DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA RECUBRIR UNIFORMEMENTE SUSTRATOS.

Dispositivo para cubrir uniformemente una superficie de un sustrato (10;

22) con un líquido, con las siguientes características:

un medio (12a, 12b; 20a, 20b) de retención para el sustrato (10; 22), que está configurado para fijar el sustrato (10; 22) de tal manera que se forma un volumen de proceso por medio de la superficie del sustrato (10; 22) y el medio (12a, 20a) de retención;

un medio (14; 50) de humectación que está configurado para introducir el líquido en el volumen de proceso sobre la superficie del sustrato (10; 22); y

un medio (18a-18c) de basculación que está configurado para inclinar el medio (12a; 12b; 20a; 20b) de retención con el sustrato (10; 22) con respecto a un primer y a un segundo eje, estando dispuestos el primer y el segundo eje en un plano paralelo a la superficie del sustrato (10; 22) y formando un ángulo predeterminado entre sí para distribuir de este modo el líquido sobre la superficie del sustrato

Dispositivo y procedimiento para recubrir uniformemente sustratos.

La presente invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento que permiten cubrir uniformemente una superficie de un sustrato con un líquido o una sustancia disuelta en un líquido y en particular, con un concepto que permite aplicar uniformemente un recubrimiento químico sobre un sustrato. En particular, se hace posible el recubrimiento, ataque por ácido, limpieza, secado de objetos planos tales como por ejemplo, hojas de vidrio de forma de placa o materiales flexibles, por un lado.

Las aplicaciones en las que los sustratos portadores deben cubrirse con una capa delgada de un material adicional son diversas. En este contexto, la capa aplicada adicionalmente puede ser por ejemplo activa, es decir presentar por ejemplo una función óptica o eléctrica. Ejemplos de esto son la aplicación de una capa fotosensible en la producción de células solares o la aplicación de una capa de fósforo delgada sobre un CCD para dotar al mismo de una capa de conversión, de tal manera que el CCD en combinación con la capa de conversión también sea sensible a la radiación de rayos X. En el caso de un recubrimiento uniforme con capas delgadas, que no ejercen ninguna función activa, el recubrimiento sirve frecuentemente como protección mecánica, tal como es el caso por ejemplo en CD de audio. En este caso, después de la producción del CD, se aplica una capa protectora de una resina sintética transparente sobre el lado ópticamente legible del CCD para proteger al mismo contra los daños. En este contexto, se requiere que el espesor de capa de la capa protectora se aplique tan uniformemente como sea posible en toda la pieza bruta del CD para no influir, dependiendo de la posición, en las propiedades ópticas con respecto a, por ejemplo, el comportamiento de absorción y de reflexión de un CCD.

También al aplicar capas óptica o eléctricamente activas, la uniformidad de la aplicación o el mantenimiento de un determinado espesor de capa teórico es un objetivo principal, puesto que el espesor de capa o su homogeneidad tiene una influencia inmediata en, por ejemplo, los parámetros ópticos o eléctricos de un componente producido por medio de recubrimiento.

En procedimientos litográficos que incluyen el procesamiento de una superficie semiconductora por medio de ataque por ácido, es esencial que la superficie semiconductora pueda cubrirse de manera controlada con un espesor uniforme de agente de ataque por ácido, de tal manera que el avance del ataque por ácido tenga lugar a la misma velocidad en toda la superficie del semiconductor que va a procesarse.

En el estado de la técnica se conocen diversos procedimientos para obtener un recubrimiento uniforme de una superficie. Con los CD, por ejemplo, se hace rotar rápido la superficie que va a recubrirse, aplicándose entonces un material usado para el recubrimiento en la proximidad del eje de rotación, de tal manera que el material se distribuye automáticamente por las fuerzas centrífugas sobre la superficie del disco al cual se adhiere en un espesor de capa uniforme debido a las fuerzas adhesivas. Otros procedimientos conocidos son por ejemplo la electrodeposición, es decir, la deposición electroquímica de iones disueltos en un líquido sobre una superficie así como la atomización de una superficie o la inmersión de superficies que van a recubrirse en un baño del material usado para el recubrimiento.

En procedimientos químicos que se basan en que al menos dos reactivos que pueden formar, mediante reacción química, el material usado para el recubrimiento, se aplican sobre la superficie de un sustrato, de tal manera que mediante la reacción química se deposita el material sobre la superficie, han de tenerse en cuenta varias condiciones previas adicionales. Por una parte, la reacción química que forma el material de recubrimiento no tiene lugar solamente sobre la superficie sino también dentro del volumen de líquido formado por los reactivos mezclados. Dependiendo de la velocidad de reacción, es por consiguiente al menos desfavorable o imposible mantener una gran reserva de reactivos premezclados para llevar a cabo, por ejemplo, un proceso de inmersión, puesto que dentro del volumen de líquido mantenido a disposición, los reactivos se consumirán por sí mismos en cierta medida por reacción. De esta manera, por una parte se desperdician reactivos valiosos y por otra parte, ya no será posible un recubrimiento posterior mediante la mezcla de reactivos consumida. El límite de tiempo para el procesamiento requiere además un uso económico de la mezcla de reactivos durante la aplicación sobre la superficie que va a recubrirse, puesto que será difícil reutilizar la mezcla de reactivos para un procesamiento adicional una vez que fluye fuera o se retira de la superficie. Procedimientos en los que una mezcla de reactivos se distribuye sobre la superficie por medio de rotación, por ejemplo, son por consiguiente desventajosos puesto que la mayor parte de la mezcla de reactivos se retira o se centrifuga de la superficie.

Un procedimiento para conseguir una reacción acelerada de los relativos no antes de que lleguen a la superficie del sustrato que va a recubrirse lo describe la Publicación de Patente Internacional WO 03/021648 A1, que describe un proceso de recubrimiento de superficie químico para formar una película semiconductora ultrafina de componentes del grupo IIB-VIA sobre un sustrato. En este contexto, una composición líquida premezclada, que contiene componentes del grupo IIB y el grupo VIA, se aplica sobre un sustrato calentado, de tal manera que, mediante el calor del sustrato, se permite una reacción heterogénea entre los diferentes elementos de grupo del recubrimiento líquido. En este contexto, la reacción en la superficie del sustrato se acelera mediante el suministro de energía térmica.

El objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un procedimiento que permitan cubrir una superficie de un sustrato más eficientemente con un líquido o una mezcla de reactivos con un espesor de capa uniforme.

Este objetivo se soluciona mediante un dispositivo según la reivindicación 1 y mediante un procedimiento según la reivindicación 18.

En este contexto, la presente invención se basa en el hallazgo de que la superficie de un sustrato puede cubrirse uniformemente con un líquido cuando el sustrato se fija en un medio de retención que forma, con la superficie del sustrato, un volumen de proceso en el que puede aplicarse el líquido sobre la superficie del sustrato por medio de un medio de humectación y cuando, además, el medio de retención con el sustrato se desplaza en un movimiento basculante por medio de un medio de basculación, de manera que el líquido se distribuye uniformemente sobre la superficie del sustrato. Mediante el movimiento basculante se impide una concentración del volumen de líquido en un sitio determinado de la superficie del sustrato, puesto que la dirección de movimiento del líquido cambia constantemente. Además, el consumo de reactivos o líquidos para recubrimiento puede reducirse mucho puesto que, debido a la dirección de movimiento constantemente cambiante del líquido sobre la superficie del sustrato, se cubre la superficie uniformemente sin que se pierda una gran cantidad de líquido en los bordes del sustrato al fluir hacia abajo desde la superficie del sustrato.

Por tanto se permite según la invención recubrir, atacar por ácido, limpiar y secar objetos planos, tales como hojas de vidrio en forma de placa o materiales flexibles, por un lado. Objetos planos, es decir, objetos que tienen un espesor reducido en una dirección perpendicular a una superficie principal extensa se denominan a continuación de manera resumida como sustratos. Éstos pueden ser, por ejemplo, hojas de vidrio, superficies semiconductoras u objetos similares, que también pueden ser flexibles.

Según la invención puede tratarse un sustrato de este tipo, por ejemplo, con CdS a partir de los reactivos agua amoniacal, sulfato o acetato de cadmio y tiourea. Además, también es posible el tratamiento con componentes aditivos, así como reactivos alternativos, tales como por ejemplo con acetato de Zn.

En un ejemplo de realización de la presente invención, se fija un sustrato que va a cubrirse en un medio de retención, presionándose el sustrato desde el lado inferior del sustrato, por medio de un bastidor de soporte contra una cámara de proceso del medio de retención, que junto con la superficie del sustrato forma un volumen de proceso. En este contexto, la cámara de proceso está configurada de tal manera...

1. Dispositivo para cubrir uniformemente una superficie de un sustrato (10; 22) con un líquido, con las siguientes características:

un medio (12a, 12b; 20a, 20b) de retención para el sustrato (10; 22), que está configurado para fijar el sustrato (10; 22) de tal manera que se forma un volumen de proceso por medio de la superficie del sustrato (10; 22) y el medio (12a, 20a) de retención;

un medio (14; 50) de humectación que está configurado para introducir el líquido en el volumen de proceso sobre la superficie del sustrato (10; 22); y

un medio (18a-18c) de basculación que está configurado para inclinar el medio (12a; 12b; 20a; 20b) de retención con el sustrato (10; 22) con respecto a un primer y a un segundo eje, estando dispuestos el primer y el segundo eje en un plano paralelo a la superficie del sustrato (10; 22) y formando un ángulo predeterminado entre sí para distribuir de este modo el líquido sobre la superficie del sustrato.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el medio de basculación comprende tres medios (18a-18c) de soporte que pueden controlarse independientemente entre sí, que están montados sobre el medio de retención con un lado cada uno para estabilizarlo, pudiendo realizar los medios (18a-18c) de soporte, independientemente entre sí, un movimiento en una dirección esencialmente perpendicular a la superficie del sustrato (10; 22).

3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el que los medios (18a-18c) de soporte son mampostas hidráulicas.

4. Dispositivo según la reivindicación 2, en el que los medios (18a-18c) de soporte presentan vástagos de empuje fijados respectivamente de manera excéntrica a un portador giratorio, que realizan el movimiento en la dirección esencialmente perpendicular a la superficie del sustrato (10; 22).

5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que los medios (18a-18c) de soporte están configurados de tal manera que la excentricidad de la fijación de los vástagos de empuje es ajustable para hacer variar la carrera del movimiento en la dirección esencialmente perpendicular a la superficie del sustrato (10; 22).

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de retención está configurado para fijar el sustrato de tal manera que, en un estado cerrado del medio de retención, puede accederse libremente a al menos el 95% de la superficie del sustrato desde el lado del volumen de proceso.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de retención está configurado para formar, con el sustrato fijo, un volumen de proceso encerrado, de tal manera que, en un estado cerrado del medio de retención, el líquido del volumen de proceso no puede salir.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de retención está configurado de tal manera que, en un estado cerrado, el sustrato se presiona entre una tapa dirigida a la superficie del sustrato y un bastidor de base adyacente al lado inferior del sustrato.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, que presenta además un dispositivo de drenaje que está configurado para permitir el drenaje de líquido del volumen de proceso.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, que presenta además un medio de calentamiento que está configurado para calentar el sustrato desde una temperatura de inicio de sustrato hasta una temperatura de reacción predeterminada.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, en el que el medio de calentamiento está configurado para hacer variar la temperatura de sustrato del sustrato, de tal manera que la misma sea menor o igual a una temperatura de líquido del líquido aplicado sobre la superficie del sustrato (10; 22) mediante el medio de humectación.

12. Dispositivo según la reivindicación 10 u 11, en el que el medio de calentamiento está configurado para calentar el sustrato desde el lado opuesto al volumen de proceso.

13. Procedimiento para cubrir uniformemente una superficie de un sustrato con un líquido, con las siguientes etapas:

fijar el sustrato de tal manera que se forma un volumen de proceso por medio de la superficie del sustrato y un medio de retención;

introducir el líquido en el volumen de proceso sobre la superficie del sustrato; e

inclinar el medio de retención y el sustrato con respecto a un primer y a un segundo eje, estando dispuestos el primer y el segundo eje en un plano paralelo a la superficie del sustrato y formando un ángulo predeterminado entre sí para distribuir de este modo el líquido sobre la superficie del sustrato.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, con la siguiente etapa adicional:

calentar el sustrato desde una temperatura de inicio de sustrato hasta una temperatura de reacción predeterminada.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que el calentamiento se realiza de tal manera que, cuando se introduce el líquido sobre la superficie del sustrato, la temperatura de sustrato del sustrato es menor que la temperatura de líquido del líquido.