EP0133304A1 - Vorrichtung zum Behandeln von dünnem Substrat mit Flüssigkeit im Durchlaufverfahren - Google Patents

Vorrichtung zum Behandeln von dünnem Substrat mit Flüssigkeit im Durchlaufverfahren Download PDF

Info

Publication number
EP0133304A1
EP0133304A1 EP19840108901 EP84108901A EP0133304A1 EP 0133304 A1 EP0133304 A1 EP 0133304A1 EP 19840108901 EP19840108901 EP 19840108901 EP 84108901 A EP84108901 A EP 84108901A EP 0133304 A1 EP0133304 A1 EP 0133304A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
container
liquid
line
slots
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP19840108901
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0133304B1 (de
Inventor
Paul-Gerhard Dr. Maurer
Daniel Dr. Neupert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nukem GmbH
Original Assignee
Nukem GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nukem GmbH filed Critical Nukem GmbH
Publication of EP0133304A1 publication Critical patent/EP0133304A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0133304B1 publication Critical patent/EP0133304B1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material
    • C23G3/02—Apparatus for cleaning or pickling metallic material for cleaning wires, strips, filaments continuously
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C3/00—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material
    • B05C3/02—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material
    • B05C3/09—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material for treating separate articles
    • B05C3/10—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material for treating separate articles the articles being moved through the liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B11/00—Cleaning flexible or delicate articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/08—Apparatus, e.g. for photomechanical printing surfaces

Definitions

  • the invention relates to a device for treating thin substrates with liquid in a continuous process.
  • the object of the present invention is to provide a device for treating substrates with liquid in a continuous process, which ensures that a uniform treatment of the surface takes place even with short treatment times, without the risk that the substrate in particular during the treatment is mechanically deformed, which would damage the substrate and thus render it unusable.
  • the object is inventively achieved in that the substrate horizontally or horizontally approximately up by the liquid 'oriented container is guided below the liquid level, said caused by the liquid column above the substrate hydrostatic pressure equal to or approximately equal to the to the bottom pressure acting on the substrate, which is determined by a liquid component which is introduced into the liquid in a controlled manner and impinges on the underside of the substrate.
  • a device in which the substrate is subjected to a uniform pressure load during the treatment, which ensures that mechanical deformations cannot occur. This is achieved by passing the substrate horizontally through the liquid.
  • the substrate is preferably received by a guiding device which ensures that neither transport rollers nor other stabilizing or guiding rollers are required during the transport through the liquid in order to guide the substrate through the liquid.
  • the conveying speed of the substrate the device can then be set so that the liquid acts on the substrate over a period to be determined beforehand.
  • treating the substrate with the liquid can be referred to as floating with liquid.
  • This buoyancy comprises various processes in a continuous process such as wetting, rinsing, degreasing, coating, etching or chemical conversion. Particularly in the case of processes such as rinsing (detachment effects), etching and chemical conversion, contact times that can be precisely observed, which can be in the range of seconds, are required.
  • the container which is rectangular in section, open on the head side and closed on the bottom, has passage slots for the substrate on two opposite walls, the container being arranged in an overflow vessel, from which a first line having a conveying unit originates, the free end of which leads to the underside of the substrate is aligned, and for controlled liquid delivery into the area of the container above the substrate there is a (second) connection between the overflow vessel and the container, and below the substrate a riser leads from the container, which is connected to the container above the substrate.
  • the second line can advantageously be branched off from the first line after the conveying unit and have a throttle in the section leading to the container, so that liquid can be introduced into the container above the substrate in a controlled manner.
  • the container is connected via an overflow line which determines the liquid level, into which the riser line opens, to a liquid reservoir which in turn is connected to an overflow vessel on the bottom side.
  • a corresponding device ensures that the pressure conditions around the substrate passed through the container are set in such a way that mechanical deformation cannot occur, so that damage to the substrate is excluded.
  • gas nozzles are arranged both before the inlet slot and after the outlet slot, above and below the transport plane of the substrate. Inert gas can then be emitted from these gas nozzles over the entire width of the inlet or outlet slot, so that liquid emerging from the slots is pushed back, so that the substrate is essentially no longer exposed to the liquid after leaving the container.
  • the through slots of the container are dimensioned so that they are only slightly wider than the substrate thickness. If the substrates are guided exactly with the guide device mentioned above, which preferably consist of two V-rails, which hold the substrates on both sides and which in turn run in two rails which lead through the entry and exit slots, the respective slot should only total approx 2 mm thicker than the substrates themselves.
  • the slot length itself results from the depth of the substrates to be treated.
  • the liquid portion to be dispensed onto the substrate could also be conducted at an angle deviating from 90 ° to the underside of the substrate, it has proven to be advantageous for the supply line for the surge material to be guided vertically upward into the container, so that the Exit of the liquid portion is also oriented perpendicular or almost perpendicular to the underside of the substrate to be treated.
  • the line the free end of which can be provided with slot nozzles for uniformly distributing the liquid portion onto the substrate, can preferably be brought up to 0.5 cm to 4 cm to the transport plane of the substrate.
  • the surge intensity itself can be set by the delivery unit arranged in the line, for example a pump.
  • the treatment times for thin, fragile substrates can be set such that times in the seconds range as well as in the minutes range result. This essentially depends on the transport speed of the substrate through the container and the dimensioning of the container itself.
  • a riser 36 extends from the bottom region of the container 12 and opens into the line 28.
  • the line 22 is introduced into the container 12 such that the section 38 guided in the container 12 is guided approximately in the longitudinal direction of the container 12 and thus the liquid emerging from the line 22 or 38 vertically or in strikes the substrate 18 guided through the slots 14 and 16 approximately perpendicularly.
  • liquid originating from the liquid 26 or the overflow vessel 20 is pumped into the container 12 by means of the delivery unit 30 to such an extent that a liquid level is reached which extends to the connection 28 which corresponds to the height of the Liquid level specifies.
  • the line 32 and the riser 36 are filled at the same time.
  • the liquid emerging from the passage slots 14 and 16 is taken up by the collecting vessel 20 and fed back to the circuit described above via the line 22 and the delivery unit 30. If a substrate 18 is now passed through the passage slots 14 and 16, the passage gaps 14 and 16 narrow, so that the proportion of the liquid entering the collecting container 20 is reduced.
  • the delivery unit 30 can continue to operate with the same delivery rate, no one-sided pressure build-up from below onto the substrate 18 is produced, since excess liquid can flow back into the liquid reservoir 26 via the riser pipe 36 and the overflow line 28.
  • the liquid level and thus the hydrostatic pressure above the substrate 18 cannot drop due to leakage losses at the slots, since liquid 32 is continuously replenished via the line 32. In this case, however, an impermissible pressure rise cannot occur either, since the liquid level is predetermined by the overflow line 28. If necessary, the inflow into the region of the container 12 above the substrate 18 can be regulated to the required extent by means of the throttle 34.
  • the holding device consists of two rails 42 and 44 which receive the side edges 38 and 40 of the substrate 18 and which have mutually facing concave, preferably V-shaped recesses 46 and 48. From these recesses 46, 48, the side edges 38, 40 are received, so that now only the rails 42, 44 themselves have to be transported, that is to say in particular through the slots 14 and 16 of the container 12, to the substrate 18 in the Container 12 can treat existing liquid.
  • the slots 14 and 16 are preferably slot nozzles 50, 52, 54 and 56, from which an inert gas can flow out in the direction of the passage slots 14, 16 in order to be able to retain the liquid entrained by the substrate 18.
  • the nozzles 50 to 56 are preferably arranged or designed with regard to their outlet opening in such a way that the entire width of the slots 14 and 16 is detected both below and above the substrate 18.
  • a corresponding solar cell comprises a substrate support, for example in the form of a glass plate of size 30 x 30 cm with a thickness of approximately 1.5 mm.
  • a metal film made of silver, for example, is vapor-deposited onto this glass plate and serves as the first electrical contact.
  • a cadmium sulfide layer is then evaporated onto this metal film.
  • the surface of the cadmium sulfide layer must be roughened with an aqueous hydrochloric acid.
  • the device 10 Since this must be done briefly and very evenly, the device 10 according to the invention is to be used.
  • An 18% hydrochloric acid with a temperature of 50 ° C is used as the liquid.
  • a container 12 For the substrate having the total thickness of 1.5 mm, a container 12 is used, the through-slots 14 and 16 of which are approximately 3 mm thick.
  • the cadmium sulfide layer is then transported through the container 12 in such a way that it points in the direction of the bottom of the container 12.
  • the distance between the slots 14 and 16 is chosen to be 4 cm.
  • the substrate 18 is then received by a holding device 36, as shown in FIG. 2. With the aid of this holding device 36, the substrate 18 is guided through the slots 14 and 16 and through the liquid.
  • the plate is transported through the liquid in about 15 seconds.
  • section 38 of line 22 ends approximately 2 cm below the transport plane of substrate 18.
  • Section 38 has an approximately 30 cm wide slot nozzle at its end, the slots being approximately 1 mm long are. This selection of the slit nozzle ensures that the surface of the cadmium sulfide is evenly swollen by the aqueous hydrochloric acid. Subsequently, the substrate 18 is transported further in the same way by a corresponding device 10, but in which, instead of the etching solution, deionized water is present for rinsing.
  • the cadmium ions in the upper boundary layer of the cadmium sulfide must be in a wet chemical exchange process can be exchanged for copper ions.
  • the substrate with a structured cadmium sulfide surface specified in Example 1 can be transported through a device 10 in which there is a hydrochloric acid-copper chloride solution.
  • the dimensions in terms of slot width, slot length, liquid level and distance between the slot nozzle and the lower surface of the substrate can have the same values as in Example 1.
  • the chemical reaction device is located behind the device in which the cadmium sulfide surface has been rinsed with deionized water, so that the treatment of the substrate can be carried out continuously by passing through devices in accordance with the teaching of the invention arranged in a line.
  • the speed of the substrate itself does not need to be changed if the reaction time is to be increased or decreased. Rather, in this case it is only necessary to change the distance within the respective container.
  • the longer reaction time required for the exchange of the cadmium ions by copper ions can be achieved by choosing the depth of the container 12 in the transport direction 6 cm, whereas in the example 1 this was 4 cm.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Weting (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

Um dünne Substrate (18) in einer Flüssigkeit behandeln wie zum Beispiel spülen oder ätzen zu können, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Substrate mechanisch deformiert werden, wird eine Vorrichtung (10) vorgeschlagen, bei der das Substrat waagerecht oder in etwa waagerecht durch ein die Flüssigkeit aufweisendes Behältnis (12) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels geführt ist, wobei der durch die Flüssigkeitssäule oberhalb des Substrats hervorgerufene hydrostatische Druck gleich oder in etwa gleich dem auf die Unterseite des Substrats einwirkenden Druck ist, der durch einen kontrolliert in die Flüssigkeit eingeleiteten und auf die Unterseite des Substrats auftreffenden Flüssigkeitsanteil bestimmt ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von dünnem Substrat mit Flüssigkeit im Durchlaufverfahren.
  • Die Handhabung und Behandlung von vor allem großformatigen dünnen zerbrechlichen Platten mit extrem empfindlicher Oberfläche bereitet in verschiedenen Bereichen der Technik erhebliche Schwierigkeiten. So müssen beispielsweise bei der Herstellung von Dünnschicht-Hälbleiterschichten dünne, mit verschiedenen Substanzen bedampfte Glasplatten, sogenannte Substrate, einem chemischen Tauchbad ausgesetzt werden, um über einen chemischen Austauschprozeß eine Halbleiterschicht zu bilden. Dieser Prozeß ist sehr empfindlich und durch die Kontaktzeit im Bad sowie die Badbewegung stark beeinflußt. Dabei läßt sich eine gleichmäßige nass-chemische Behandlung der gesamten Oberfläche bei der Herstellung großformatiger Halbleiterschichten nur noch im Durchlaufverfahren realisieren.
  • Zwar besteht die Möglichkeit, die Substrate senkrecht in Tauchbäder einzutauchen. Dieses Verfahren ist jedoch für eine gleichmäßige Oberflächenbehandlung ungeeignet, da die unteren Substratkanten beim Eintauchen zuerst benetzt werden und zuletzt wieder aus dem Bad heraustreten. Gerade aber bei kurzen Tauchzeiten ist daher eine entsprechendes Verfahren mit erheblichen Nachteilen verbunden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Behandeln von Substraten mit Flüssigkeit im Durchlaufverfahren zur Verfügung zu stellen, die sicherstellt, daß eine gleichmäßige Behandlung der Oberfläche auch bei kurzen Behandlungszeiten erfolgt, ohne daß die Gefahr besteht, daß das Substrat während der Behandlung insbesondere mechanisch deformiert wird, wodurch eine Beschädigung des Substrats und damit eine Umbrauchbarkeit von diesem gegeben wäre.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Substrat waagerecht oder in etwa waagerecht durch ein die Flüssigkeit auf- ' weisendes Behältnis unterhalb des Flüssigkeitsspiegels geführt ist, wobei der durch die Flüssigkeitssäule oberhalb des Substrats hervorgerufene hydrostatische Druck gleich oder in etwa gleich dem auf die Unterseite des Substrats einwirkenden Druck ist, der durch einen kontrolliert in die Flüssigkeit eingeleiteten und auf die Unterseite des Substrats auftreffende Flüssigkeitsanteil bestimmt ist.
  • Mit anderen Worten wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, bei der das Substrat während der Behandlung einer gleichmäßigen Druckbelastung ausgesetzt ist, die sicherstellt, daß mechanische Verformungen nicht auftreten können. Dies wird dadurch erreicht, daß das Substrat waagerecht durch die Flüssigkeit geführt wird. Dabei wird das Substrat vorzugsweise von einer Führungseinrichtung aufgenommen, die sicherstellt, daß während des Transports durch die Flüssigkeit weder Transportrollen noch andere Stabilisierungs- oder Führungsrollen erforderlich sind, um das Substrat durch die Flüssigkeit zu führen. Die Fördergeschwindigkeit der das Substrat aufnehmenden Einrichtung kann dann so eingestellt werden, daß auf das Substrat über eine vorher zu bestimmende Zeitspanne die Flüssigkeit einwirkt. In diesem Zusammenhang sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß das Behandeln des Substrats mit der Flüssigkeit als ein Beschwallen mit Flüssigkeit zu bezeichnen ist. Dieses Beschwallen umfaßt dabei verschiedene Prozesse im Durchlaufverfahren wie zum Beispiel Benetzen, Spülen, Entfetten, Beschichten, Ätzen oder chemisches Umsetzen. Dabei werden insbesondere bei den Verfahren wie Spülen (Löseffekte), Ätzen und chemisches Umsetzen genau einzuhaltende Kontaktzeiten benötigt, die im Sekundenbereich liegen können.
  • Vorzugsweise weist das im Schnitt rechteckige, kopfseitig offene und bodenseitig geschlossene Behältnis an zwei gegenüberliegenden Wandungen Durchtrittsschlitze für das Substrat auf, wobei das Behältnis in einem Überlaufgefäß angeordnet ist, von dem eine ein Förderaggregat aufweisende erste Leitung ausgeht, deren freies Ende auf die Unterseite des Substrats ausgerichtet ist, und zur kontrollierten Flüssigkeitsabgabe in den Bereich des Behältnisses oberhalb des Substrats eine (zweite) Verbindung zwischen dem Überlaufgefäß und dem Behältnis besteht sowie unterhalb des Substrats von dem Behältnis eine Steigleitung ausgeht, die mit dem Behältnis oberhalb des Substrats verbunden ist.
  • Dabei kann vorteilhafterweise die zweite Leitung von der ersten Leitung nach dem Förderaggregat abgezweigt werden und in dem zum Behältnis führenden Abschnitt eine Drossel aufweisen, um so kontrolliert in das Behältnis oberhalb des Substrats Flüssigkeit einzuführen. Ferner ist das Behältnis über eine den Flüssigkeitspegel bestimmenden Überlaufleitung, in die die Steigleitung mündet, mit einem Flüssigkeitsreservoir verbunden, das seinerseits bodenseitig mit einem Überlaufgefäß in Verbindung steht. Durch eine entsprechende Vorrichtung ist sichergestellt, daß sich die Druckverhältnisse um das durch das Behältnis hindurchgeführte Substrat so einstellen, daß eine mechanische Deformation nicht auftreten kann, also eine Beschädigung des Substrats ausgeschlossen ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind sowohl vor dem Eintritts- als auch nach dem Austrittsschlitz Gasdüsen angeordnet, und zwar ober- und unterhalb der Transportebene des Substrats. Aus diesen Gasdüsen kann dann über die gesamte Breite des Ein- bzw. Austrittsschlitzes Inertgas abgegeben werden, so daß aus den Schlitzen austretende Flüssigkeit zurückgedrängt wird, so daß das Substrat nach Verlassen des Behältnisses im wesentlichen der Flüssigkeit nicht weiter ausgesetzt ist.
  • Die Durchtrittsschlitze des Behältnisses werden dabei so dimensioniert, daß sie nur geringfügig breiter als die Substratstärke sind. Bei einer exakten Führung der Substrate mit der zuvor erwähnten Führungseinrichtung, die vorzugsweise aus zwei V-Schienen bestehen, die die Substrate beidseitig halten und die ihrerseits in zwei Schienen laufen, die durch den Ein- und Austrittsschlitz führen, sollte der jeweilige Schlitz insgesamt nur ca. 2 mm dicker sein als die Substrate selbst. Die Schlitzlänge selbst ergibt sich aus der Tiefe der zu behandelnden Substrate.
  • Zwar könnte der auf das Substrat abzugebende Flüssigkeitsanteil auch unter einem von 90° abweichenden Winkel auf die Unterseite des Substrats geleitet werden, jedoch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Zuführleitung für das Schwallgut in das Behältnis senkrecht nach oben geführt wird, so daß der Austritt des Flüssigkeitsanteils ebenfalls senkrecht oder nahezu senkrecht auf die Unterseite des zu behandelnden Substrats ausgerichtet ist. Dabei kann die Leitung, deren freies Ende mit Schlitzdüsen zur gleichmäßigen Verteilung des Flüssigkeitsanteils auf das Substrat versehen sein kann, vorzugsweise bis 0,5 cm bis 4 cm an die Transportebene des Substrats herangeführt werden. Ferner kann die Schwallintensität selbst durch das in der Leitung angeordnete Förderaggregat wie zum Beispiel eine Pumpe eingestellt werden.
  • Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Behandlungszeiten für dünne, zerbrechliche Substrate so eingestellt werden, daß sich sowohl Zeiten im Sekundenbereich als auch im Minutenbereich ergeben. Dies hängt im wesentlichen von der Transportgeschwindigkeit des Substrats durch das Behältnis sowie die Dimensionierung des Behältnisses selbst ab.
  • Ein Verfahren zum Behandeln wie zum Beispiel Benetzen, Spülen, Entfetten, Beschichten, Ätzen oder chemisches Umsetzen von zumindest einer Oberfläche eines dünnen Substrats wie zum Beispiel einer Halbleiterschicht in einer Flüssigkeit zeichnet sich insbesondere durch die Verfahrensschritte aus,
    • a) waagerechtes oder nahezu waagerechtes Hindurchführen des Substrats durch die Flüssigkeit unterhalb deren Oberfläche,
    • b) Beschwallen der Unterseite des Substrats zum Behandeln dieses mit einem Flüssigkeitsanteil und
    • c) Einstellen des Drucks oberhalb und unterhalb des Substrats in der Flüssigkeit in einem Umfang, daß auf das Substrat keine eine mechanische Deformation hervorrufende Druckdifferenz einwirkt bzw. nur in einem Umfang auftritt, der noch keine mechanische Deformation und damit Beschädigung des Substrats nach sich zieht.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
    • Fig. 2 eine Führungseinrichtung für ein Substrat und
    • Fig. 3 eine Detaildarstellung von Fig. 1.
    In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Beschwallen von dünnen zerbrechlichen Substraten 18 wie Halbleiterschichten mit Flüssigkeit dargestellt. Die Vorrichtung 10 umfaßt ein im Schnitt vorzugsweise rechteckiges Behältnis 12 mit diametral angeordneten Eintritts- und Austrittsschlitzen 14 bzw. 16, durch die das Substrat 18 durch das Behältnis 12 geführt werden kann. Das Behältnis 12 ist in einem Überlaufgefäß 20 angeordnet, von dem seinerseits bodenseitig Leitungen 22 und 24 ausgehen. Dabei ist die Leitung 24 mit einem Flüssigkeitsreservoir 26 verbunden, das seinerseits mit dem Behältnis 12 über eine Leitung 28 verbunden ist, wobei die Leitung 28 in dem Behältnis oberhalb des Schlitzes 14 und 16 mündet. Die Leitung 22 führt in das Behältnis 12 zurück und weist ein Förderaggregat wie eine Pumpe 30 auf. Von der Leitung 22 nach dem Förderaggregat 30 zweigt sodann eine weitere Leitung 32 ab, die gleichfalls in das Behältnis 12 mündet, gleichfalls oberhalb der Durchtrittsschlitze 14 und 16. In der Leitung 32 kann gegebenenfalls eine Drossel 34 angeordnet werden, um die über die Leitung 32 in das Behältnis 12 abzugebende Flüssigkeit im gewünschten Umfang einstellen zu können.
  • Schließlich geht von dem Bodenbereich des Behältnisses 12 eine Steigleitung 36 aus, die in die Leitung 28 mündet. Ferner ist zu bemerken, daß die Leitung 22 derart in das Behältnis 12 eingeführt ist, daß der in dem Behältnis 12 geführte Abschnitt 38 in etwa in Längsrichtung des Behältnisses 12 geführt wird und somit die aus der Leitung 22 bzw. 38 austretende Flüssigkeit senkrecht oder in etwa senkrecht auf das durch die Schlitze 14 und 16 geführte Substrat 18 auftrifft.
  • Über die Leitung 22 wird von der Flüssigkeit 26 bzw. dem Überlaufgefäß 20 stammende Flüssigkeit mittels des Förderaggregats 30 in das Behältnis 12 in einem Umfang gepumpt, daß sich ein Flüssigkeitsniveau einstellt, das bis zur Verbindung 28 reicht, die die Höhe des Flüssigkeitsspiegels vorgibt. Unter diesen Bedingungen ist gleichzeitig die Leitung 32 sowie die Steigleitung 36 gefüllt. Die aus den Durchtrittsschlitzen 14 und 16 austretende Flüssigkeit wird von dem Sammelgefäß 20 aufgenommen und über die Leitung 22 und dem Förderaggregat 30 dem zuvor beschriebenen Kreislauf wieder zugeführt. Wird nun durch die Durchtrittsschlitze 14 und 16 ein Substrat 18 geführt, so verengen sich die Durchtrittsspalte 14 und 16, so daß der Anteil der in den Auffangbehälter 20 gelangenden Flüssigkeit reduziert wird. Obwohl das Förderaggregat 30 mit gleicher Förderleistung weiterarbeiten kann, wird kein einseitiger Druckaufbau von unten auf das Substrat 18 hervorgerufen, da überschüssige Flüssigkeit über das Steigrohr 36 und die Überlaufleitung 28 in das Flüssigkeitsreservoir 26 zurückfließen kann.
  • Verengt das Substrat 18 sowohl den Eintritts- als auch den Austrittsschlitz 14 und 16, so kann auch über Leckverluste an den Schlitzen das. Flüssigkeitsniveau und damit der hydrostatische Druck oberhalb des Substrats 18 nicht absinken, da über die Leitung 32 Flüssigkeit fortwährend ergänzt wird. Ein unzulässiger Druckanstieg kann in diesem Fall jedoch auch nicht auftreten, da der Flüssigkeitsspiegel durch die Überlaufleitung 28 vorgegeben ist. Gegebenenfalls kann mittels der Drossel 34 der Zulauf in den Bereich des Behältnisses 12 oberhalb des Substrats 18 im erforderlichen Umfang reguliert werden.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist erkennbar erstmalig die Möglichkeit gegeben, mit einfachen Mitteln dünne zerbrechliche Substrate durch Beschwallen zu behandeln, ohne daß hierbei die Gefahr besteht, daß in der Flüssigkeit, in der das Substrat behandelt bzw. beschwallt werden soll, unkontrollierte zur Zerstörung führende Druckverhältnisse vorherrschen.
  • Damit das Substrat 18 weder durch irgendwelche Transportrollen noch durch Stabilisierungs- oder Führungsrollen mechanisch gehalten und durch das Behältnis 12 geführt werden muß, wird in besonders hervorzuhebender Ausgestaltung der Erfindung das Substrat 18 von einer Halteeinrichtung 36 aufgenommen, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei besteht die Halteeinrichtung aus zwei die Seitenränder 38 bzw. 40 des Substrats 18 aufnehmende Schienen 42 und 44, die einander zugewandte konkave, vorzugsweise V-förmig ausgebildete Ausnehmungen 46 bzw. 48 aufweisen. Von diesen Ausnehmungen 46, 48 werden die Seitenränder 38, 40 aufgenommen, so daß nunmehr nur noch die Schienen 42, 44 selbst transportiert, also insbesondere durch die Schlitze 14 und 16 des Behältnisses 12 geführt werden müssen, um das Substrat 18 in der in dem Behältnis 12 vorhandenen Flüssigkeit behandeln zu können.
  • Damit sichergestellt ist, daß das Substrat 18 außerhalb des Behältnisses nicht unkontrolliert mit der Flüssigkeit in Berührung kommt und insbesondere durch die Durchtrittsschlitze 14 bzw. 16 nicht zuviel Flüssigkeit austreten kann, sind -wie Fig. 4 verdeutlicht- die Schlitze 14 und 16 von vorzugsweise Schlitzdüsen 50, 52, 54 und 56 umgeben, aus denen in Richtung auf die Durchtrittsschlitze 14, 16 ein Inertgas ausströmen kann, um so die von dem Substrat 18 mitgenommene Flüssigkeit zurückhalten zu können. Dabei sind die Düsen 50 bis 56 vorzugsweise derart angeordnet bzw. hinsichtlich ihrer Austrittsöffnung ausgebildet, daß die gesamte Breite der Schlitze 14 und 16 sowohl unterhalb als auch oberhalb des Substrats 18 erfaßt wird.
  • Nachstehend soll anhand zweier Beispiele eine Behandlung von dünnen zerbrechlichen Substraten erläutert werden, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 Verwendung findet. Dabei sind diesen Beispielen weitere erfindungswesentliche Merkmale zu entnehmen.
    • Beispiel 1 Ätz- und Spülprozeß
  • Ein Arbeitsschritt bei der Herstellung von zum Beispiel Cadmiumsulfid/Kupfersulfid-Dünnschicht-Solarzellen ist das Anätzen der Cadmiumsulfidschicht zur Strukturierung der Oberfläche. Eine entsprechende Solarzelle umfaßt einen Substratträger zum Beispiel in Form einer Glasplatte der Größe 30 x 30 cm mit einer Dicke von ca. 1,5 mm. Auf diese Glasplatte wird ein Metallfilm zum Beispiel aus Silber aufgedampft, der als erster elektrischer Kontakt dient. Auf diesen Metallfilm wird sodann eine Cadmiumsulfidschicht aufgedampft. Zur Verringerung von Reflektionen und zum Herausätzen von Korngrenzen muß die Cadmiumsulfidschicht-Oberfläche mit einer wässrigen Salzsäure aufgerauht werden. Da dies kurzzeitig und sehr gleichmäßig erfolgen muß, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zu benutzen. Als Flüssigkeit wird eine 18%ige Salzsäure mit einer Temperatur von 50°C benutzt. Für das der Gesamtdicke von 1,5 mm aufweisende Substrat wird ein Behältnis 12 benutzt, dessen Dürchtrittsschlitze 14 und 16 ca. 3 mm dick sind. Die Cadmiumsulfidschicht wird sodann durch das Behältnis 12 derart transportiert, daß sie in Richtung des Bodens des Behältnisses 12 weist. Der Abstand zwischen den Schlitzen 14 und 16 ist 4 cm gewählt. Das Substrat 18 wird sodann von einer Halteeinrichtung 36 aufgenommen, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Mit Hilfe dieser Halteeinrichtung 36 wird das Substrat 18 durch die Schlitze 14 und 16 und durch die Flüssigkeit geführt. Der Transport der Platte erfolgt dabei durch die Flüssigkeit in ca. 15 Sekunden. Um optimale Bedingungen oder Ergebnisse zu erzielen, endet der Abschnitt 38 der Leitung 22 ca. 2 cm unterhalb der Transportebene des Substrats 18. Der Abschnitt 38 weist an seinem Ende eine ca. 30 cm breite Schlitzdüse auf, wobei die Schlitze ca. 1 mm lang sind. Durch diese Wahl der Schlitzdüse ist sichergestellt, daß die Cadmiumsulfid-Oberfläche gleichmäßig von der wässrigen Salzsäure beschwallt wird. Anschließend wird das Substrat 18 in gleicher Weise durch eine entsprechende Vorrichtung 10 weitertransportiert, in der jedoch anstelle der Ätzlösung entionisiertes Wasser zum Spülen vorliegt.
    • Beispiel 2 Chemisches Umsetzen
  • Zur Bildung der Cadmiumsulfid/Kupfersulfid-Halbleiterschicht müssen die Cadmiumionen in der oberen Grenzschicht des Cadmiumsulfids in einem nass-chemischen Austauschprozeß durch Kupferionen ausgetauscht werden. Zu diesem Zweck kann das im Beispiel 1 angegebene Substrat mit strukturierter Cadmiumsulfid-Oberfläche durch eine Vorrichtung 10 transportiert werden, in der sich eine Salzsäure-Kupferchlorid-Lösung befindet. Die Abmessungen hinsichtlich Schlitzbreite, Schlitzlänge, Flüssigkeitsspiegel und Abstand zwischen Schlitzdüse und Unterfläche des Substrats können die gleichen Werte aufweisen wie in Beispiel 1. Vorteilhafterweise befindet sich die Vorrichtung zum chemischen Umsetzen hinter der Vorrichtung, in der die Cadmiumsulfid-Oberfläche mit entionisiertem Wasser gespült wurde, so daß die Behandlung des Substrats kontinuierlich erfolgen kann, indem es nacheinander in einer Linie angeordnete der erfindungsgemäßen Lehre gehorchende Vorrichtungen durchläuft. Dabei braucht jedoch die Geschwindigkeit des Substrats selbst nicht geändert werden, wenn die Reaktionszeit vergrößert oder verringert werden soll. Vielmehr ist es in diesem Fall nur erforderlich, daß die Wegstrecke innerhalb des jeweiligen Behältnisses geändert wird. So kann die für den Austausch der Cadmiumionen durch Kupferionen erforderliche längere Reaktionszeit dadurch erreicht werden, daß die Tiefe des Behältnisses 12 in Transportrichtung 6 cm gewählt wird, wohingegen diese im Beispiel 1 4 cm betrug.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Behandeln von dünnem Substrat mit Flüssigkeit im Durchlaufverfahren,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Substrat (18) waagerecht oder in etwa waagerecht durch ein die Flüssigkeit aufweisendes Behältnis (12) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels geführt ist, wobei der durch die Flüssigkeitssäule oberhalb des Substrats hervorgerufene hydrostatische Druck gleich oder in etwa gleich dem auf die Unterseite des Substrats einwirkenden Druck ist, der durch einen kontrolliert in die Flüssigkeit eingeleiteten und auf die Unterseite des Substrats auftreffenden Flüssigkeitsanteil mitbestimmt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,
daß das vorzugsweise im Schnitt rechteckige, kopfseitig offene und bodenseitig geschlossene Behältnis (12) an zwei gegenüberliegenden Wandungen Durchtrittsschlitze (14, 16) für das Substrat (18) aufweist, daß das Behältnis in einem Überlaufgefäß (20) angeordnet ist, von dem eine ein Förderaggregat (30) aufweisende (erste) Leitung (22) ausgeht, deren freies Ende (38) auf die Unterseite des Substrats ausgerichtet ist, daß zur kontrollierten Flüssigkeitsabgabe in den Bereich des Behältnisses oberhalb des Substrats eine (zweite) Verbindung (32) zwischen dem Überlaufgefäß und dem Behältnis besteht, daß unterhalb des Substrats von dem Behältnis eine Steigleitung (36) ausgeht, die mit dem Behältnis oberhalb des Substrats verbunden ist, und daß von dem Behältnis oberhalb des Substrats eine den Flüssigkeitspegel bestimmende Überlaufleitung (28) ausgeht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Leitung (32) von der ersten Leitung (22) nach dem Förderaggregat (30) abzweigt und eine Drossel (34) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Behältnis (12) über die Überlaufleitung (28), in die die Steigleitung (36) mündet, mit einem Flüssigkeitsreservoire (26) verbunden ist, das bodenseitig mit dem Überlaufgefäß (20) in Verbindung steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf die Unterseite des Substrats (18) den Flüssigkeitsanteil abgebende Leitung (38) zur gleichmäßigen Verteilung des Flüssigkeitsanteils auf das Substrat vorzugsweise mit einer Schlitzdüse versehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Substrat (18) von einer Einrichtung (36) aufgenommen ist, die durch die Schlitze (14, 16) geführt ist und vorzugsweise aus zwei die Seitenränder (38, 40) des Substrats aufnehmenden Schienen (42, 44) mit V-förmig einander zugewandten in Längsrichtung der Einrichtung verlaufenden Ausnehmungen (46, 48) besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Behältnis (12) im Bereich der Schlitze (14, 16) von vorzugsweise Inertgas auf das durch die Schlitze geführte Substrat (18) abgebenden Düsen (50, 52, 54, 56) umgeben ist.
8. Verfahren zum Behandeln wie zum Beispiel Benetzen, Spülen, Entfetten, Beschichten, Ätzen oder chemisches Umsetzen von zumindest einer Oberfläche eines dünnen Substrats,
gekennzeichnet durch
die Verfahrensschritte
a) waagerechtes oder nahezu waagerechtes Hindurchführen des Substrats durch die Flüssigkeit unterhalb deren Oberfläche,
b) Beschwallen der Unterseite des Substrats mit einem Flüssigkeitsanteil und
c) Einstellen des Drucks oberhalb und unterhalb des Substrats in einem Umfang, daß auf das Substrat keine eine mechanische Deformation hervorrufende Druckdifferenz einwirkt.
EP19840108901 1983-08-01 1984-07-27 Vorrichtung zum Behandeln von dünnem Substrat mit Flüssigkeit im Durchlaufverfahren Expired EP0133304B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833327753 DE3327753C1 (de) 1983-08-01 1983-08-01 Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln von duennem Substrat mit Fluessigkeit im Durchlaufverfahren
DE3327753 1983-08-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0133304A1 true EP0133304A1 (de) 1985-02-20
EP0133304B1 EP0133304B1 (de) 1987-04-29

Family

ID=6205492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19840108901 Expired EP0133304B1 (de) 1983-08-01 1984-07-27 Vorrichtung zum Behandeln von dünnem Substrat mit Flüssigkeit im Durchlaufverfahren

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0133304B1 (de)
DE (1) DE3327753C1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5081949A (en) * 1988-03-22 1992-01-21 Bull S.A. Apparatus for selective tinning of substrate leads
WO1996026052A1 (en) * 1995-02-24 1996-08-29 New Zealand Forest Research Institute Limited Material treatment apparatus

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4121079A1 (de) * 1991-06-26 1993-01-07 Schmid Gmbh & Co Geb Vorrichtung zum behandeln von plattenfoermigen gegenstaenden

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1771934A1 (de) * 1968-08-01 1972-01-05 Moehl & Co Kg Anlage zum Beizen von Draehten,Baendern od.dgl.
DE2102678B2 (de) * 1971-01-21 1974-09-26 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Einrichtung zum Aufbringen von feinen Teilchen aus einem Aerosol
DE2337280A1 (de) * 1973-07-23 1975-02-13 Gogas Goch & Co Reinigungsbad fuer plattenfoermige erzeugnisse
EP0032530A1 (de) * 1980-01-18 1981-07-29 Gebr. Schmid GmbH & Co. Verwendung einer Vorrichtung zum Behandeln eines plattenförmigen Gegenstandes mittels einer Flüssigkeit

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1114770A (en) * 1979-07-18 1981-12-22 Anthony J. Last Fabric treatment with ultrasound

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1771934A1 (de) * 1968-08-01 1972-01-05 Moehl & Co Kg Anlage zum Beizen von Draehten,Baendern od.dgl.
DE2102678B2 (de) * 1971-01-21 1974-09-26 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Einrichtung zum Aufbringen von feinen Teilchen aus einem Aerosol
DE2337280A1 (de) * 1973-07-23 1975-02-13 Gogas Goch & Co Reinigungsbad fuer plattenfoermige erzeugnisse
EP0032530A1 (de) * 1980-01-18 1981-07-29 Gebr. Schmid GmbH & Co. Verwendung einer Vorrichtung zum Behandeln eines plattenförmigen Gegenstandes mittels einer Flüssigkeit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5081949A (en) * 1988-03-22 1992-01-21 Bull S.A. Apparatus for selective tinning of substrate leads
WO1996026052A1 (en) * 1995-02-24 1996-08-29 New Zealand Forest Research Institute Limited Material treatment apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE3327753C1 (de) 1985-05-09
EP0133304B1 (de) 1987-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69317703T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung mit Flüssigkeit
EP1733418B1 (de) Verfahren zur behandlung von substratoberflächen
DE60036925T2 (de) Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Blattmaterial
EP2152939B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur elektrische kontaktierung von ebenem gut in durchlaufanlagen
DE3001726C2 (de) Vorrichtung zum Behandeln einer Leiterplatte
WO1998049374A2 (de) Vorrichtung zum elektrolytischen behandeln von leiterplatten und leiterfolien
DE2928904A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum plattieren der anschlusstifte einer gedruckten leiterplatte
EP0039876A1 (de) Vorrichtung zur Nassbehandlung fotografischer Schichtträger
DE69408490T2 (de) Vorrichtung zur Behandlung von Gegenständen mit Flüssigkeiten
DE1928062C3 (de) Galvanisierzelle
EP0133304B1 (de) Vorrichtung zum Behandeln von dünnem Substrat mit Flüssigkeit im Durchlaufverfahren
DE3924263A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum elektrolytischen entfernen von schutzschichten von einem metallagensubstrat
DE102014117276A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur unterseitigen Behandlung eines Substrats
DE10345379B3 (de) Vorratstank für Prozessflüssigkeiten mit einer reduzierten Menge an Blasen und Verfahren zum Betreiben desselben
DE19633797B4 (de) Vorrichtung zum Galvanisieren von elektronischen Leiterplatten oder dergleichen
WO2020157229A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur bearbeitung von wafern
DE3935831A1 (de) Anlage zur herstellung von durchkontaktierten leiterplatten und multilayern
WO2012113364A1 (de) Verfahren zum behandeln eines objekts, insbesondere eines solarzellensubstrats, und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
EP0142010A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen
DE19908960C2 (de) Ätzverfahren
EP3227911A1 (de) Vorrichtung zur behandlung von substraten
DE10358147C5 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von ebenem Gut in Durchlaufanlagen
DE2529576C3 (de) Vorrichtung zum einseitigen Entschichten eines Bandes
DE10044209A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Gegenständen, besonders Leiterplatten
DE68908089T2 (de) Eintauchbare elektrische Stromversorgungsvorrichtung für die Elektroplattierung von Bändern.

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19841210

AK Designated contracting states

Designated state(s): BE FR GB IT NL

17Q First examination report despatched

Effective date: 19860314

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): BE FR GB IT NL

ITF It: translation for a ep patent filed
ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 19890727

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19890731

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Effective date: 19900731

BERE Be: lapsed

Owner name: NUKEM G.M.B.H.

Effective date: 19900731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Effective date: 19910201

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19930716

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19930729

Year of fee payment: 10

ITTA It: last paid annual fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19940727

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19940727

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19950331

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST