FR2597368A1

FR2597368A1 - Device for the treatment of various products by immersion in liquids followed by draining

Info

Publication number: FR2597368A1
Application number: FR8605746A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-04-17
Filing date: 1986-04-17
Publication date: 1987-10-23

Abstract

Device for the treatment 45 by immersion and then draining, comprising: - a drum 15 rotary about a horizontal axis 6; - a charging instrument 20, 25 for the products to be treated, characterised: - in that the drum 15 has, on the one hand, on a side face 19, a plurality of charging orifices 20, 25 and, on the other hand, on the bottom 16, means for discharging 18 the treatment liquids; - and in that the rotary drum is surrounded by a stationary casing 7 coaxial with the rotary drum 15, which has, on the one hand, on the bottom 10, means for delivering 11 and discharging the treatment liquids and, on the other hand, on a side face, an opening 26 arranged facing the charging orifices 20, 25 of the drum 15.

Description

DISPOSITIF POUR LE TRAITEMENT DE PRODUITS DIVERS PAR
IMMERSION DANS DES LIQUIDES PUIS ESSORAGE.DEVICE FOR THE TREATMENT OF VARIOUS PRODUCTS BY
IMMERSION IN LIQUIDS THEN SPIN.

L'invention concerne un nouveau dispositif de traitement de produits divers, tels que notamment des disques de silicium pour l'industrie de l'électronique, par immersion dans des liquides variés, tels que notamment des bains acides, puis essorage. The invention relates to a new device for treating various products, such as in particular silicon disks for the electronics industry, by immersion in various liquids, such as in particular acid baths, then wringing.

I1 est bien connu de traiter des produits du type en question par immersion dans des bains successifs, notamment des bains acides puis de rinçage, et enfin d'essorer et éventuellement de sécher ces produits. It is well known to treat products of the type in question by immersion in successive baths, in particular acid baths then rinsing, and finally to wring and possibly to dry these products.

Il existe actuellement essentiellement deux familles de dispositifs du type en question. Dans les dispositifs du premier types, les plaquettes sont placées dans un panier solidaire qui est ensuite mis en place sur un suPport d'un tambour rotatif autour d'un axe vertical. Ainsi, les plaquettes sont traitées en position horizontale. Cette disposition est largement répandue car elle est favorable pour l'élimination des gouttelettes lors de la phase de centrifugagation. En revanche, elle ne permet pas de bien maîtriser tous les problèmes lors de la phase d'immersion. There are currently essentially two families of devices of the type in question. In the devices of the first type, the plates are placed in an integral basket which is then placed on a support of a rotary drum around a vertical axis. Thus, the wafers are treated in a horizontal position. This provision is widely used because it is favorable for the elimination of droplets during the centrifugation phase. On the other hand, it does not make it possible to master all the problems during the immersion phase.

On a alors propos de faire appel à des tambours à axe horizontal. Cette solution attractive sur le plan théorique, s'est peu développée car, d'une part, pendant la phase de rotation le tambour est génkralement en porte-à-faux et d'autre part et surtout, les opérations de chargement (et de déchargement) sont délicates et toujours difficiles à automatiser. It was then proposed to use drums with a horizontal axis. This solution, which is attractive on a theoretical level, has not developed very much because, on the one hand, during the rotation phase the drum is generally cantilevered and on the other hand and above all, the loading operations (and unloading) are delicate and always difficult to automate.

L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise un dispositif de traitement par immersion et essorage à axe horizontal qui soit économique, facile à charge (et à décharger), possible à automatiser et dans lequel le tambour ne tourne pas en porte-à-faux. The invention overcomes these drawbacks. It aims at a device for treatment by immersion and spinning with a horizontal axis which is economical, easy to load (and to unload), possible to automate and in which the drum does not rotate in overhang.

Ce dispositif pour le traitement de produits divers par immersion dans des bains et essorage, du type comprenant
. un tambour destiné à recevoir les produits à
traiter, rotatif autour d'un axe horizontal fixe
monté à chacune de ses extrémités sur un pied
support,
un moyen d'entraînement du tambour en rotation
autour de son axe horizontal,
un organe de chargement des produits à traiter
dans le dit tambour, se caractérise
- en ce que le tambour présente d'une part, sur une face latérale une pluralité d'orifices de chargement (et de déchargement) et d'autre part, sur la virole des moyens d'évacuation des liquides de traitement
- et en ce que le tambour rotatif est entouré d'une enveloppe fixe, coaxiale au tambour rotatif, qui présente d'une part, sur le fond des moyens d'amenée et d'évacuation des liquides de traitement et d'autre part, sur une face latérale, une ouverture disposée en regard des orifices de chargement du tambour.This device for the treatment of various products by immersion in baths and wringing, of the type comprising
. a drum intended to receive the products to
process, rotatable around a fixed horizontal axis
mounted at each of its ends on a foot
support,
a means for driving the drum in rotation
around its horizontal axis,
a member for loading the products to be treated
in the said drum, is characterized
- in that the drum has, on the one hand, on a lateral face, a plurality of loading (and unloading) orifices and, on the other hand, on the shell means for discharging the treatment liquids
- and in that the rotary drum is surrounded by a fixed envelope, coaxial with the rotary drum, which has on the one hand, on the bottom means for supplying and discharging the treatment liquids and, on the other hand, on a side face, an opening disposed opposite the loading openings of the drum.

Avantageusement, en pratique
- le tambour rotatif est fixé sur un arbre creux coaxial à l'arbre fixe et monté sur des roulements autour de celui-ci, le dit arbre creux dépassant d'un côté de l'enveloppe fixe pour coopérer avec l'organe dgen- traînement de cet arbre creux en rotation
- l'entraînement de l'arbre creux se fait par une transmission à courroie à partir d'un moteur
- l'organe de chargement des produits à traiter est constitué par un ratelier formé de longerons définissant des compartiments ouverts sur le fond, destinés à recevoir des paniers où l'on dispose les produits à traiter, ces longerons étant fixés sur un côté dans une plaque formant couvercle destinée à venir se verrouiller contre les orifices de chargement du tambour
- le tambour présente de part et d'autre de chaque orifice de chargement
. des glissières, s'étendant d'une face laté
rale à l'autre du tambour, destinées à re
cevoir et à supporter les longerons des
rateliers,
. une entretoise, s'étendant également d'une
face latérale à l'autre mais disposée plus
près de l'axe de rotation que de l'orifice
de chargement, destine à retenir les pro
duits à traiter placés dans le panier lors
de la rotation du tambour
- la virole du tambour rotatif a une forme biconique, dont le sommet comporte des orifices destinés à évacuer dans l'enveloppe les liquides recueillis lors de la centrifugation, sans que ceux-ci ne reviennent dans le tambour
- une des faces latérales de l'enveloppe comporte une arrivée de gaz chaud
- l'ouverture de chargement de l'enveloppe fixe est associée à un sas dans lequel coulisse le ratelier chargé dont l'extrémité interne comporte une vanne à passage intégral pour assurer l'étanchéité de l'enveloppe fixe.Advantageously, in practice
- The rotary drum is fixed on a hollow shaft coaxial with the fixed shaft and mounted on bearings around the latter, the said hollow shaft protruding from one side of the fixed casing to cooperate with the driving member of this rotating hollow shaft
- the hollow shaft is driven by a belt transmission from a motor
the member for loading the products to be treated is constituted by a rack formed of side members defining compartments open on the bottom, intended to receive baskets where the products to be treated are placed, these side members being fixed on one side in a cover plate intended to lock against the drum loading openings
- the drum is present on either side of each loading orifice
. runners, extending from one side
rale to the other of the drum, intended to re
to receive and support the side members of the
rack,
. a spacer, also extending from a
side to side but more arranged
near the axis of rotation than the orifice
loading, intended to retain the pro
duits to be treated placed in the basket during
drum rotation
- the ferrule of the rotary drum has a biconical shape, the top of which has orifices intended to evacuate in the envelope the liquids collected during centrifugation, without these returning to the drum
- one of the side faces of the envelope has a hot gas inlet
- The loading opening of the fixed envelope is associated with an airlock in which the loaded rack slides, the internal end of which has a full-flow valve to seal the fixed envelope.

La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexée. The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom will emerge more clearly from the embodiment which follows, given by way of non-limiting example, in support of the appended figures.

La figure 1 est une représentation en coupe d'un dispositif conforme à l'invention. Figure 1 is a sectional representation of a device according to the invention.

La figure 2 est une vue de ce dispositif en section selon l'axe I-I' de la figure 1, sur laquelle pour ne pas surcharger, on n'a pas représenté l'enveloppe fixe. Figure 2 is a view of this device in section along the axis I-I 'of Figure 1, on which not to overload, the fixed envelope has not been shown.

La figure 3 est une vue en perspective sommaire d'un ratelier de chargement caractéristique de l'invention. Figure 3 is a summary perspective view of a loading rack characteristic of the invention.

En se référant aux figures, le dispositif selon l'invention comprend essentiellement deux pieds symétriques supports (1) et (2) destinés à permettre au dispositif de reposer sur le sol désigné par la référence (3). A leur extrémité, ces pieds comportent des paliers fixes (4) et (5) destins à recevoir l'arbre fixe (6) sur lequel est montée l'enveloppe fixe (7) réalisée par exemple en acier inoxydable ou en matière plastique. Referring to the figures, the device according to the invention essentially comprises two symmetrical support legs (1) and (2) intended to allow the device to rest on the ground designated by the reference (3). At their end, these feet have fixed bearings (4) and (5) intended to receive the fixed shaft (6) on which is mounted the fixed casing (7) made for example of stainless steel or plastic.

Cette enveloppe fixe est montée sur l'arbre (7) par des chicanes d'étanchéité (8,9) aux liquides. Le fond (10) de l'enveloppe fixe (7) a une forme légèrement conique dont le point bas est relié à un conduit (11) d'amenée et de vidange des différents liquides de traitement, à savoir les bains acides, les eaux de rinçage, et..This fixed casing is mounted on the shaft (7) by liquid baffles (8,9). The bottom (10) of the fixed casing (7) has a slightly conical shape, the low point of which is connected to a conduit (11) for supplying and draining the various treatment liquids, namely acid baths, water rinse, and ..

Un arbre creux (12) monté sur des roulements (13, 14), coaxial à l'arbre (6) reçoit le tambour rotatif (15) dont la virole (16) a une forme bi-conique. La ceinture (17) du tambour a une forme de déflecteur (18) pour éviter que les liquides éliminés dans l'enveloppe fixe (7) lors de la phase de centrifugation ne reviennent dans le tambour rotatif (15). A hollow shaft (12) mounted on bearings (13, 14), coaxial with the shaft (6) receives the rotary drum (15) whose ferrule (16) has a bi-conical shape. The belt (17) of the drum has a shape of deflector (18) to prevent the liquids eliminated in the fixed casing (7) during the centrifugation phase from returning to the rotary drum (15).

Selon les caractéristiques de l'invention, la face latérale (19) de ce tambour (15) est percé de six ouvertures (20) à (25) identiques, disposées sur un demi-cercle décalées de 60". According to the characteristics of the invention, the lateral face (19) of this drum (15) is pierced with six identical openings (20) to (25), arranged on a semicircle offset by 60 ".

Sur le demi-cercle, l'enveloppe fixe (7) présente une ouverture (26) associée à un tunnel (27) formant sas, fermée par une vanne intégrale (28) telle que par exemple une vanne tiroir. On the semicircle, the fixed casing (7) has an opening (26) associated with a tunnel (27) forming an airlock, closed by an integral valve (28) such as for example a slide valve.

Une poulie (29) fixée à l'extrémité de l'arbre creux (12) et dépassant de l'enveloppe fixe (7) reçoit une courroie (30) qui transmet le mouvement donné à la poulie (31) par le moteur (32). L'ensemble est placé dans un carter (33). A pulley (29) fixed to the end of the hollow shaft (12) and projecting from the fixed casing (7) receives a belt (30) which transmits the movement given to the pulley (31) by the motor (32 ). The assembly is placed in a housing (33).

Pour chaque orifice (20) à (25), le tambour (15) comporte des glissières (34,35,36) et des entretoises (37) disposées par rapport à l'orifice considéré plus près de l'arbre (12). For each orifice (20) to (25), the drum (15) has slides (34,35,36) and spacers (37) arranged relative to the orifice considered closer to the shaft (12).

Le ratelier de chargement caractéristique de l'invention montré à la figure 3 comprend essentiellement un couvercle (38) de forme circulaire qui se verrouille contre les orifices (20-25) considérés et des longerons (39,40) destinés à coopérer avec les glissières (34,35, 36). Ces longerons (39,40) définissent des compartiments (41,42,43) ouverts sur le fond, destinés à recevoir les paniers (44) dans lesquels sont placés les disques de silicium (45) à traiter oarallèlement les uns aux autres. L'ouverture du fond facilite ainsi l'évacuation des liquides de traitement lors de la phase de centrifugation. Lors de la rotation de l'ensemble, l'entretoise (47) retient les disques pour les empêcher de tomber. The loading rack characteristic of the invention shown in FIG. 3 essentially comprises a cover (38) of circular shape which locks against the orifices (20-25) considered and longitudinal members (39.40) intended to cooperate with the slides (34.35, 36). These beams (39.40) define compartments (41,42,43) open on the bottom, intended to receive the baskets (44) in which are placed the silicon disks (45) to be treated oarallement to each other. The opening of the bottom thus facilitates the evacuation of the treatment liquids during the centrifugation phase. When the assembly rotates, the spacer (47) retains the discs to prevent them from falling.

La mise en oeuvre de ce dispositif s'effectue de la manière suivante. The implementation of this device is carried out as follows.

En dehors du dispositif, on charge les paniers (44) avec les disques parallèles à traiter (45). On place chacun des paniers sur un ratelier approprié. On introduit le ratelier chargé dans le tunnel sas (27) dont on ouvre la porte (26) puis on introduit dans un orifice (20,25) correspondant le tambour (15). On verrouille le couvercle (38) notamment au moyen d'un verrou autoverrouillable. On tourne ensuite le tambour (15) de 60 et on recommence l'opération. Outside the device, the baskets (44) are loaded with the parallel discs to be treated (45). Each of the baskets is placed on an appropriate rack. The loaded rack is introduced into the airlock tunnel (27) of which the door (26) is opened and then the drum (15) is introduced into an orifice (20,25). The cover (38) is locked in particular by means of a self-locking lock. The drum (15) is then turned by 60 and the operation is repeated.

Lorsque tous les tambours (15) sont chargés, on introduit par le conduit (11) le liquide de traitement jusqu'à ce que ce liquide (par exemple un bain acide) atteigne le niveau désigné par la référence (51) sur la figure 2. Ce niveau doit être suffisant pour immerger au moins un ratelier. When all the drums (15) are loaded, the treatment liquid is introduced through the conduit (11) until this liquid (for example an acid bath) reaches the level designated by the reference (51) in FIG. 2 This level must be sufficient to immerse at least one rack.

On tourne ensuite à vitesse lente, par exemple pendant cinq minutes à deux ou trois tours par minute de manière à bien contrôler l'action des réactifs liquides. It is then rotated at slow speed, for example for five minutes at two or three revolutions per minute so as to properly control the action of the liquid reactants.

Lorsque cette opération est terminée, on élimine le liquide de traitement par le conduit (11). When this operation is complete, the treatment liquid is eliminated through the conduit (11).

On répète l'opération autant de fois qu'il est nécessaire de traiter au moyen de liquides ou de rinçage. The operation is repeated as many times as necessary to treat with liquids or rinsing.

Chaque fois, on vidange par le conduit (11).Each time, it is emptied through the conduit (11).

Lorsque la phase de traitement par immersion est terminée, on fait tourner le tambour (15) à une vitesse rapide, par exemple pendant cinq minutes à 1500 tours par minute. When the immersion treatment phase is completed, the drum (15) is rotated at a rapid speed, for example for five minutes at 1500 revolutions per minute.

Les gouttelettes formées lors de la centrifugation, sont éjectées vers la virole (16), puis de là, vers le déflecteur (18) et ainsi vers le conduit (11) relié alors à l'égout. The droplets formed during centrifugation are ejected towards the ferrule (16), then from there to the deflector (18) and thus to the conduit (11) then connected to the sewer.

Lorsque la phase d'essorage est terminée, par le conduit (49), on envoie un courant d'azote chaud qui pénètre dans le tambour par l'orifice (50). When the spin phase is finished, through the conduit (49), a stream of hot nitrogen is sent which enters the drum through the orifice (50).

Lorsque l'ensemble est parfaitement sec, on arrête la rotation du tambour puis on décharge les différents rateliers. When the assembly is perfectly dry, the rotation of the drum is stopped and then the various racks are unloaded.

Le dispositif d'immersion et essorage à axe horizontal conforme à l'invention présente de nombreux avantages par rapport à ceux de ce type connu jusqu'à ce jour. On peut citer
- l'axe horizontal de rotation sans porte-à-faux,
- simplicité de construction et de fonctionnement,
- la possibilité de réaliser un écoulement contrôlé
des liquides de traitement sur les plaquettes,
- les opérations de chargement et de déchargement
faciles, possibles à automatiser.The horizontal axis immersion and spinning device according to the invention has many advantages compared to those of this type known to date. We can cite
- the horizontal axis of rotation without overhang,
- simplicity of construction and operation,
- the possibility of achieving a controlled flow
treatment fluids on platelets,
- loading and unloading operations
easy, possible to automate.

De la sorte, ce dispositif peut être utilisé avec succès pour tout traitement faisant appel à des phases successives d'immersion, d'essorage et de séchage, notamment pour le traitement des plaques de silicium destinées à l'industrie de l'électronique. In this way, this device can be used successfully for any treatment using successive phases of immersion, spinning and drying, in particular for the treatment of silicon wafers intended for the electronics industry.

Claims

1 / Device for the treatment of various products (45) by immersion in liquids (51) then spinning, of the type comprising

a drum (15) intended to receive the products (45) to be treated, rotatable around a fixed horizontal axis (6), mounted at each of its ends (4,5) on a support leg (1,2), a a drive means (29-32), of the drum (15) rotating around its horizontal axis (12);

a member for loading the products to be treated into said drum (15), characterized:

- in that the drum (15) has on the one hand, on a lateral face (19) a plurality of loading orifices (20,25) and on the other hand, on the ferrule (16) means for evacuation (18) of the treatment liquids;

- And in that the rotary drum is surrounded by a fixed casing (7), coaxial with the rotary drum (15), which has on the one hand, on the bottom (10) supply means (11) and d discharge of the treatment liquids and, on the other hand, on an lateral face, an opening (26) disposed opposite the loading orifices (20, 25) of the drum (15).

- and in that the rotary drum (15) is in turn mounted on a hollow shaft (12) coaxial with the fixed shaft (6) and mounted on bearings (13,14) around this shaft (6), said hollow shaft (12) projecting from one side of the fixed casing (7) to cooperate with the drive member (29,32) of this hollow shaft (12) in rotation.

- in that the fixed casing (7) is mounted on a fixed horizontal shaft (6) which rests at each of its ends on a fixed bearing (4,5), mounted on a support leg (1,2)

2 / Device according to claim 1, characterized:

3 / Device according to claim 1, characterized in that the drive member of the hollow shaft (12) in rotation consists of a set of pulleys (29,31) and belts (30) driven by a motor ( 32).

4 / Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the product loading member (45) to be treated is constituted by a rack formed of side members (39.40) defining compartments (41, 42, 43) open on the bottom, intended to receive baskets (44) where the products to be treated (45) are placed, these beams (39,40) being fixed on one side in a plate (38) which forms a cover and comes to lock against the holes (20,25) for loading the drum (15).

5 / Device according to claim 4, characterized in that the drum (15) has on either side of each orifice (20,25) for loading

- On the one hand, slides (35,36) extending from one side face to the other of the drum (15), intended to receive and cooperate with the side members (39,40) of the racks

- on the other hand, a spacer (37) also extending from one side face to the other of the drum (15), but disposed closer to the axis of rotation (6) than the loading orifice ( 20,25) considered, intended to retain the products (45) to be treated placed in the baskets (44) during the rotation of the drum (15).

6 / Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ferrule (16) of the rotary drum (15) has a bi-conical shape whose belt (17) has orifices (18) allowing to evacuate in the fixed envelope (7) the liquids collected during centrifugation without these liquids returning to the drum (15).

7 / Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that one of the side faces of the fixed envelope (7) has an inlet (49) of hot gas and in that the side face (19) of the drum has a corresponding opening (50).

8 / Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the loading opening (26) of the fixed envelope (7) is associated with an airlock (27) in which slides the loaded rack (or unloaded) ), the internal end of this airlock (27) comprising an integral passage valve (28) for sealing the fixed casing.