schritte sind lediglich als Beispiele für typische Verfahrensmaßnanmen anzusehen.

Der Drehtisch 23 wird wieder in Umdrehung versetzt, so daß die Substrate um die Sprühsäule 27 umlaufen, wobei wiederum Säure von der Sprühsäule 27 abgesprüht wird. Sobald der erwünschte Ablöse- oder Ätzvorgang abgeschlossen ist, wird die Zufuhr von Säure zur Sprühsäule und in den Tank ganz abgestellt. Zu Ende des Ablösevorgangs wird Säure kontinuierlich zugeführt,und der Drehtisch i It höherer Drehzahl von z.B. 150 U/min angetrieben, um an denn Seiten und Rändern der Substrate anhaftender. Photoresist und Säure abzuschleudern.

Nach Abschalten der Säurezufuhr durch die Sprühsäule 27 erfolgt ein erster oder Grobwaschvorgang, durch den das Ätzen oder Ablösen der Substrate unterbrochen und der Tankinnenraum grob gesäubert wird. Der Drehtisch läuft dabei während eines Zeitraums von 10 Minuten oder langer mit mäßiger Drehzahl von angenähert 50 U/min um, wobei Wasser unter Druck durch die Verteilerrohre 33 zugeführt wird und in Form von Sprühwasser an den Düsen 39 und 39.1 austritt. Gleichzeitig wird der Kanal 27.1 für die Säurezufuhr mit Wasser ausgespült, das durch die Kanäle 27.8 austritt. Dieses Spülwasser trifft auf das.durch den Kanal 27.2 zugeführte Gas und bildet in gleicher Weise wie zuvor die Säure einen Wassersprühnebel, der von der Sprühsäule 27 nach außen auf die Substrate S abgegeben wird und die an diesen anhaftende Säure verdünnt und schließlich abwäscht. Die von den Düsen 39 und 39.1 abgegebenen flachen, fächerförmigen Sprühstrahlen hohen Drucks sind gegen sämtliche Umfangswände des Tanks 13, die Deckelinnenseite und den Tankboden, sowie die Sprühsäule 27 gerichtet und bewirken eine gründliche Reinigung derselben. Während des Tankreinigungsvorgangs kann

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die Spülung von Gasabsaugleitung und Ablaßrohr abgeschaltet sein.

Anschließend wird die Drehzahl des Drehtischs 23 kurzzeitig wie z.B. während 3 0 Sekunden auf 250 U/min gesteigert, um möglichst alles überschüssige Wasser abzuschleudern. Gleichzeitig damit werden die Kanäle 27.1 und 27.8 durch Durchblasen von Stickstoffgas gereinigt.

Zur Endspülung wird unter hohem Druck stehendes Wasser durch den Kanal 27.3 in der Sprühsäule zugeführt, so daß diese einen praktisch senkrechten Wassersprühvorhang erzeugt, welcher den umlaufenden Drehtisch 22 beaufschlagt. Vermittels der Verteilerrohre 23 werden gleichzeitig die zur Reinigung des Tankinnenraums dienenden Sprühstrahlen abgegeben, wobei das entsprechende Wasser über die Antriebswelle 21 und die an dieser befindlichen Fittings zugeführt wird. Bei der Wasserendreinigung des Tankinnenraums und der Substrate läuft der Drehtisch 23 mit mäßiger Drehzahl von angenähert 50 U/min um, wobei die mit hohem Druck von den Düsen 30 abgegeben Sprühstrahlen den Drehtisch 23, die Substrate S, die Substratkörbe B und die Vertexlerrohre 33 mit ihren Düsen gründlich reinigen, während die von den Sprühdüsen 39. 1 und 39 ausgehenden Sprühstrahlen hohen Drucks die Sprühsäule 27, den Bund 29 und die verblei-benden Innenflächen und Deckel 14 abwaschen. Diese gründliche Reinigung vermittels der Düsen 30, 39 und 39.1 wird länger wie z.B. 10 Minuten lang durchgeführt. Dann wird die Wasserzufuhr abgestellt und der Drehtisch mit hoher Drehzahl von z.B. 700 U/Min in Umdrehung versetzt, während Stickstoff durch die Kanäle 27.3 und die Verteilerrohre 33 durchgeblasen wird, um sämtliche Feuchtigkeit aus dem Tank zu vertreiben, wobei diese durch die Ablaßleitung 17 oder über die Entlüftungsöffnung 18 durch die Gasabsaugleitung 19 abgeführt wird.

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Beim abschließenden Trocknungsvorgang, durch den insbesondere die Substrate sorgfältig getrocknet werden sollen, wird die Drehzahl des Drehtischs 23 auf beispielsweise 1000 U/min gesteigert, während gleichzeitig Gas durch den Kanal 27.3 und durch die Düsen 30 unter hohem Druck zugeführt wird, um eine einwandfreie und vollständige Trocknung der im Tank befindlichen Substrate nu erzielen.

Aufgrund der durch die Sprühsäule 27 vermittels des im wesentlichen ortsfesten, dichten Sprühwasservorhangs in Vorbindung mit den von den Verteilerrohren 33 durch deren Düsen 39 und 39.1 abgegebenen, umlaufenden Sprühstrahlen reinigt die Vorrichtung nicht nur die Substrate, sondern auch sich selbst, d.h. sämtliche Innenflächen und Teile des Tanks und befreit diese von allen etwa anhaftenden Säurerückständen. Die Düsen 39.1 und die Düsen 30 bewegen sich relativ zueinander, und bei dem hier beschriebenen Ausführungsbexspiel laufen die Düsen 39.1 um die Sprühsäule mit den Düsen 3 0 um. Weiterhin wäre möglich, die mittige Sprühsäule ebenfalls umlaufen zu lassen, jedoch mit einer vom Drehtisch 23 abweichenden Drehzahl. Die Sprühsäule 27 kann auch starr mit einer feststehenden Deckenwand des Tanks 13 verbunden sein und braucht nicht wie hier dargestellt zum öffnen des Tanks zusammen mit dem Deckel 14 wegklappbar ausgebildet zu sein. Aufgrund der seitlichen Versetzung des Motors 25 gegenüber der Antriebswelle 21 kann die zum Zuführen von Spülwasser zu den Verteilerrohren 33 dienende Wasserleitung 3 6 auf einfache Weise mit der Antriebswelle 21 verbunden sein. Es wäre auch möglich, die Vorrichtung in der Weise auszubilden, daß die Wasserzufuhr zu den Verteilerrohren 33 über einen nicht umlaufenden, feststehenden Kanal oder eine Leitung erfolgt,

- Patentansprüche: -

Claims (9)

Patentansprüche :

1. Vorrichtung zum Entplattieren, Reinigen usw. von Substraten, bestehend aus einem an seiner Oberseite durch einen Deckel verschließbaren Tank, einem innerhalb des Tanks um eine senkrechte Drehachse drehbar gelagerten Drehtisch mit Halterungen für zu behandelnde Substrate und einer Sprühvorrichtung, gekennzeichnet durch eine mittig zum Drehtisch (23) angeordnete, feststehende Sprühsäule (27) mit mehreren Sprühdüsen (30), durch die Druckwasser gegen den Drehtisch und die mit diesem zusammen umlaufenden Substrate (S) abgebbar ist, und von der Halterung (23.1) unabhängige, zusammen mit dem Drehtisch umlaufende und zur Tankreinigung dienende Sprühwasser-Verteilerrohre (33) mit mehreren unterschiedlich gerichteten, zur Abgabe von unter Druck stehendem Wasser gegen die feststehende Sprühsäule und andere Stellen des Tanks dienenden Düsen (39, 39.1) .

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Drehtischs (23) parallel zur Seitenwand (13.1) des Tanks (13) verlaufende Verteilerrohre (33.2) angeordnet sind, deren Düsen (39, 39.1) zum oberen und unteren Bereich und den Seiteninnenwänden des Tanks gerichtet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (30) der feststehenden Sprühsäule (27) zur Abgabe von Sprühwasser in Form eines ebenen, sich fächerförmig erweiternden Sprühstrahls ausgelegt .sind und zur Ausbildung eines vom oberen zum unteren Ende des Drehtischs (23) praktisch durchgehenden Sprühwasservorhangs dienen, und die Sprühsäule mehrere

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Kanäle (27.1., 27.2., 27.3.) aufweist und durch entsprechende Düsen (39.1) der Verteilerrohre (33.2) mit Spülwasser beaufschlagbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtisch (23) über eine durch den Boden (13.2) des Tanks (13) durchgeführte Antriebswelle (21) mit einem Drehantrieb (25, 26) verbunden ist, und die Antriebswelle einen in ihrer Längsrichtung verlaufenden Kanal (21.1) aufweist, der mit den Verteilerrohren (33.2) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (13) über eine Entlüftungsöffnung (18) mit einer Gasabsaugleitung (19) verbunden ist, an der sich eine Sprühdüse (41) befindet, durch welche über den Querschnitt der Absaugleitung ein zum Auffangen und Abführen von in dem Gasabstrom mitgeführten Säureteilchen dienender Wasservorhang erzeugbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (13) einen Auffangbereich (13.3) aufweist, der mit einem Ablaßrohr (17) verbunden ist, in welches eine zum Entfernen von Säurerückständen aus dem Ablaßrohr dienende Spülwasserleitung (40) mündet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülwasserleitung (40) tangential in das Ablaßrohr (17) mündet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kanäle (27.1, 27.2.) der Sprühsäule (27), die jweils zum Zuführen von Säure bzw. Gas oder Luft dienen, auslaßseitig (27.5) zusammengeführt sind,

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wobei das zugeführte Gas oder Luft zum Zerstäuben der Säure in Form eines Sprühnebels dient, sowie der von diesen beiden Kanälen getrennte dritte Kanal (27.3) für Spülwasser mit nach außen gegen die Substrate (S) und den Drehtisch (23) gerichteten Sprühdüsen (30) versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, äi\ß der Motor (25) des Drehantriebs seitlich versetzt zur Antriebswelle (21) des Drehtischs (23) angeordnet und eine Wasserleitung (3 6) über eine drehbare Fitting (38) mit dem zur Wasserzufuhr dienenden Kanal (21.1) in der Antriebswelle (21) verbunden ist.

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