Установка для химической обработки изделий Советский патент 1984 года по МПК C25D19/00 

I .1 Изобретение относится к области химической обработки изделий, преиму щественно слитков полупроводниковых материалов. Известна установка для химической обработки изделий, содержащая рйд ванн для рабочих растворов, установленных по кругу, карусель с механизмами вертикального перемещения и вращения кассет, механизм поворота карусели, систему подачи и слива рабочих растворов и вытяжную вентиляцию Го. Основные механизьм s этом полуавтомате расположены в зоне действия паров агрессивных веществ, что обуславливает их недолговечность. Не предусмотрены также меры безопасйости на случай разрушения ванны с рабо чими растворами. В момент загрузки-разгрузки все кассеты с обрабатываемым материалом находятся вне ванн с ра.бочими раство рами, что приводит к окислению материала, если не приняты специальные меры защиты (подача в рабочее пространство инертного газа.) и к 5гвеличению машинного времени. Целью изобретения является повышение надежности и безопасности обслуживания. Поставленная цель достигается тем что установка для химической обработ ки изделий, преимущественно слитков полупроводниковых материалов, сбдержащая ряд ванн дпя рабочих растворов, установленных по кругу, карусель с механизмами вертикального перемещения и вращения кассет, механизм поворота карусели, систему подачи и слива рабочих растворов и вытяжнуто вентиляцшо, снабжена рубашками с окнами в верхней части для размещения в них ванн и герметичным корпусом с цилиндрической выемкой в месте загрузки-разгрузки, установленным с возможностью сообщения с системой слива и вытяжной вентиляцией. Установка снабжена эжёкторнь1м «насосом и трубками, расположенными в ваннах с возможностью сообщения с эжекторным насосом. С целью экономии энергоресурсов, установка снабжена сушильной камерой, установленной в заборном вентиляционном канале, на входе которого размещен нагреватель. 1 На фиг. 1 изображена предлагаемая установка, продольный разрез, на фиг. 2 - то же, поперечный разрез по ваннам, на фиг. 3 - поворотное устройство, на фиг. 4 - механизм отключения кассеты в месте загрузкиразгрузки. Установка содержит вытяжной шкаф 1, герметичный корпус 2, установленный в нижней части шкафа, помещенные в нем ванны 3-5 с рабЪчими растворами, ванну 6 отмывки, камеру 7 сушкИ с нагревателем 8, рубашку 9, место 10 загрузки-разгрузки, механизм перемещения кассет, включаюш:ий гидроцилиндр 11, каретку 12, направляющие 13, траверсу 14, полую направляющую 15, гравитационный фиксатор 16 и карусель 17, механизм вращения кассет, включающий электропривод 18, ременную передачу 19, вал 20, муфту 21, центральную шестерню 22, сателлиты 23,кассеты 24, механизм поворота карусели, состоящий из роликов 25, цилиндрического сегмента с криволинейными направляющими 26, двуплечего рычага 27, неподвижного упора 28, механихм отключения вращения кассеты в месте загрузки-разгрузки, состоящий из упора 29, полумуфт 30 и 31 и отражателя 32; термопары 33 и трубку 34, установленную в ванне с возможностью сообщения с эжекторным насосом. Устройство работает следующим образом. В кассету 24 при нижнем положении карусели 17 в месте 10 загрузки-радгрузки загружаются слитки, подлежащие химической обработке. С помощью крана управления гидроцилиндр 11 включается на подъем и перемещает карусель 17 вместе с кассетами 24 по полой направляющей 15 в верхее положение. От случайного поворота в процессе подъема карусель удерживается грави-тационным фиксатором 16. В конце подъема ролики 25 входят в криволинейные направляющие 26 цилиндрического сегмента. В этот момент гравитационный фиксатор 16 входит во взаимодействие с неподвижным упором 28 и освобозкдает карусель от стопорения. Происходит поворот карусели на требуемый угол, чем обеспечивается попадание кассеты в следующую ванну. Двуплечий рычаг 27 обеспечивает пропускание роликов 25 при

движении карусели 17 вниз; Таким образом достигается минимальное время пребывания кассет со слитками вне ванн с рабочими растворами.

По достижении гидроцилйндром нижнего положения автоматически включается вращение кассет от электроприво да 18 через, ременную передачу 19, вал 20, пропущенный через полую направляющую 15, муфту 21, центральную шестерню 22, сателлиты 23 на кассету 24. При этом вращейия контейнера, находящегося на месте загрузкиразгрузки rfe происходит, так как отражатель 32, упираясь в упор 29, выводит полумуфту 30, связанную с кассетой 24, из зацепления с полумуфтой 31, связанной с сателлитом 23.

По истечении установленного времени обработки гидроцилиндр включается на подъем и цикл повторяется.

Операция загрузки-разгрузки совмещена во времени с остальными операциями химической обработки слитков. Это достигнуто за счет того, что герметичный корпус 2 (фиг. 2) в месте загрузки-разгрузки имеет цилиндрическую выемку, которая обеспечивает свободный доступ к кассете 24 при ййжнем положении карусели 17.

Распределение операций следующее: в ванне 3 происходит травление в смеси плавиковой и азотной кислот; в ваннах 4 и 5 - отмывка горячей водой в ваине 6 - отмывка горячей водой; в камере 7 - сушка горячим воздухом; на месте 10 - загрузка-разгрузка.

Камера сушки расположена в заборном канале установки, поэтому поступающий из помещения воздух, пройдя фильтр, поступает на нагреватель 8, обдувает кассету со слитками и иап-: равляется в вытяжную вентиляцию. Разгрузка ванн от отработанных растворов осуществляется с помощью эжекторного насоса.

Установленные в ванны 3-5 термоnaiMii 33 управляют подачей воды в рубашки 9 посредством электромагнитных клапанов, что позволяет поддерживать температуру раствора постоянной .

Ограничение реакционной зоны, с одной стороны, каруселью, а с другой стороны, ваннами, установленными в герметичном корпусе, использование . направлякицей для защиты приводного вала, а также введение термопар для

контроля и регулирования температуры раствора позволило повысить надежность работы установки в условиях применения агрессивных веществ.

Так, огштньй образец установки в таком исполнении работает без замены основных частей более двух лет в условиях интенсивного применения плавиковой, азотной и соляной кислот.

Поскольку в установке используется в больших количествах (свыше 100 л) такое вещество, как плавиковая кислота, важную роль играет безопасность обслуживающего персонала, в случае непредвиденной разгерметизации емкости, например, при ее разрушении. Разрушение емкостей, которые изготавливаются из фторопласта, возможно в случае, если по недосмотру в ванну попал габаритный предмету например слиток от предащущей кассеты, а при вхождении в ванну последующей кассеты не сработала блокировка нахождения на препятствие. Так как ванны с рабочими растворами помещены в рубашки и установлены в герметичном корпусе, то рабочий раствор смешавшись с водой рубашки, автоматически разбавляется до безопасной концентрации и сливается в канализацию, не причинив опасности обслуживающему персоналу.

Благодаря тому, что в герметичном корпусе, в котором установлены ванны с рабочими растворами, в месте разгрузки-загрузки устроена цилиндрическая выемка, удалось совместить во времени операцию загрузки-разгрузки с химической обработкой. Помимо экономии машинного времени, это позволило сократить время пребьгеания слитков на воздухе при переходе из ванны iB ванну, что, в свою очередь, уменьшц;ло вероятность окисления слитков.(Травильный раствор не успевает полностью стечь со слитков и, таким образом, предохраняет поверхность от окисления ).

В. известном устройстве операция разгрузки-загрузки производится в тот период, когда все кассеты находятся вне ванн с рабочими растворами, что удлиняет время пребьшания слитков на воздухе. Это обстоятельство повышает вероятность окисления слитков с образованием трудноудали « пс пятен. Слитки с таким дефектом направляются на повторнзто химическую обработку.

511227616

что приводит к безвозвратным потерям За счет снижения брака по качестдорогостоящего полупроводникового ву поверхности достигнутый эксматериала. Потери материала в резуль- номический эффект и расчете на тате окисления составляют 2-10 г на одну установку составляет 30-35 1 кг готовой продукции.5 тыс. руб.

1.УСТАНОВКА ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАЮТКИ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно слитков полупроводниковых материалов, содержащая ряд ванн для. рабочих растворов, установленных по кругу, карусель с механизмаьш вертикального перемещения и вращения кассет, механизм поворота карусели, систему подачи и слива рабочих растворов и вытяжную вентиляцию, отличающаяся тем, что, с целью повы шения ее надежности и безопасности обслуживания, она снабжена рубашками с окнами в верхней части для размещения в них ванн и герметичньм корпусом с цилиндрической выемкой в месте загрузки-разгрузки, установленным с возможностью сообщения с системой слива и вытяжной вентиляцией. 2.Установка по п. 1, о т л ичающаяся тем, что она снабжена эжекторным насосом и трубками, расположенными в ваннах с возможностью сообщения с эжекторным насосом. 3.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью экономии энергоресурсов, она снабжена сушильной камерой, установленной в заборном вентиляционном канале, на входе которого размещен нагреватель .