ES2345945T3 - Aparato, sistema y metodo para el tratamiento de la superficie de sustratos. - Google Patents

Aparato, sistema y metodo para el tratamiento de la superficie de sustratos. Download PDF

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ES2345945T3 ES06840992T ES06840992T ES2345945T3 ES 2345945 T3 ES2345945 T3 ES 2345945T3 ES 06840992 T ES06840992 T ES 06840992T ES 06840992 T ES06840992 T ES 06840992T ES 2345945 T3 ES2345945 T3 ES 2345945T3
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Abstract

Aparato 1 para el tratamiento de superficies de sustratos (2) con medios de transporte (3a') para transportar un sustrato (2) en el plano de transporte (5), definido por los medios de transporte (3a'), y con por lo menos un medio de transporte (3a'), que es construido con un medio de procesamiento líquido (10) para mojar el sustrato 2 encontrándose el medio de transporte (3a') de tal manera debajo del plano de transporte (5) que entra en contacto directo con el plano de transporte (5) o al menos casi llega hasta el plano de transporte (5) para humedecer la superficie inferior del sustrato 4 con el medio de procesamiento 10 en contacto directo entre los medios de transporte (3a') y la superficie del sustrato (4), estando formado el medio de transporte (3a') como rodillo de transporte (3a'), dispuesto de tal manera que toca el plano de transporte (5), caracterizado por el hecho de que los rodillos de transporte (3a') muestran un diámetro variable con al menos dos áreas (40') de un diámetro mayor, que al menos sobresalen sobre un área (41') de diámetro menor, siendo provistas las dos áreas (40') de un diámetro mayor respectivamente en los lados de los rodillos de transporte (3a').

Description

Aparato, sistema y método para el tratamiento de la superficie de sustratos.
Campo de aplicación y estado de la técnica
La invención se refiere a un aparato y un sistema con dichos aparatos para el tratamiento de las superficies de sustratos, con medios de transporte para transportar un sustrato en un plano de transporte definido por medios de transporte y con por lo menos un medio de transporte construido para mojar el sustrato con un medio de procesamiento líquido. La invención también se refiere a un método para mojar una superficie de sustrato con dirección descendente con un medio de procesamiento, ventajosamente en contacto directo o mecánico.
La patente DE 102 25 848 A1 divulga un aparato empleado para eliminar la cubierta de una superficie superior de un sustrato plano. Se rocía solvente mediante unas mangueras inclinadas desde arriba y hacia los sustratos. Los sustratos se localizan en los ejes de transporte y son transportados por los anteriores. Por lo menos un extremo lateral del sustrato se proyecta sobre los ejes de transporte para que el solvente que fluye del sustrato y que contiene los componentes de la cubierta eliminada como resultado de la longitud proyectada de los sustratos, fluya más allá de los medios de transporte. Esto se pretende para prevenir la contaminación de los medios de transporte. La eliminación de la cubierta usando solventes sirve para eliminar o quitar cubiertas foto activas antes del proceso de corrosión para asegurar que sólo las áreas expuestas y desarrolladas de la superficie de los sustratos cuenten con una cubierta protectora efectiva para el proceso de corrosión. Así, las cubiertas han sido estructuradas como resultado de la exposición y desarrollo de las cubiertas foto activas.
De la patente US 4,562,099 es conocido un dispositivo según el concepto principal de la reivindicación 1.
En otros procesos de tratamiento de superficies, particularmente para eliminar cubiertas y que se realizan en sustratos es decir por ejemplo discos o placas de silicio conocidas como discos y que se emplean más específicamente para la producción de componentes semi conductores y celdas solares, se pueden humedecer de forma individual las superficies de los sustratos con el medio de procesamiento. Esta inmersión se realiza de tal forma que las superficies restantes del sustrato no tengan la cubierta de protección de la forma antes mencionada o alguna otra cubierta, no son atacadas por el medio de proceso a ser aplicado, para que la eliminación de la cubierta sólo se realice en la superficie del sustrato humedecida o inmersa con el medio de proceso. Esto no se asegura cuando se emplea el dispositivo conocido.
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Tarea y solución
El problema de la invención es proporcionar un aparato, sistema y método que permita el tratamiento selectivo de superficies de sustratos.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, el problema se resuelve mediante un aparato que cuente con las características de la reivindicación 1. Desarrollos ventajosos así como preferidos de la invención son tema de las siguientes reivindicaciones y se explican con mayor detalle a continuación. El aparato, sistema y método se explican en parte conjuntamente y estas explicaciones así como las características correspondientes se aplican tanto para el aparato como el método de forma independiente. Por referencia expresa, el vocabulario de las reivindicaciones es parte del contenido de esta descripción.
La superficie de sustrato en dirección descendente es sustancialmente plana y está orientada de tal forma que una superficie normal de dicho sustrato sea por lo menos sustancialmente perpendicular en dirección vertical. La superficie del sustrato en dirección descendente se localiza en el plano de transporte y constituye la superficie sumergida o humedecida con el medio de procesamiento. Sin embargo, otras superficies del sustrato con dirección descendente que no se localicen en la banda o plano transportador no se deben mojar con el medio de procesamiento.
El plano de transporte es el plano en donde el sustrato a ser transportado entra en contacto con los medios de transporte y se orienta sustancialmente horizontal o asume un ángulo agudo con la horizontal. Como función de la configuración de los medios de transporte, el plano de transporte puede ser en forma de superficie de transporte curva y existe una orientación horizontal sustancialmente de las porciones de transporte de superficies.
Para asegurar un humedecimiento selectivo de la superficie de sustrato de forma descendente con el medio de procesamiento, existe un contacto directo entre el transportador y la superficie de sustrato con dirección descendente. De esta manera, una película líquida del medio de procesamiento se adhiere a la superficie externa del transportador y se transfiere a la cara descendente de la superficie del sustrato que se debe humedecer sin que exista un rociado no deseado y descontrolado de medio de procesamiento líquido, gaseoso y/o caliginoso. En cambio, la película líquida se coloca mediante rodillos o tiras sobre la superficie del sustrato para que solo exista un área limitada de cobertura del medio de procesamiento. Como resultado se consigue que las superficies del sustrato sobre las cuales no se realiza el proceso de humedecimiento no se carguen de forma no deseada con el medio de procesamiento. Esto asegura un proceso de humedecimiento selectivo altamente preciso y el proceso de trabajo realizado por el medio de procesamiento.
En otro desarrollo de la invención está previsto que al medio de transporte se asocio un aparato de aprovisionamiento para alimentar el medio de procesamiento a una superficie externa del medio de transporte. Un aparato de aprovisionamiento se puede construir como una boquilla rodadora, que rocía a través de una ranura un área de la superficie externa de los medios de transporte y que como resultado del movimiento de la anterior se puede poner en contacto mecánico con la superficie del sustrato. En una forma de realización preferida de la invención, el aparato de aprovisionamiento o dosificador está en forma de tanque para recibir el medio de procesamiento en forma líquida y el medio de transporte puede ser periódico y de preferencia continuo, especialmente cuando se mueven en la zona debajo del nivel de líquido del medio de procesamiento, para que el medio de procesamiento se pueda transferir a la superficie externa de los medios de transporte desde donde se transfiere a la superficie del sustrato de cara descendente.
En otra forma de realización de la invención está previsto que el medio de transporte muestra una superficie externa porosa que es construida particularmente para el transporte del medio de procesamiento desde por lo menos un punto de entrega proporcionado en el medio de transporte a la superficie externa del medio de transporte, de preferencia mediante la introducción de un proceso presurizado dentro de los medios de transporte. Una superficie porosa que se puede implementar como una cubierta de los medios de transporte con una matriz de poro abierto, de espuma o plástico expandido o como una cubierta de aglomerado metalúrgico mediante la presión del aglomerado y de sus partículas de metal, que asegura la transferencia del medio de procesamiento que se adhiere a la superficie externa del medio de transporte. El medio de procesamiento se puede mantener dentro de los poros de la superficie porosa de los medios de transporte mediante tensión de superficie y se transfiere mediante el contacto mecánico entre la superficie externa del medio de transporte y la superficie del sustrato por lo menos de forma parcial a dicha superficie del sustrato. Los poros también constituyen una reserva para el medio de procesamiento para que el espacio capilar que ocurre entre el medio de transporte y la superficie del sustrato asegure una distribución ventajosa del medio de procesa-
miento.
En el caso de cubierta de espuma o de poros abiertos en forma de una espuma elásticamente deformable, es posible una influencia en el tamaño de poros y distribución de poros, a través de la elección de los materiales poliméricos apropiados. Con una cubierta de aglomerado de metales, el tamaño del poro se puede definir por la selección del tamaño adecuado de la partícula de metal empleado para el proceso de aglomerado.
En una forma de realización preferida de la invención, el medio de procesamiento se proporciona a través de un punto de entrega provisto en el medio de transporte a la superficie externa porosa aplicada. Dicho aprovisionamiento del medio de procesamiento puede suceder particularmente con canales de alimentación localizados en el medio de transporte y con el medio de procesamiento presurizado introducido en los canales de alimentación. Los canales de alimentación se localizan en el medio de transporte y terminan cerca de la superficie porosa externa y en consecuencia se asegura el transporte del medio de procesamiento líquido a dicha superficie externa. Con dicho aprovisionamiento del medio existe la posibilidad de asegurar una atomización particularmente limitada del medio de procesamiento, porque sólo existe un movimiento relativo en el sentido del movimiento de rodillo entre la superficie externa y la superficie de sustrato. Sin embargo, un movimiento relativo entre los medios transportadores y un tanque lleno del medio de procesamiento o un proceso de rociado para el medio de procesamiento es innecesario. Así, es posible implementar una aplicación particularmente selectiva del medio de procesamiento a la superficie del sustrato.
De acuerdo con otro desarrollo de la invención está previsto, el medio de transporte cuenta con una superficie externa con una pluralidad de orificios que de preferencia están conectados a canales de alimentación para proporcionar un medio de procesamiento desde el punto de entrega provisto en el medio de transportación. Los orificios se pueden incorporar a una superficie externa cerrada de metal o plástico del medio de transporte usando el procedimiento convencional de arrancado de virutas o el método de erosión de materiales, particularmente mediante una perforación con rayo láser. Los orificios se encuentran conectados con canales de alimentación que permiten el aprovisionamiento de la superficie externa con el medio de procesamiento vía el punto de entrega localizado en el medio de transporte. Esto particularmente proporciona un proceso de entrega dirigido del medio de procesamiento a la superficie del sustrato. En una forma de realización de la invención, los canales de alimentación se acoplan con el punto de entrega es decir, una línea de presión para el medio de procesamiento de tal forma que en cada caso uno o varios de los canales de alimentación se encuentran simultáneamente conectados a la línea de presión, para que en un punto único en el tiempo sólo un área de las superficie externa de los medios de transporte cuente con el medio de procesamiento. Esto asegura que el medio de procesamiento se aplique solamente al área de la superficie externa sobre los orificios, que entra directamente en contacto con la superficie del sustrato.
En la invención está previsto que el medio de transporte se construye como un rodillo transportador que se configura de tal forma que toca el plano de transporte. Un rodillo transportador cuenta con un diseño sustancialmente cilíndrico y se monta en forma giratorio en el aparato. Un eje de longitud media del rodillo transportador está orientado en paralelo con el plano de transporte y se encuentra espaciada del plano de transporte por una cantidad que corresponde al radio del rodillo de transporte. De esta manera, el rodillo de transporte toca tangencialmente el plano de transporte y permite un contacto lineal de la superficie del sustrato. Como resultado del montaje giratorio del rodillo de transporte, es posible que exista una velocidad de superficie idéntica y unidireccional de la superficie externa del rodillo de transporte y la superficie del sustrato en el plano de transporte, para que sea posible implementar un proceso libre de fricción y de resbalones dentro del proceso de mojado de la superficie externa sobre la superficie del sustrato. Esto asegura un proceso de mojado de la superficie del sustrato en donde sólo tiene lugar un proceso limitado de atomización del medio de procesamiento. A través del diseño del transportador en forma de rodillo es posible aplicar una cubierta o capa extremadamente delgada y plana a la superficie del sustrato para que cuando se emplean sustratos muy delgados sea virtualmente imposible que exista un paso para el medio de procesamiento a otras zonas de la superficie del sustrato que no se pretenden humedecer.
De acuerdo con otro desarrollo de la invención, el rodillo transportador cuenta con ranuras en dirección de la circunferencia. Esto de forma sencilla implementa un perfil de la superficie externa del rodillo transportador y de las ranuras en la dirección de la circunferencia que asegura un mejor proceso adhesión del medio de procesamiento. En el caso de contacto lineal entre el rodillo transportador y la superficie del sustrato, las ranuras que discurren ortogonalmente a la línea de contacto aseguran una alimentación plana con el medio de procesamiento. La profundidad de la ranura varía de 0,1 a 1 mm., de preferencia 0,2 a 0,8 mm. que se puede proporcionar y dichas ranuras pueden tener una profundidad uniforme o tener diferentes profundidades de ranura.
De acuerdo con otro desarrollo de la invención, el rodillo de transporte es provisto de ranuras que discurren en dirección axial. Esto es de particular interés si el rodillo de transporte es sumergido dentro de un tanque que se encuentra parcialmente lleno con el medio de procesamiento y en donde el medio de procesamiento se transporta fuera del tanque mediante un movimiento giratorio. Las ranuras de dirección axial aseguran que el medio de procesamiento durante el movimiento giratorio de los rodillos de transporte no cubra completamente la superficie externa del anterior y de esta manera asegura un aprovisionamiento de medio de procesamiento adecuado.
En otro desarrollo de la invención está previsto que el rodillo de transporte cuenta con una superficie externa con una pluralidad de depresiones, en particular orificios. Las depresiones que se pueden incorporar mediante procesos de desprendimiento de virutas o de erosión, especialmente con láser óptico o procesos químicos en una superficie externa sólida del rodillo de transporte posibilitan de forma análoga a los poros una adhesión ventajosa del medio de procesamiento a la superficie externa y en consecuencia aseguran que la superficie del sustrato sea alimentada con el medio de procesamiento. Las depresiones pueden tener un contorno regular o irregular y varían de entre un tamaño macroscópico de 1/10 mm. y un tamaño microscópico de unos pocos 1/1000 mm. con respecto a la extensión y profundidad.
En otro desarrollo de la invención, el rodillo transportador se acopla a un tanque que se rellena con el medio de procesamiento de tal manera que la superficie externa del rodillo de transporte se puede humedecer con el medio de procesamiento mediante una inmersión permanente particular en dicho medio. Esto asegura un proceso fiable y simple de alimentación del rodillo de transporte con el medio de procesamiento. El rodillo de transporte está acoplado de tal manera al tanque lleno del medio de procesamiento que por lo menos toca un nivel del medio de procesamiento. De preferencia el rodillo de transporte se sumerge en el medio de procesamiento y se le da un movimiento giratorio por el mecanismo de impulsión o el sustrato para que exista una circulación permanente del rodillo de transporte en el medio de procesamiento y el rodillo de transporte se moja en forma permanente con el medio de procesamiento. A través de la rotación del rodillo transportador, porciones en circunferencia de la superficie externa del rodillo transportador recién humedecidas con el medio de procesamiento entran en contacto con la superficie del sustrato, para que exista un área plana y continua para humedecer al sustrato que se mueve dentro del plano de transporte.
En otro desarrollo de la invención está previsto que el rodillo transportador se sumerja en por lo menos un tercio del diámetro o hasta la media del eje longitudinal en el medio de procesamiento. Esto asegura un proceso de mojado particularmente ventajoso de la superficie externa del rodillo de transporte. Así, el rodillo de transporte sólo requiere una rotación a un ángulo menor a 90º para poder pasar el medio de procesamiento del tanque a la superficie descendente de la superficie del sustrato.
En otro desarrollo de la invención está previsto que el rodillo de transporte se acopla al mecanismo de impulsión para la transferencia del movimiento giratorio y se construye como medio de transporte para el sustrato, de preferencia como único medio de transporte. Aparte de pasar el medio de procesamiento a la superficie del sustrato, el rodillo de transporte se emplea para un movimiento de transporte de sustratos y en consecuencia cumple con una doble función. Esto permite un diseño particularmente compacto para el aparato de tratamiento de superficies.
En otro desarrollo de la invención, los rodillos de transporte cuentan con varios diámetros y por lo menos con dos áreas de diámetro mayor y por lo menos un área de menor diámetro. En cada caso a los lados del rodillo existen dos áreas de diámetro más grandes con otra área entre ellas. Las áreas de mayor diámetro se pueden proyectar sobre el área de menor diámetro en aproximadamente de 1 a 10 mm., de preferencia 2 a 5 mm. Las áreas de mayor diámetro son ventajosamente más estrechas que la otra área que puede ser de por lo menos 10 mm., de preferencia 12 a 30 mm., de ancho.
Como se describe, las áreas de mayor diámetro se pueden construir para la transferencia de líquido a la cara inferior de los sustratos. Un área de menor diámetro puede tener una superficie suave y/o cerrada.
En otro desarrollo de la invención, varios rodillos de transporte se localizan uno detrás de otro en la dirección de transporte. Esto asegura un mojado confiable de las áreas de superficie de sustrato debido a que los rodillos son sumergidos en forma sucesiva en el tanque lleno de medio de procesamiento y de esta manera se puede tener un proceso múltiple de trasferencia de medio de procesamiento en la superficie de los sustratos.
En otro desarrollo de la invención, se proporciona una solución acuosa con por lo menos una de las sustancia de ácido fluorhídricoco (HF), ácido clohídrico (HCl) y ácido nítrico (HNO_{3}) o potasa cáustica (NaOH). Así, las cubiertas conductoras de electricidad que comúnmente se aplican en la fabricación de componentes semiconductores o celdas solares se pueden quitar de la superficie del sustrato para de esta forma prevenir una conexión eléctrica de áreas de sustratos activos por medio de la superficie del sustrato en su cara descendente.
De acuerdo con otro desarrollo de la invención es previsto, que por lo menos es provisto un medio de succión para extraer el medio de procesamiento gaseoso y/o caliginoso distribuido del entorno del medio de transporte, siendo posicionado el al menos un medio de succión verticalmente debajo del plano de transporte. Al humedecer la superficie del sustrato en su cara descendente, puede ocurrir la vaporización o atomización del medio de procesamiento en la vecindad del transportador y se puede depositar en forma no deseada, en otras superficies distintas a la de cara descendente. Para prevenir daño a dichas posibles superficies sin protección por el medio de procesamiento, se proporcionan medios de succión para extraer el vapor y/o bruma del medio de procesamiento del entorno de transportador y de esta forma prevenir el depósito en otras superficies de sustratos. Los medios de succión se localizan debajo del plano de transporte para poder dirigir un flujo de aire en forma descendente y de esta forma prevenir la subida de vapor y/o bruma, rocío del medio de procesamiento sobre el plano de transporte.
Medios de procesamiento típicos como por ejemplo soluciones acuosas de ácido fluorhídrico, ácido clorhídrico, ácido nítrico o potasa cáustica forman gases o bruma, que son más pesados que el aire y que pueden subir por el plano de transporte como resultado del movimiento relativo entre los medios de transporte y los sustratos. Los medios de succión se basan en el uso de una depresión, que de preferencia se elige de tal forma que cuando se compara con la presión normal en el entorno del transportador es posible el construir un flujo laminar virtualmente libre de turbulencia en dirección vertical descendente.
De acuerdo con un segundo aspecto, la tarea de la invención se resuelve por un sistema que cuenta con las características de las reivindicaciones 17 ó 18. De acuerdo con la invención el sistema cuenta con por lo menos dos de los aparatos arriba descritos, los sustratos se transfieren del primer aparato al segundo aparato.
Por una parte, el primer y segundo aparatos se colocan para que sus direcciones de transporte sean de 90º una de otra. Al transferir los sustratos del primer al segundo aparato existe un cambio automático en la orientación o rotación relativa a la dirección de transporte.
Por otra parte, después del primer aparato está prevista una estación de rotación, que toma los sustratos desde el primer aparato y los transfiere al segundo aparato, la estación de rotación gira los sustratos en 90º en el plano de transporte y transfiere el mismo en esta forma girada del segundo aparato. Los dos aparatos se localizan en una línea. De acuerdo con la invención es también posible para el ángulo de rotación de la estación de rotación y el ángulo incluido y las direcciones de transportación de los aparatos que sean tales que sigan la rotación y transferencia al segundo aparato y los sustratos se estén girados a 90º en el mismo.
La estación de rotación se puede construir para elevar y girar los sustratos y para este propósito se cuenta con aparatos de rotación. Varios aparatos de rotación individuales pueden estar yuxtapuestos. Es posible que los aparatos de rotación adyacentes se desplacen hacia delante o hacia atrás en dirección de transportación y están configurados particularmente en dos líneas que son perpendiculares a la dirección de transportación y están espaciadas. De esta manera los sustratos no se obstaculizan en la rotación. Todo el proceso de rotación debe ocurrir tan rápido como sea posible, para que exista un transporte rápido de los sustratos.
De acuerdo con un tercer aspecto de la tarea de la invención, ésta se resuelve por un método de acuerdo con las características de la reivindicación 21 para mojar la superficie del sustrato con un medio de procesamiento y que implica los pasos de: transportar el sustrato con los medios de transporte al plano de transporte, mojar la superficie inferior de la superficie del sustrato localizada en el plano de transporte con el medio de procesamiento, que se aplica a la superficie del sustrato con un transportador en contacto mecánico directo.
De preferencia, la transportación del sustrato ocurre en una dirección de transporte sustancialmente lineal en el plano de transporte definida por los medios de transporte. Para este fin, la superficie descendente del sustrato se coloca en una configuración de varios medios de transporte configurados en forma sucesiva en dirección de transportación. Los medios de transportación por lo menos se encuentran parcialmente acoplados al mecanismo de impulsión y son impulsados por el anterior, para que puedan generar un movimiento hacia delante del sustrato. El mojado de la superficie descendente del sustrato ocurre directamente a través de los medios de transporte en forma de rodillos de transporte y estos sirven como medios de transporte para el medio de procesamiento. Adicionalmente o alternativamente el mojado puede ocurrir por los medios de transporte separados posicionados entre los medios de transporte debajo del plano de transporte.
De acuerdo con otro desarrollo de la invención, una cantidad del medio de procesamiento a ser aplicado a la superficie del sustrato por el rodillo de transporte se establece a varios niveles de profundidad de los rodillos de transporte en el medio de procesamiento y/o una velocidad de rotación variable de los rodillos de transportación. Una variación de la profundidad de inmersión de los rodillos de transporte se genera al variar el llenado del tanque con el medio de procesamiento, para que sea posible establecer un espacio entre el nivel del medio de procesamiento en el tanque y el plano de transporte. Este espacio define el ángulo de rotación en el cual el medio de procesamiento tiene que ser movido por los rodillos de transporte entre el nivel del líquido y la superficie del sustrato. Con un espacio máximo entre el nivel del líquido y el plano de transporte, en donde el rodillo de transporte toca tanto el plano de transporte y el nivel de líquido, existe un ángulo de rotación de 180º cuando el plano de transporte se encuentra en dirección horizontal. Al reducir el espacio entre el nivel de líquido y el plano de transporte, los niveles de líquido actúan como un secante para los rodillos de transporte para que exista una reducción del ángulo de rotación en el que el medio de procesamiento se debe transportar libremente entre el nivel de líquido y la superficie del sustrato. Cuando el rodillo de transporte se sumerge hasta un tercio del diámetro en el medio de procesamiento, el ángulo de rotación es de por ejemplo 90º. Cuanto más pequeño sea el ángulo de rotación, mayor será la cantidad de medio de procesamiento que llega a la superficie del sustrato para una velocidad constante de la rotación de los rodillos de transporte.
Al variar la velocidad de rotación es también posible influenciar la cantidad de medio de procesamiento disponible. A diferencia del caso de ángulo de rotación, para la velocidad de rotación existe una variedad que difiere de cero en donde una cantidad máxima de medio de procesamiento puede ser transportada por los rodillos de transporte. Para velocidades de rotación más baja el medio de procesamiento fluye lejos del tanque, en donde se envía a más velocidad para una mayor velocidad de rotación. En una forma de realización preferida de la invención se proporciona un aparato regulador o de control que como una función del medio de procesamiento y de los sustratos a ser tratados permite un control o regulación de la velocidad de rotación y/o de la profundidad de la inmersión o nivel del líquido.
En otro desarrollo de la invención, a través del proceso de aspirado del medio ya sea en vapor y/o bruma antes y/o durante y/o después de que se ha humedecido la superficie con medios de succión posicionados verticalmente debajo del plano de transporte, es posible prevenir el depósito del medio de procesamiento en otras superficies del sustrato que la superficie del sustrato localizada en el plano de transporte. El medio de procesamiento en vapor y/o bruma es extraído por los medios de succión que se encuentran ubicados verticalmente debajo del plano de transporte y traen un flujo de aire vertical descendente para prevenir que se deposite el medio de procesamiento sobre las superficies de sustrato además de las superficies de sustrato que se encuentran localizadas en el plano de transporte.
De acuerdo con otro desarrollo de la invención, existe una transportación continua del sustrato y/o provisión continua del medio de procesamiento a través del transportador para mojar la sustancia y/o succión continua del medio de procesamiento gaseoso o caliginoso. A través de la transportación continua de los sustratos y/o provisión del medio de procesamiento para humedecer la superficie del sustrato y/o succión es posible asegurar un proceso de tratamiento en donde sólo una mínima transferencia sea detectada y en particular que no exista ningún proceso de depósito del medio de procesamiento en las superficies del sustrato que no deban ser humedecidas.
En otro desarrollo de la invención la aplicación del medio de procesamiento a la superficie de sustrato en dirección descendente sólo puede ocurrir en el área marginal de los sustratos. Dicha área marginal debe ser de entre 5 a 15 mm. Ventajosamente, el medio de procesamiento se aplica a los lados de los sustratos rectangulares localizados en el lado izquierdo y derecho en dirección de transportación y para este propósito se pueden emplear los antes mencionados rodillos de transporte con áreas de diámetro más grandes en el borde y áreas más pequeñas en el centro.
Los sustratos se pueden primeramente transportar con una primera orientación o alineación y los bordes de la superficie descendente del sustrajo se pueden humedecer con el medio de procesamiento. Los sustratos se giran 90º en el plano de transporte, seguidos de otro proceso de mojado de los bordes de la superficie descendente del sustrato en las dos superficies de las caras laterales. Así en cada caso las áreas marginales se mojan y se graban.
Por una parte, la rotación de los sustratos puede ocurrir fuera de los aparatos con el medio de procesamiento es decir de la manera arriba descrita en la estación de rotación entre los dos aparatos. Por otra parte, los sustratos se pueden transferir por un aparato a otra parte del aparato, los aparatos cuentan con direcciones de transporte en un ángulo de 90º uno de otro y los sustratos se transportan en los aparatos en cada uno de los casos en diferentes direcciones de transporte.
Estas y otras características se pueden obtener a partir de las reivindicaciones, descripción de las ilustraciones y las características individuales, tanto en forma única como en subcombinaciones, y se pueden implementar en una inclusión de la invención y en otros campos y pueden representar formas de realización protegibles para las cuales se reivindica aquí protección. La subdivisión de la aplicación en secciones individuales así como los subtítulos no limita en forma alguna la validez general de los enunciados hechos en el presente.
Breve descripción de los dibujos
Los ejemplos de las formas de realización de la invención se describen con mayor detalle en lo sucesivo y en relación con los diagramas en donde:
La fig. 1 es un diagrama de un aparato de tratamiento de superficies de sustratos en una vista lateral.
La fig. 2 es un diagrama del aparato de acuerdo con la fig. 1 en una parte seccional de una vista frontal.
La fig. 3 es una vista a gran escala de un rodillo transportador en forma de rodillo de transporte en el aparato de acuerdo con las figs. 1 y 2.
La fig. 4 es una representación que ilustra la configuración de dos aparatos de acuerdo con la fig. 1 en una sola línea con una estación de rotación para los sustratos entre ellos.
La fig. 5 es una vista similar a la fig. 2 de dos rodillos de transporte de acuerdo con un segundo aspecto de la invención.
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Descripción de detallada de los ejemplos de las formas de realización
Un aparato 1 para el tratamiento de la superficie de sustratos 2 se muestra en las figs. 1 y 2 y cuenta con varios medios de transporte 3, 3a realizados como rodillos de transporte 3, 3a, los rodillos de transporte 3, 3a se pretenden para el transporte lineal de sustratos 2 en particular hechos de material de silicio. Los rodillos de transporte 3, 3a, definen un plano de transporte 5 orientado en dirección horizontal y que toca una superficie de los rodillos de transporte 3, 3a. Los rodillos de transporte 3, 3a se montan en el aparato de forma giratoria 1 y se impulsan por lo menos parcialmente por un mecanismo de impulsión que no se ilustra que cuenta de preferencia con una velocidad de rotación constante y ajustable.
El sustrato 2 es típicamente una placa de silicio plana o lisa que cuenta con un contorno redondo con un diámetro aproximado de 60 a 250 mm. o un contorno rectangular con longitud de bordes de 60 a 250 mm. El grosor de sustrato preferido es de 0.1 a 2 mm. Mediante la superficie descendente del sustrato 4, el sustrato 2 yace sobre los rodillos de transporte 3, 3a y se mueve en dirección de transportación 6 por los rodillos de transporte 3, 3a que cuentan con una velocidad de rotación idéntica y equidireccional.
La función del aparato 1 puede ser el quitar una cubierta particularmente conductiva aplicada a todos los lados del sustrato 2 en su cara descendente 4 en un proceso de mojado con sustancias químicas usando un medio de procesamiento líquido sin dañar la cubierta aplicada al resto de las superficies del sustrato.
Para este propósito, el sustrato 2 con la superficie de sustrato 4 se coloca sobre los rodillos de transporte 3, 3a y se mueve a través del puerto de entrada 7 dentro de una cámara de procesamiento 8 casi completamente cerrada que se ilustra en las ilustraciones. La cámara de procesamiento 8 contiene un tanque 9 completamente lleno con el líquido del medio de procesamiento 10, particularmente con soluciones acuosas de ácido fluorhídrico (HF_{(aq)}) y/o ácido clorhídrico (HCl_{(aq)}) y/o ácido nítrico (HNO_{(aq)}) y o potasa cáustica (NaOH_{(AQ)}). El tanque 9 se encuentra espaciado de una parte inferior 14 de la cámara de procesamiento 8 para que entre el tanque 9 y la parte inferior 14 de la cámara de procesamiento se forme un eje de succión 15 asegurando la succión del área marginal del tanque 9. Como se ilustra con mayor detalle en la fig. 2, el eje de succión 15 se extiende por debajo de todo el tanque 9 y en consecuencia permite la extracción del medio de procesamiento 10 gaseoso y/o caliginoso y que pasa sobre el borde del tanque 9 y que no ha sido sujeto a la acción de succión de los medios de succión 11. El eje de succión 15 se acopla al eje de aire usado 16 que se acopla lateralmente al aparato 1 que es sometido a un sistema de vacío. Una línea de medio 13 proporciona medios frescos de procesamiento al tanque 9.
Para asegurar que se humedezca la superficie inferior del sustrato 4, los rodillos de transporte 3a cumplen con una doble función, es decir no sólo sirven como medios de transporte para el sustrato 2 sino que como transportador para el medio de procesamiento 10. para el proceso de transporte del medio 10 desde el tanque 9 dentro del plano de transporte 5, los rodillos de transporte 3a se acoplan en el tanque 9 de tal forma que sean sumergidos parcialmente en el medio de procesamiento 10 y el nivel de líquido 23 se encuentra sobre el eje de rotación 20 de los rodillos de transporte cilíndricos 3a. los rodillos de transporte en forma de rodillos transportadores 3a cuentan con una superficie que se puede mojar, para que puedan transportar el medio de procesamiento 10 hacia arriba y con un espesor limitado de cubierta contra la fuerza de gravedad dentro del plano de transporte 5 y en el proceso de rodado es decir, en un contacto mecánico directo que puede proporcionar la transferencia a las superficies de sustratos 4. Ya que el medio de procesamiento sólo yace con un grosor limitado sobre los rodillos de transporte 3a, aún en el caso de un grosor limitado de los sustratos 2 se asegura que el medio de procesamiento 10 no llegue a la cara ascendente de la superficie del sustrato.
Para asegurar que la superficie superior del sustrato permanezca libre del medio de procesamiento 10, están previstos medios de succión 1 para la succión del medio de procesamiento gaseoso y/o caliginoso y que puede estar presente en el área alrededor de los rodillos de transporte 3a actuando como medios de transportación. El medio de procesamiento 10 muestra una presión de vapor, para que como una función de las condiciones atmosféricas como por ejemplo la temperatura ambiente, la presión del aire, el medio de procesamiento 10 se evapora en un mayor y menor grado y se mezcla con el aire ambiental. Además, como resultado del movimiento relativo entre los rodillos de transporte 3a y el medio de procesamiento 10 y los procesos de rodado de los medios de transporte 3a sobre la superficie del sustrato 4, también puede ocurrir el desprendimiento de pequeñas gotas de medio presentes como un rocío finamente disperso sobre el medio de procesamiento 10 con el aire ambiental que comúnmente es más pesado que el anterior, pero como resultado de los movimientos relativos de los medios de transporte 3a y los sustratos 2 existe un torbellino del aire ambiental en donde sin los medios de succión 11 se puede generar un aumento del medio de procesamiento gaseoso y/o caliginoso sobre el plano de transporte 5.
Como resultado, el medio de procesamiento 10 gaseoso y/o caliginoso se puede depositar en la superficie ascendente del sustrato 2. Como esto es indeseable, se proporcionan medios de succión 11 y se colocan en las tuberías de aspirado entre los rodillos de transporte 3a y en cada caso varias aberturas de succión 12 a través de las cuales el medio de procesamiento 10 gaseoso y/o caliginoso se puede extraer del área debajo del plano de transporte 5 y en consecuencia no pasar más allá de dicho plano 5 hasta la superficie ascendente del sustrato. De esta forma, los medios de succión 11 se configuran verticalmente debajo del plano de transporte 5 y conllevan a un flujo de aire sustancialmente vertical que de preferencia es de baja turbulencia y de forma particularmente preferente en forma
laminar.
Mediante una pipa de drenaje 18, los medios de succión 11 se conectan a la línea de succión 18, que es sometida a un sistema de vacío a través de un aparato de bombeo no mostrado. Para la instalación individual de los medios de succión 11, entre la tubería de drenaje 17 y la línea de succión 18 se proporciona una válvula de configuración 19 y se construye como una válvula de estrangulamiento y hace posible el poder influenciar el flujo de volumen exhalado por la línea de succión 18.
Para una configuración particularmente compacta de los medios de succión 11 en el aparato 1, un eje de longitud media 21 de los medios de succión tubulares 11 se encuentra orientado paralelo al eje de rotación 20 de los rodillos de transporte 3a, y los medios de succión 11 se colocan en la brecha o espacio definido por los rodillos de transporte 3 y es posible tener una sección media cruzada para los medios de succión 11. De esta forma. Aún en el caso de un volumen de alto flujo extraído a través de los medios de succión, un bajo flujo de aire se puede asegurar por los medios de succión 11. Además existe un gran número de aberturas de succión 12 para que exista una baja turbulencia y en particular un flujo de aire laminar en dirección vertical descendente para asegurar una succión confiable del medio de procesamiento 10 gaseoso y/o caliginoso.
De acuerdo con la fig. 3, que es una aplicación detallada de los rodillos de transporte 3a realizados como rodillos de transporte mostrados en las figs. 1 y 2, el medio de procesamiento 10 es transportado del tanque 9 más allá del nivel de líquido 23 como resultado de la rotación de los rodillos de transporte 3a en dirección de la superficie del sustrato descendente 4 y en contacto mecánico directo humedece con el medio de procesamiento 10 la superficie del sustrato 4. El rodillo transportador 3a parcialmente sumergido en el medio de procesamiento 10 está completamente rodeado por el anterior en la porción inmersa y en consecuencia se humedece. A través de la rotación del rodillo de transporte 3a, una delgada película del medio de procesamiento 24 se adhiere a los rodillos de transporte 3a en una dirección de rotación 27. A través del diseño de una superficie externa de los rodillos de transporte 3a y particularmente a través de los materiales adecuados y estructura, mediante poros, ranuras o depresiones, un grosor de la película de medio de procesamiento 24 se puede definir y se puede adherir cuando la porción del rodillo transportador pasa fuera del medio de procesamiento 10 y que es parcialmente transferida a la superficie del sustrato 4. El grosor de la película del medio de procesamiento 24 también depende de la profundidad de la inmersión en el medio de procesamiento 10 y el ángulo sobre de rotación 29 definido por el mismo y la velocidad de rotación de los rodillos de transporte 3a que también determinan, la velocidad de transporte del sustrato 2 en dirección de transporte 28. en un punto lineal de contacto que se extiende en el plano de la ilustración, el medio de procesamiento 10 se transfiere en la cara descendente del sustrato 4 y el punto de contacto 26 como resultado del peso del sustrato 2 y las características de la superficie del sustrato 4 y el medio de procesamiento 10, particularmente el proceso de mojado de la superficie del sustrato 4 y la tensión de la superficie del medio de procesamiento 10, existe un espacio capilar 25 casi completamente lleno de líquido que es responsable de la distribución uniforme del medio de procesamiento 10 en la superficie del sustrato 4. Debido al proceso de transferencia mecánica directa del medio de procesamiento 10 a la superficie de sustrato 4, es posible asegurar un mojado de la superficie del sustrato 4 de bajo vapor y/o bruma que asegura un tratamiento selectivo de la superficie de sustrato 2.
La fig. 4 ilustra la estructura de un sistema 35 con dos aparatos 1 de acuerdo con la fig. 1. los aparatos 1 se encuentran en línea y cuenta con espacio mutuo, una estación de rotación 37 que se forma entre ellas. El camino de transportación para los sustratos 2 entre los dos aparatos 1 cuenta con rodillos de transporte 3, que transportan los sustratos 2 a la misma altura y en la misma dirección. La estación de rotación 37 cuenta con varios aparatos de rotación 38 que se construyen para elevar a los sustratos. Los sustratos se elevan por los rodillos de transporte 3, se giran 90º y después de depositan nuevamente en los rodillos de transporte 3 para una transportación del aparato del lado izquierdo 1 al aparato del lado derecho 1. El proceso de elevación sucede con presión de aire y simultáneamente los sustratos 2 pueden ser firmemente aspirados en sus partes inferiores sobre los aparatos de rotación 38. Los aparatos de rotación se conocen tanto con respecto a la elevación así como a la rotación así que no se requieren más explicaciones al respecto. Cabe señalar que la estación de rotación 37 y los aparatos de rotación 38 están colocados en forma transversal a la izquierda y a la derecha de la dirección de transportación y que varios sustratos 2 transportados en caminos yuxtapuestos pueden ser girados cada uno por el aparato de rotación 38. Para asegurar que los sustratos 2 o las estaciones de rotación 38 no interfieran una con otra, las estaciones adyacentes de rotación se encuentran en cada caso desplazadas una hacia delante y otra hacia atrás.
La fig. 5 muestra una construcción alternativa del aparato 1' similar al de la fig. 2 a gran escala. En el eje de rotación 20 la rotación de los rodillos de transporte 3a' sucede y se sumergen aproximadamente a la mitad del medio de procesamiento 10. En los extremos los rodillos de transporte 3a' áreas marginales 40' con áreas centrales algo más delgadas 41' entre ellas. Con respecto a las áreas marginales 40', los rodillos de transporte 3a' se construyen en cada caso para que los sustratos 2 descansen sobre el área marginal 40' y sustancialmente libres en el área central. De esta forma los sustratos 2 que no son completamente planos, o ligeramente desiguales o corrugados debido a su manufactura, se mojan con el medio de procesamiento 10 acompañados por un buen acoplamiento permanente de los rodillos de transporte 3a' o de las áreas marginales 40'. Como se describe en lo sucesivo, precisamente en las áreas externas o bordes de los sustratos se añade la máxima importancia a la corrosión y en consecuencia al proceso de mojado con el medio de procesamiento 10. Si los sustratos 2 se doblaran hacia abajo en el centro, por lo menos en una de las áreas marginales, no habría contacto con el rodillo de transporte y en consecuencia no se realiza el proceso de corrosión en este punto. Esto de hecho sucede por los rodillos de transporte 3a' con cintura de avispa o parte central media delgada 41'.
Con respecto a la capacidad de absorción de líquido o la capacidad de transporte de líquido 10, la construcción de las áreas centrales 41' no es importante. Las áreas marginales 40' se construyen como se describe a continuación con respecto a los rodillos de transporte 3a completos y para este propósito se hace referencia a lo mismo en la presente. El grosor o diferencia de diámetro entre las áreas marginales 40' y las áreas centrales 41' puede ser de unos cuantos milímetros y puede ser de 2 a 10% del diámetro.
Como es claro a partir de la fig. 5 que los sustratos 2 sólo entran en el proceso de corrosión en las área externas laterales en la dirección de transporte, y las áreas frontales y áreas externas no se corrosionan, no existe la necesidad de que esto suceda. La configuración de acuerdo con la fig. 4 con el sistema 35 es muy útil para este propósito debido a que en el aparato de lado izquierdo 1 un par de bordes o área laterales externas dispuestas de cara, o si entran dentro del proceso de corrosión. A través de la estación giratorio 37 con los aparatos de rotación 38 los sustratos 2 se giran en 90º en el plano de transporte y se vuelven a bajar. Los rodillos de transporte 3 los transportan al aparato del lado derecho 1 y nuevamente las dos áreas externas restantes se corrosionan. Obviamente la construcción de acuerdo con la fig. 5 con los rodillos de transporte más delgados 3 a' en el área central 41' se pueden emplear de forma ventajosa no sólo en el caso de los sustratos 2 curvados o abovedados sino también en los sustratos planos. Los casos individuales deciden cómo se obtendrán los mejores resultados.
En otro desarrollo es posible que las áreas marginales 40' no se fijen a los rodillos de transporte 3a' y que mejor se puedan desplazar para que se traslapen 10 mm. entre el sustrato 2 y el área marginal 40' con el soporte. Así, con las áreas marginales 40' contraídas como anillos o similares, el desplazamiento en los rodillos de transporte 3a' a lo largo del eje de rotación 20', diferentes sustratos 2 pueden ser tratados o se puede adaptar el sistema según la invención V a diferentes anchos de sustratos.
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Documentos citados en la descripción
Esta lista de documentos relacionados por el solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información del lector y no forma parte del documento de patente europea. La misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u omisiones.
Documentos de patente relacionados en la descripción
\bullet DE 10225848 A1 [0002]
\bullet US 4562099 A [0003]

Claims (15)

1. Aparato 1 para el tratamiento de superficies de sustratos (2) con medios de transporte (3a') para transportar un sustrato (2) en el plano de transporte (5), definido por los medios de transporte (3a'), y con por lo menos un medio de transporte (3a'), que es construido con un medio de procesamiento líquido (10) para mojar el sustrato 2 encontrándose el medio de transporte (3a') de tal manera debajo del plano de transporte (5) que entra en contacto directo con el plano de transporte (5) o al menos casi llega hasta el plano de transporte (5) para humedecer la superficie inferior del sustrato 4 con el medio de procesamiento 10 en contacto directo entre los medios de transporte (3a') y la superficie del sustrato (4), estando formado el medio de transporte (3a') como rodillo de transporte (3a'), dispuesto de tal manera que toca el plano de transporte (5), caracterizado por el hecho de que los rodillos de transporte (3a') muestran un diámetro variable con al menos dos áreas (40') de un diámetro mayor, que al menos sobresalen sobre un área (41') de diámetro menor, siendo provistas las dos áreas (40') de un diámetro mayor respectivamente en los lados de los rodillos de transporte (3a').
2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que el medio de transporte (3a') se asocia con un aparato de alimentación (9) para suministrar el medio de procesamiento 10 a una superficie externa del medio de transporte (3a').
3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 caracterizado por el hecho de que el medio de transporte (3a') muestra una superficie externa porosa, que en particular está construida para transportar el medio de procesamiento 10 de por lo menos un punto de entrega provisto en el medios de transporte (3a') a la superficie externa de dicho medio de transporte (3a'), de preferencia, introduciendo el medio de procesamiento a presión en el medio de transporte (3a).
4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las áreas (40') de mayor diámetro sobresalen aproximadamente 1 hasta 10 mm, preferentemente 2 mm hasta 5 mm. sobre el al menos un área (41') de diámetro más pequeño.
5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 ó 4 caracterizado por el hecho de que las áreas de mayor diámetro tienen una anchura de al menos 10, preferentemente 12 hasta 30 mm.
6. Sistema (35) con al menos dos aparatos (1') según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el primer aparato (1') cuenta con una primera dirección de transporte y el segundo aparato (1') con una segunda dirección de transporte, los sustratos (2) pasan del primer al segundo aparato, la dirección de transporte del primer aparato es girada hasta 90º en relación con la dirección de transporte del segundo aparato.
7. Sistema (35) con al menos dos aparatos (1') de acuerdo con una de las reivindicaciones previas de la 2 hasta la 5, caracterizado por el hecho de que después de un aparato (1') se proporciona una estación de rotación (37) que toma el sustrato (2) desde el primer aparato y lo transfiere al segundo aparato, siendo girados los sustratos (2) 90º en el plano de transporte 5 en el segundo aparato cuando se comparan con el primer aparato.
8. Sistema (35) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que la estación de rotación (37) gira a los sustratos (2) particularmente en 90º en el plano de transporte (5), que está construido para elevar y girar los sustratos (2) o aparatos de rotación (38) que se proporcionan para este propósito.
9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 7 ó 8, caracterizado por el hecho de que la estación de rotación (37) cuenta con varios aparatos individuales de rotación (38) en forma yuxtapuesta y de preferencia aparatos de rotación adyacentes (38) que en cada caso se encuentran desplazados hacia delante y hacia atrás en dirección de transportación y en particular los aparatos de rotación 38 se configuran en forma alternativa en dos líneas que corren perpendicularmente a la dirección de transporte cuando se separan.
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10. Método para mojar una superficie de sustrato (4) de un sustrato con un aparato según una de las reivindicaciones anteriores (2) con un medio de procesamiento que incluye los pasos de:
- transportar el sustrato (2) con los medios de transporte (3a') a un plano de transporte (5).
- mojar una superficie de sustrato (4) de cara descendente por lo menos sustancialmente localizada en el plano de transporte (5) con un medio de procesamiento (10), que se aplica con un transportador 3a en forma de contacto mecánico directo a la superficie del sustrato (4), procediendo la aplicación del medio de procesamiento (10) en la zona lateral de la superficie de sustrato de cara descendente, preferentemente en una zona lateral de 5 hasta 15 mm.
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11. Método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que una succión del medio de procesamiento (10) en vapor y/o forma de bruma antes y/o durante y/o después de mojar la superficie del sustrato 4, con los medios de succión 11 configurados verticalmente debajo del plano de transporte 5 para poder prevenir el depósito del medio de procesamiento 10 en otra superficie del sustrato de la superficie del sustrato (4) localizada en el plano de transporte (5).
12. Método de acuerdo con la reivindicación 10 ó 11, caracterizado por el hecho de que el medio de procesamiento (10) se aplica en los lados localizados en los lados izquierdo y derecho en dirección de transporte de los sustratos rectangulares (2) y en particular usando los rodillos de transporte (3a') de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 15.
13. Método de acuerdo con la reivindicación 10 o 12 caracterizado por el hecho de que los sustratos (2) se transportan primeramente con una primera orientación o alineación y las ruedas de la superficie del sustrato con cara descendente se mojan en el medio de procesamiento (10), después tiene lugar una rotación del sustrato en 90º en el plano de transporte y después nuevamente el mojado de los bordes del sustrato de superficie de cara descendente en las dos caras laterales restantes.
14. Método de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que la rotación de los sustratos (2) ocurre fuera de los aparatos (1') con el medio de procesamiento (10) particularmente en la estación de rotación (37) entre los dos aparatos (1') con el medio de procesamiento (10).
15. Método de acuerdo con la reivindicación 13 ó 14 caracterizado por el hecho de que los sustratos (2) se transfieren desde el aparato (1') de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 6 a otro aparato (1'), mostrando los aparatos (1') direcciones de transporte en un ángulo de 90º en relación uno con el otro y los sustratos (2) son transportados en los aparatos (1') en cada caso en direcciones de transporte diferentes.
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