DE4102357A1 - Verfahren und vorrichtung zum partiellen entfernen von duennen schichten von einem substrat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum partiellen Entfernen von dünnen Schichten von einem Substrat, bei dem eine vorzugsweise plane Oberfläche des Substrats, die mit einer dünnen Schicht insbesondere Lack versehen ist, in Rotation um eine Normale zur Oberfläche versetzt wird und hiernach ein Lösungsmittel im Randbereich der Oberfläche aufgesprüht bzw. aufgespritzt wird, das unter Mitnahme des aufgelösten Schichtbereichs durch Zentrifugalkraft vom Substrat abgeschleudert wird.

Dieses bekannte Verfahren wird bei der Randentlackung von runden Substraten eingesetzt, bei denen nur der Rand besprüht wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei dem praktisch beliebige Schichtstrukturen auf Substraten mit unterschiedlichen Formen behandelt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Oberfläche des nicht zu entfernenden Schichtbereichs mittels einer Schablone maskiert wird, die eine dem nicht zu entfernenden Schichtbereich entsprechende Kontur besitzt und in Kontakt mit der Oberfläche oder mit nur geringem Abstand zur Oberfläche angeordnet ist, daß die Schablone synchron mit dem Substrat in Rotation versetzt wird und daß der Sprühstrahl bzw. -kegel des Lösungsmittels entsprechend dem nicht maskierten Schichtbereich zur optimalen Flächenbenützung eingestellt wird.

Insbesondere bei komplizierten Konturen des nicht zu entfernenden Schichtbereichs kann der Sprühstrahl rotationssynchron etwa der Kontur der Schablone entlanggeführt werden.

Besonders vorteilhaft kann der Sprühwinkel des Sprühstrahls veränderbar sein, ggf. synchron mit dem Drehwinkel des rotierenden Substrats.

Weiter kann der Abstand einer oder mehrerer Sprühdüsen veränderbar sein ggf. ebenfalls synchron mit dem Drehwinkel des rotierenden Substrats.

Weiter kann auch die Richtung des Sprühstrahls ggf. synchron mit dem Drehwinkel des rotierenden Substrats veränderbar sein. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann ganz subjektiv angepaßt an die Oberflächenform des Substrats und die Kontur des nicht zu entfernenden Schichtbereichs eine optimale Ablösung oder Wegätzung der zu entfernenden dünnen Schichten erreicht werden.

Besonders anpaßfähig an unterschiedliche Substratformen und Konturen der zu entfernenden Schichten kann eine Vorrichtung mit einem Werkstückhalter in dem das Substrat auswechselbar aufgenommen ist, und der um eine vorzugsweise etwa senkrecht zur zu bearbeitenden Oberfläche des Substrats verlaufenden Achse in Rotation durch einen Antrieb versetzbar ist und mit einer Sprüheinrichtung diesseitig des Werkzeughalters angeordnet ist und mindestens eine zur Oberfläche weisende Düse zum Aufsprühen des Lösungs- oder Ätzmittels besitzt, eine zustellbare Schablone vorgesehen sein, die eine auf der abzudeckenden Oberfläche oder mit geringem Abstand zur Oberfläche positionierbare hierzu planparalle Abdeckfläche aufweist, deren Umfangskontur gleich derjenigen des nicht zu entfernenden Schichtbereichs ist und mittels eines Antriebs synchron mit dem Substrat in Rotation versetzbar ist, wobei die Sprüheinrichtung insbesondere deren Düse(n) in ihrem Abstand bezüglich der Oberfläche und/oder deren Neigung bezüglich der Oberflächennormalen und/oder deren Abstand von der Drehachse des Werkzeughalters verstellbar ist.

Zur weiteren Anpassung kann der Sprühstrahl-Kegelwinkel der Düse(n) einstellbar sein.

Eine einfache Anpassung an die unterschiedlichsten Substrate und deren ggf. jeweils unterschiedlichen Konturen der zu entfernenden Schichten kann ggf. EDV-gesteuert individuell für jedes Substrat die Einstellung der Sprüheinrichtung synchron mit der Drehrichtung des rotierenden Substrats veränderbar sein, so daß die Flächen, die von einer Schicht befreit werden sollen, optimal mit dem Lösungs- oder Ätzmittel benetzt werden können.

Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen anhand der beigefügten Zeichnungen in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Entfernen von dünnen Schichten von einem Substrat und

Fig. 2 eine schematisierte Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Substrat 1 über einen nicht dargestellten Werkstückhalter um eine Drehachse 10 drehbar gehalten. Mit einem Abstand 2 über der Oberfläche 11 des Substrats 1 ist eine Schablone 3 angeordnet, durch die eine Schicht 5 des Substrats 1 abgedeckt ist. Ein Randbereich 6 mit einer der Kontur der Schablone 3 entsprechenden Kontur der Schicht 5 wird, wie gestrichtelt dargestellt ist, durch ein Lösungsmittel oder ein Ätzmittel abgelöst. Hierzu sind mit Abstand von der Drehachse 10 über dem Substrat 1 Düsen 4, 4′ angeordnet, durch die der Randbereich 6 mit einem Lösungsmittel oder Ätzmittel besprühbar ist. Dabei ist der Sprühstrahlkegel 7 so groß bemessen, daß der gesamte Randbereich 6 beim Drehen des Substrats 1 sicher besprüht wird. Hierzu kann die Höhe 8 der Sprühdüsen 4, 4′ über der Oberfläche 11 einstellbar sein. Weiter kann auch der Winkel 9 der Achse der Düse 4 und/oder 4′ einstellbar sein. Zur weiteren Anpaßbarkeit kann auch der Sprühstrahlkegelwinkel 12 einstellbar sein.

Zur Entfernung einer Lackschicht vom Randbereich 6 des Substrats 1 wird die Oberfläche 11 durch die Schablone 3 abgedeckt, wobei die Schablone 3 im Abstand 2 von der Schicht 5 gehalten ober aber ganz auf die Schicht 5 aufgelegt werden kann. Durch die Schablone 3 wird die Schicht 5 in dem Bereich abgedeckt, in dem diese Schicht 5 unbeschädigt erhalten bleiben soll. Die Kontur der Schicht 5 wird praktisch durch die Form der Schablone 3 bestimmt und kann zweckentsprechend gewählt werden. Der Randbereich 6 der vom Lack oder dgl. befreit werden soll, wird über eine die Düsen 4, 4′ aufweisende Sprüheinrichtung mit einem Lösungsmittel oder einem Ätzmittel besprüht. Die einzelnen Düsen 4, 4′ der Sprüheinrichtung können in ihrer Höhe 8 ggf. EDV-gesteuert in Anpassung an den Drehwinkel des Substrats 1 gegenüber der Drehachse 10 gesteuert werden, wobei auch der Winkel 9 der Düsen 4, 4′ und deren Sprühstrahlkegelwinkel 12 elektronisch gesteuert veränderbar sein kann, um so eine optimale Besprühung des Randbereichs 6 auch bei den unterschiedlichsten Substratformen und Konturen der Schicht 5 zu gewährleisten.

Bei einer entsprechenden elektronischen Steuerung können in beliebigem Wechsel die unterschiedlichsten Substrate 1 optimal bearbeitet werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum partiellen Entfernen von dünnen Schichten von einem Substrat (1), bei dem eine vorzugsweise plane Oberfläche (11) des Substrats (1) mit einer dünnen Schicht (5) insbesondere Lack versehen ist, in Rotation um eine Normale (Drehachse 10) zur Oberfläche versetzt wird und hiernach ein Lösungsmittel im Randbereich (6) der Oberfläche (11) aufgesprüht bzw. aufgespritzt wird, das unter Mitnahme des aufgelösten Schichtbereichs durch Zentrifugalkraft vom Substrat (1) abgeschleudert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (11) des nicht zu entfernenden Schichtbereichs mittels einer Schablone (3) maskiert wird, die eine der nicht zu entfernenden Schicht (5) entsprechende Kontur besitzt und in Kontakt mit der Oberfläche (11) oder mit geringem Abstand (2) zur Oberfläche (11) angeordnet ist, daß die Schablone (3) synchron mit dem Substrat (1) in Rotation versetzt wird, und daß der Sprühstrahl bzw. -kegel des Lösungsmittels entsprechend dem nicht maskierten Schichtbereich zur optimalen Flächenbenetzung eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühstrahl rotationssynchron etwa der Kontur der Schablone (3) entlanggeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühstrahlkegelwinkel (12) des Sprühstrahls veränderbar ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühstrahlkegelwinkel (12) synchron mit dem Drehwinkel des rotierenden Substrats (1) verändert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (8) einer oder mehrerer Düsen (4, 4′) synchron mit dem Drehwinkel des rotierenden Substrats (1) verändert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (9) der Achse der Düse (4′) veränderbar ist, ggf. synchron mit dem Drehwinkel des rotierenden Substrats (1).

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, nach einem der Ansprüche 1-6, zum Entfernen von dünnen Schichten von einem Substrat (1), mit einem Werkstückhalter, in dem das Substrat (1) auswechselbar aufgenommen ist, und der um eine vorzugsweise etwa senkrecht zur zu bearbeitenden Oberfläche (11) des Substrats (1) verlaufenden Achse (10) in Rotation durch einen Antrieb versetzbar ist und mit einer Sprüheinrichtung, die seitlich des Werkzeughalters angeordnet ist und mindestens eine zur Oberfläche (11) weisende Düse (4, 4′) zum Aufsprühen eines Lösungs- oder Ätzmittels besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß eine zustellbare Schablone (3) vorgesehen ist, die eine auf der abzudeckenden Oberfläche (11) oder mit geringem Abstand (2) zur Oberfläche (11) positionierbare hierzu planparallele Abdeckfläche aufweist, deren Umfangskontur gleich derjenigen der nicht zu entfernenden Schicht (5) ist und die mittels eines Antriebs synchron mit dem Substrat (1) in Rotation versetzbar ist, und daß die Sprüheinrichtung, insbesondere deren Düse(n) (4, 4′) in ihrem Abstand (8) bezüglich der Oberfläche (11) und/oder deren Neigung bezüglich der Oberflächennormalen und/oder deren Abstand von der Drehachse (10) des Werkzeughalters verstellbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühstrahlkegelwinkel (12) der Düse (4, 4′) einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Einstellungen der Sprüheinrichtung synchron mit dem Drehwinkel des rotierenden Substrats (1) veränderbar ist.