DE60006460T2

DE60006460T2 - Spülgefäß mit äußerst reiner Flüssigkeit

Info

Publication number: DE60006460T2
Application number: DE60006460T
Authority: DE
Inventors: Victoria Oravec
Original assignee: Vaco Microtechnologies
Current assignee: VACO MICROTECHNOLOGIES, VOIRON, FR
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JP2001102351A; KR20010050040A; DK1075878T5; FR2797405B1; FR2797405A1; EP1075878A1; US6412504B1; ATE253990T1; DE60006460D1; EP1075878B1; DK1075878T3; TW478971B

Description

Technischer Bereich der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Reinigungsbehälter mit Reinstflüssigkeit, der eine Reinigungskammer umfasst, die von einer Einfassung begrenzt wird, die im unteren Bereich mit einer Verteilvorrichtung mit durchbrochenem Boden versehen ist, der an ein erstes Versorgungsnetz für Druckflüssigkeit angeschlossen ist, und in ihrem oberen Bereich mit einer Überlaufschurre zur Aufnahme der mit von den zu reinigenden Gegenständen entfernten Partikeln oder Schadstoffen beladenen Reinigungsflüssigkeit versehen ist.
Stand der Technik
Eine erste Art eines bekannten Reinigungsbehälters funktioniert durch Überlaufen durch Vorhandensein eines Überlaufs im oberen Bereich des Behälters. Die Reinigungskammer wird bis zur Höhe des Überlaufs mit reinstem entionisierten Wasser gefüllt. Das Befüllen erfolgt über einen Wasserzulaufstutzen in der Mitte des Bodens des Behälters. Durch Überlaufen läuft das Wasser in den Überlauf und wird über eine Auslassleitung entsorgt. Das Reinigen des in dem Korb im Inneren der Reinigungskammer befindlichen Substrats erfolgt durch einfache Wirkung des Befüllens des Behälters. 3 des Dokuments US-A-5485861 beschreibt eine solche Vorrichtung, die ein großes Volumen an entionisiertem Wasser benötigt. Die in der Reinigungskammer beim Anstieg des Wassers erzeugte Wirbelwirkung stört den gleichmäßigen Fluss des Wassers, was sich nachteilig auf die Reinigungseigenschaften auswirkt.
Das Dokument US-A-5698038 beschreibt einen Reinigungsbehälter entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der Wiederumlaufstrahlen umfasst, die am Umfang des Behälterbodens vorgesehen sind und Partikel, die sich am Boden des Behälters gesammelt haben, zum oberen Bereich des Behälters befördern und über den Überlauf abführen.
Ein dritter Typ einer bekannten Reinigungskammer funktioniert durch Schnellentleerung durch Vorhandensein einer Klappe im Boden des Behälters. Der Behälter wird zunächst mit entionisiertem Wasser gefüllt und dann nach Öffnen der beweglichen Klappe durch Schwerkraft entleert. Durch die hohe Ablaufgeschwindigkeit des Wassers nach unten werden die auf den Substraten befindlichen schadstoffbeladenen Partikel mitgerissen. Diese Art von Behälter ist ebenfalls mit einem hohen Verbrauch an entionisiertem Wasser verbunden.
Das Dokument US-A-5485861 zeigt in den 1 und 2 eine analoge Vorrichtung, der Abzug des Wassers erfolgt jedoch über im Boden des Behälters vorgesehene Öffnungen, welcher Boden an den Auslassstutzen angeschlossen ist.
In dem Dokument JP-A-06177104 ermöglicht ein Führungselement für das Wasser, das mit den Wänden des Reinigungsbehälters einen spitzen Winkel bildet, das Fließen des Wassers vom mittleren zum oberen Bereich des Reinigungsbehälters.
Gegenstand der Erfindung
Der Gegenstand der Erfindung besteht darin, einen Reinigungsbehälter mit Reinstflüssigkeit herzustellen, mit dem eine optimale Reinigung der in dem Behälter enthaltenen Flüssigkeit mit reduziertem Flüssigkeitsverbrauch ermöglicht wird.
Dieses Ziel wird durch einen Reinigungsbehälter nach den beiliegenden Ansprüchen erreicht. Die zu reinigenden Teile bestehen aus Substraten, wie sie in der Halbleiterfertigungsindustrie, im Bereich von Mikrosystemen und Flachbildschirmen, insbesondere auf Basis von Silizium, AsGa, Germanium, Quarz, Glas, etc. anzutreffen sind, die in einem Korb in der Reinigungskammer parallel zueinander angeordnet sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung befinden sich unter der Bodenplatte Ultraschallantennen zur Erzeugung akustischer Schwingungen in der Reinigungsflüssigkeit.
Zusammenfassende Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Merkmale gehen klarer aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht erschöpfendes Beispiel gegeben und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, in denen:
1 eine Schnittansicht des Reinigungsbehälters nach der Erfindung ist;
2 eine Perspektivansicht der am Boden des Behälters der 1 angeordneten Verteilvorrichtung ist;
3 eine Draufsicht auf 2 ist;
4 und 5 Schnittansichten entlang der Linien 4-4 und 5-5 der 3 sind;
6 das Funktionsprinzip des Reinigungsbehälters der 1 veranschaulicht;
7 eine mit 1 identische Ansicht ist, die eine Ausführungsvariante des Reinigungsbehälters ist;
8 eine Schnittansicht des Wasserzuführsystems für den Reinigungsbehälter der 7 ist;
9 eine Draufsicht auf den Verteilboden der 7 ist.
Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen
Mit Bezug auf die 1 bis 5 umfasst der Reinigungsbehälter 10 unten eine Verteilvorrichtung 12 für Reinstflüssigkeit, beispielsweise entionisiertes Wasser, an die eine Einfassung 14 angeschlossen ist, die im oberen Bereich mit einer Ablenkvorrichtung 16 und einer Überlaufschurre 18 versehen ist. In der von der Einfassung 14 begrenzten Kammer 20 befindet sich ein Korb 22 zum Anordnen der zu reinigenden Substrate 24.
Die Wasserverteilvorrichtung 12 umfasst einen Boden 26, der von mehreren Reihen mit Öffnungen 28 durchbrochen ist, die unter dem Korb 22 angeordnet sind, und einen umlaufenden Flansch 30, der mehrere Wassereinspritzdüsen 32 trägt. Die Einfassung 14 ist mit zwei Seitenflächen 34, 36 versehen, die entsprechend einem vorbestimmten Winkel geneigt sind und mit zwei parallelen, vertikalen Seiten 38, 40 verbunden sind. Die Düsen 32 sind in regelmäßigem Abstand entlang dem Flansch 30 verteilt und erstrecken sich in der Richtung der vier Seiten 34, 36, 38, 40 des Behälters verteilt. Je nach Art der Reinigungskammer können die auf der Seite der Flächen 38, 40 angeordneten Düsen 32 entfallen.
Zum Umlenken der nach unten laufenden Ströme zu den geneigten Seiten des Reinigungsbehälters 10 ist am Boden 26 ist ein divergierendes Ablenkelement 42 angeordnet. Das prismenförmige Ablenkelement 42 erstreckt sich in der Mitte des Bodens 26 und parallel zu den beiden Seitenflächen 34, 36. Die Basis des Prismas liegt am Boden auf, und die Spitze ist zum unteren Teil des Korbs 22 hin ausgerichtet.
Ein erstes Wasserversorgungsnetz 44 ist an mindestens eine mit dem Boden 26 verbundene Zuführöffnung 45 angeschlossen, und ein zweites Wasserversorgungsnetz 46 ist an Zuführöffnungen 48 angeschlossen, die mit den Düsen 32 des Flansches 30 Verbindung haben.
Das Ablenkelement 16 ist Bestandteil der Innenseite der Überlaufschurre 18 ist konvergierend und bildet einen stumpfen Winkel mit den Seitenflächen 34, 36 der Einfassung 14. Das Ablenkelement 16 dient dazu, die von den Düsen 32 zur Mitte der Reinigungskammer 20 hin aufsteigenden Ströme entsprechend einer kreisförmigen Bewegung von oben nach unten abzulenken.
Die Überlaufschurre 18 nimmt das verbrauchte Reinigungswasser auf und wird über einen Stutzen entweder in die Abwasserleitung oder in eine Wiederaufbereitungsanlage geleitet.
Der Reinigungszyklus ist in 6 dargestellt und geht folgendermaßen vor sich:
Die Reinigungskammer 20 wird fortlaufend bis zum Überlauf 50 der Schurre 18 mit Reinstflüssigkeit, beispielsweise Wasser, gefüllt, und zwar mit einem geringen Durchsatz an Wasser, das sowohl aus den Öffnungen 28 des durchbrochenen Bodens 26 des ersten Versorgungsnetzes 44 als auch aus den Düsen 32 des zweiten Versorgungsnetzes 46 kommt. Vor dem Einsetzen des die zu reinigenden Substrate 24 enthaltenden Korbs 22 wird der Durchsatz der Düsen 32 oder des Bodens 26 erhöht, damit die Wasseroberfläche erneuert und jegliche Staub- und Schmutzpartikel entfernt werden.
Der Korb 22 mit den Substraten 24 wird anschließend in die Reinigungskammer 20 eingesetzt, das erste Zuführventil der Düsen 32 wird geöffnet, damit am Ausgang der seitlichen Düsen 32 ein vorbestimmter Wasserdurchsatz hergestellt wird. Die Wasserstrahlen prallen auf die Innenwände der Seitenflächen 34, 36, 38, 40 der Einfassung 14 und werden im oberen Bereich durch das konvergierende Umlenkelement 16 umgelenkt, wodurch kreisförmige Ströme entsprechend den Pfeilen F1 geschaffen werden. Daraus ergibt sich eine Wasserströmung von oben nach unten, die geeignet ist, Schmutzstoffe und Partikel von der Oberfläche der Substrate zu entfernen.
Die entfernten Schmutzstoffe und Partikel sammeln sich in der Reinigungsflüssigkeit. Nach einer Reinigungszeit von mehr oder weniger einer Minute wird das erste Zuführventil der Düsen 32 geschlossen, woraufhin das zweite Zuführventil des durchbrochenen Bodens 26 geöffnet wird, das das Einspritzen von unter Druck stehendem Wasser von unten her ermöglicht. Die Bewegung des Wassers wird nun durch Hydraulikkolbenwirkung umgekehrt, wodurch das die Schmutzstoffe enthaltende Brauchwasser in aufsteigender Richtung der Pfeile F2 gepresst wird. Das Brauchwasser ergießt sich in die Überlaufschurre 18, wo es zur Abwasserleitung 52 abgeführt wird.
Nach einer bestimmten Reinigungszeit des zweiten Wasserversorgungsnetzes 44 durch den durchbrochenen Boden 26 wird das zweite Zuführventil geschlossen, und der gleiche Prozess wird während eines oder mehrerer zusätzlicher Zyklen wiederholt.
Am Ende der Reinigung durch Hydraulikkolbenwirkung wird der Korb 22 mit den sauberen Substraten 24 herausgenommen. In Erwartung eines neuen Substrat-Reinigungszyklus' wird dem Reinigungsbehälter 10 erneut eine geringe Reinigungsflüssigkeitsmenge zugeführt. Das Brauchwasser kann eventuell zur Wiederaufbereitung wieder in die Anlage mit entionisiertem Wasser 54 zurückgeführt werden.
Die durch die Düsen 32 des zweiten Netzes 45 und durch die Hydraulikkolbenwirkung auf Grund des durchbrochenen Bodens 26 des ersten Netzes 44 erzeugten alternierenden Bewegungen der Flüssigkeit ermöglichen eine optimale Reinigung mit sehr geringem Flüssigkeitsverbrauch und einer kurzen Zyklusdauer.
Natürlich kann der Reinigungszyklus auch umgekehrt werden, indem zunächst die Hydraulikkolbenwirkung ausgenutzt wird und dann die Rezirkulation erfolgt. Ebenso können die am Umfang verteilten Düsen bei Erneuerung des Wassers durch Kolbenwirkung verwendet werden.
In der Variante des Reinigungsbehälters 100 der 7 bis 9 entfallen die Düsen 32 am Boden 26 und sind durch Düsen 32a ersetzt, die von einfachen kalibrierten Öffnungen gebildet werden, die an das zweite Wasserversorgungsnetz 46 angeschlossen sind. Ebenso entfällt das Umlenkelement 42 im mittleren Bereich des Verteilbodens 26.

Claims

Spülgefäss mit Reinstflüssigkeit, das umfasst: – eine Spülkammer (20), die von einer Einfassung (14) begrenzt wird, die im unteren Bereich mit einer Verteilvorrichtung (12) mit durchbrochenem Boden (26), der mit einem ersten Versorgungsnetz (44) für Druckflüssigkeit verbunden ist, und in ihrem oberen Bereich mit einer Überlaufschurre (18) zur Aufnahme der mit von den zu spülenden Gegenständen entfernten Partikeln oder Schadstoffen beladenen Spülflüssigkeit versehen ist, – eine Mehrzahl von Spritzvorrichtungen (32, 32a) in Verbindung mit einem zweiten Versorgungsnetz (46) für Druckflüssigkeit, die am Umfang des durchbrochenen Bodens (26) der Verteilvorrichtung (12) verteilt sind, – Vorrichtungen zur abwechselnden Steuerung der Versorgung der Spritzvorrichtungen (32, 32a) durch das zweite Versorgungsnetz (46) und der Verteilvorrichtung (12) durch das erste Versorgungsnetz (44), Spülgefäss, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Spülkammer (20) ferner ein Ablenkelement (16) umfasst, das am oberen Ende der Seitenflächen (34, 36) der Einfassung (14) in Richtung auf den zentralen Bereich der Spülkammer (20) angeordnet ist und einen stumpfen Winkel mit den Seitenflächen (34, 36) der Einfassung (14) bildet, die sich zwischen dem Boden (26) und dem Ablenkelement (16) erstrecken.
Spülgefäss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkelement (16) die Innenseite der Überlaufschurre (18) bildet.
Spülgefäss nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (34, 36) einen stumpfen Winkel mit dem durchbrochenen Boden (26) bilden.
Spülgefäss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzvorrichtungen von Düsen (32) oder Spritzen (32a) gebildet werden, die im Wesentlichen parallel zu den Seitenflächen (34, 35) ausgerichtet sind.
Spülgefäss nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (26) der Verteilvorrichtung (12) ein Umlenkelement (42) aufweist, das im mittleren Bereich des Bodens (26) angeordnet ist.
Spülgefäss nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (42) eine prismatische Form hat, deren Basis auf dem Boden aufliegt und deren Spitze zu den zu spülenden Gegenständen hin gerichtet ist.