AT521407B1

AT521407B1 - Ausgabedüse für Beschichtungseinrichtung

Info

Publication number: AT521407B1
Application number: ATA50544/2019A
Authority: AT
Original assignee: Suss Microtec Lithography Gmbh
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2022-07-15
Also published as: TW202010572A; KR20190143825A; AT521407A3; CN110624768A; NL2021163B1; JP2019217494A; DE102019116366A1; AT521407A2; US20190388912A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ausgabedüse (1) zum Auftragen einer Beschichtung auf einen Wafer, mit einem Ventilsitz (16), einem Ventilelement (14), das zwischen einer geschlossenen Position, in der es mit dem Ventilsitz (16) zusammenwirkt, um eine Verbindung zwischen einem Beschichtungsmaterialeinlass (2) und einem Beschichtungsmaterialauslass (3) der Ausgabedüse (1) zu schließen, und einer offenen Position verlagert werden kann, in der diese Verbindung offen ist, und ferner mit einem Rückzugselement (24), das zwischen einer vorderen Position und einer hinteren Position verlagert werden kann, wobei das Rückzugselement (24) stromabwärts des Ventilelements (16) mit einem Ausgabekanal (18) der Ausgabedüse (1) in Strömungsverbindung steht.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Ausgabedüse zum Auftragen einer Beschichtung auf einen Wafer.

[0002] Für die Herstellung von Halbleiterchips und MEMS ist bekannt, eine Beschichtung auf das Substrat (den Wafer) aufzutragen, die verarbeitet wird oder die Verarbeitung des Substrats fördert. Es ist wichtig, exakt die gewünschte Beschichtungsmenge auf die Oberfläche des Substrats aufzutragen, da Toleranzen dazu führen, dass eine Dicke der Beschichtung größer oder geringer ist als sie sein sollte. Darüber hinaus muss verhindert werden, dass sich ein Tropfen des Beschichtungsmaterials nach der Beendigung des Vorgangs des Auftragens der Beschichtung auf das Substrat von der Ausgabedüse löst. Ein solcher Tropfen würde zu einer deutlichen Störung der Beschichtungsoberfläche führen, die möglichst eben sein sollte.

[0003] Es gibt verschiedene Versuche zu verhindern, dass sich ein Tropfen des Beschichtungsmaterials nach der Beendigung des Auftragens der Beschichtung von der Ausgabedüse löst. Ein weitverbreiterter Ansatz ist die Verwendung einer Vakuumleitung, die mit der Ausgabedüse verbunden ist, so dass ein bestimmtes Beschichtungsmaterialvolumen, nachdem der Vorgang des Auftragens des Beschichtungsmaterials angehalten wurde, in die Ausgabedüse „zurückgesaugt“ werden kann. Dies führt zur Bildung eines sogenannten Meniskus am Auslass der Ausgabedüse, wodurch verhindert wird, dass sich dort ein Tropfen bildet und von der Ausgabedüse löst.

[0004] Das Problem bei dieser Lösung besteht darin, dass dadurch eine genaue Dosierung der dem Substrat zugeführten Beschichtungsmaterialmenge beeinträchtigt wird, da nicht einwandfrei gesteuert werden kann, wieviel Beschichtungsmaterial am Ende des vorangehenden Beschichtungsschritts in die Ausgabedüse „zurückgesaugt“ wird, wodurch eine genaue Dosierung des im nachfolgenden Beschichtungsschritt aufzutragenden Beschichtungsmaterials erschwert wird.

[0005] In verschiedenen technischen Bereichen ist auch der Einsatz von Rücksaugmechanismen bekannt. So offenbart die FR 2 791 033 A1 ein automatisches Füllsystem für Behälter (z.B. Flaschen), das einen Rücksaugmechanismus in einer Ausgabedüse verwendet, um zu verhindern, dass Tropfen aus dem Füllstutzen fallen, während sich das Ventil in seiner geschlossenen Position befindet.

[0006] Der Gegenstand der Erfindung besteht darin, die Genauigkeit, mit der das Beschichtungsmaterial mit der Ausgabedüse dosiert werden kann, zu verbessern und gleichzeitig zuverlässig zu verhindern, dass sich ein Tropfen des Beschichtungsmaterial nach der Beendigung des Ausgabeschritts ungewollt von der Ausgabedüse löst.

[0007] Zu diesem Zweck stellt die Erfindung eine Ausgabedüse zum Auftragen einer Beschichtung auf einen Wafer bereit, mit einem Ventilsitz, einem Ventilelement, das zwischen einer geschlossenen Position, in der es mit dem Ventilsitz zusammenwirkt, um eine Verbindung zwischen einem Beschichtungsmaterialeinlass und einem Beschichtungsmaterialauslass der Ausgabedüse zu schließen, und einer offenen Position verlagert werden kann, in der diese Verbindung offen ist, und ferner mit einem Rückzugselement, das zwischen einer vorderen Position und einer hinteren Position verlagert werden kann, wobei das Rückzugselement stromabwärts des Ventilelements mit einem Ausgabekanal der Ausgabedüse in Strömungsverbindung steht, wobei es sich bei dem Rückzugselement um eine Zwischenwand handelt, die auf einer Seite zum Ausgabekanal freiliegt.

[0008] Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, ein Rückzugselement zu verwenden, das eine bestimmte Menge Ausgabematerial stomabwärts des Ventilsitzes mechanisch „zurücksaugt“. Das Rückzugselement ermöglicht eine sehr präzise Steuerung der am Ende eines Ausgabeschritts in die Ausgabedüse zurückgesaugten Menge Beschichtungsmaterial, was die korrekte Dosierung des Beschichtungsmaterials im nachfolgenden Beschichtungsschritt vereinfacht, da genau die gleiche Menge Beschichtungsmaterial im nachfolgenden Ausgabeschritt „hinzugefügt“ werden kann, indem das Rückzugselement in die vordere Position bewegt wird. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass das Zurücksaugen nahe dem vorderen Ende der Ausgabedüse

erreicht wird. Dadurch werden die Probleme vermieden, die mit den Lösungsansätzen aus dem Stand der Technik zusammenhängen, bei denen das Zurücksaugen an einer entfernten Stelle erfolgt, was als solches hinsichtlich der Genauigkeit problematisch ist und außerdem zu Problemen bei Materialien führt, die dazu neigen, Gase abzugeben. Da eine Zwischenwand als Rückzugselement verwendet wird, kann die Ausgabekanalseite des Ventilelements auf sehr einfache Weise gegenüber der „Rückseite“ des Ventilelements abgedichtet werden.

[0009] Bei einer Ausführungsform ist das Rückzugselement seitlich des Ausgabekanals, insbesondere in einem Düsenkörper der Ausgabedüse angeordnet. Diese Position des Rückzugselements führt zu einer einfachen Ausgestaltung.

[0010] Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Rückzugselement im Ventilelement angeordnet und steht mit dem Ausgabekanal in Strömungsverbindung. Diese Ausgestaltung ermöglicht das Ausbilden der Ausgabedüse mit sehr kleinen Abmessungen, so dass zwei Ausgabedüsen oder mehr sehr nahe beieinander an einer Auftragsvorrichtung angeordnet werden können.

[0011] Eine sehr kompakte Ausgestaltung kann dadurch erreicht werden, dass das Ventilelement in Form einer Hülse vorliegt, wobei die Zwischenwand am Ventilelement geklemmt ist.

[0012] Um zu verhindern, dass Beschichtungsmaterial Bereiche der Ausgabedüse verunreinigt, die nicht dem Beschichtungsmaterial ausgesetzt werden sollen, ist ein Dichtungselement vorgesehen, das zwischen dem Ventilelement und dem Düsenkörper der Ausgabedüse abdichtet.

[0013] Für eine zuverlässige Verbindung zwischen der Zwischenwand und dem Ventilelement ohne viel Platzbedarf kann das Dichtungselement in das Ventilelement geschraubt sein, um die Zwischenwand darin zu klemmen.

[0014] Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Rückzugselement ein Kolben, der auf einer Seite zum Ausgabekanal freiliegt. Da der Kolben starr ist, ist es möglich, die Menge des in die Ausgabedüse zurückgesaugten Beschichtungsmaterials sehr genau zu steuern.

[0015] Vorzugsweise ist eine Rückzugssteuerungskammer vorgesehen, die wirkungsmäßig mit dem Rückzugselement verbunden ist. Die Rückzugssteuerungskammer ermöglicht eine sehr einfache Verlagerung des Rückzugselements zwischen der vorderen und der hinteren Position, indem verschiedene Druckpegel auf die Seite des Steuerelements aufgebracht werden, die dem Druck in der Rückzugssteuerungskammer ausgesetzt ist. Das Aufbringen eines ersten (positiven) Drucks auf die Rückzugssteuerungskammer führt beispielsweise dazu, dass sich das Rückzugselement in der vorderen Position befindet, während eine Anderung zu einem zweiten (negativen oder niedrigeren) Druck dazu führt, dass das Rückzugselement in die hintere Position verlagert wird, so dass ein bestimmtes Volumen Beschichtungsmaterial in die Ausgabedüse zurückgesaugt wird. Es kann möglich sein, weiterhin die Vakuumleitung und die dazugehörigen Steuerelemente und die Steuerlogik bestehender Ausgabeventile zu verwenden, um den Betrieb des Rückzugselements oder des Ausgabeventils gemäß der Erfindung zu steuern.

[0016] Gemäß einer Ausführungsform ist ein Rückzugssteuerungskolben vorgesehen, der dem Druck in der Rückzugssteuerungskammer ausgesetzt ist. Der Rückzugssteuerungskolben ist ein Zwischenelement zwischen dem Rückzugselement und z.B. einer Vakuumleitung und stellt sicher, dass das Rückzugselement präzise gesteuert wird, insbesondere in Situationen, in denen es sich bei dem Rückzugselement um eine Zwischenwand oder eine Membran handelt. Der Rückzugssteuerungskolben kann mechanisch mit dem Rückzugselement verbunden sein.

[0017] Vorzugsweise ist ein einstellbarer Rückzugsanschlag vorgesehen, um den maximalen Hub des Rückzugssteuerungskolbens einzustellen. Der Rückzugsanschlag ermöglicht das Anpassen der Menge des in die Ausgabedüse zurückgesaugten Beschichtungsmaterials an die besonderen Eigenschaften verschiedener Beschichtungsmaterialien, so dass unabhängig von dem spezifischen Beschichtungsmaterial, das verarbeitet wird, am Ende eines Ausgabeschritts die „korrekte“ Menge Beschichtungsmaterial zurückgesaugt wird.

[0018] Bei dem Rückzugsanschlag kann es sich um eine Schraube oder um ein Gewinde handeln, und er kann entweder manuell oder aus der Ferne unter Verwendung eines Schrittmotors

eingestellt werden.

[0019] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Ausgabesteuerungskammer vorgesehen, die wirkungsmäßig mit dem Ventilelement verbunden ist. Ähnlich wie bei der Steuerung der Bewegung des Rückzugselements wird die Ausgabesteuerungskammer dazu verwendet, die Position und die Verlagerung des Ventilelements zu steuern. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Druckpegel in der Ausgabesteuerungskammer verändert wird, So dass das Ventilelement gegen den Ventilsitz gedrückt wird, wenn die auf das Ventilelement zum Ventilsitz hin wirkende Kraft höher ist als die Kraft, die das Ventilelement von dem Ventilsitz weg beaufschlagt und umgekehrt.

[0020] Das Dichtungselement ist vorzugsweise am Rückzugssteuerungskolben geführt, so dass eine radiale Führungsfunktion für das Ventilelement bereitgestellt wird.

[0021] Der Rückzugsteuerungskolben ist vorzugsweise auf einen Vorsprung der Zwischenwand geschraubt, was zu einer kompakten und dennoch zuverlässigen Verbindung führt.

[0022] Für das Ventilelement kann ebenso ein einstellbarer Ausgabeanschlag vorgesehen sein, um den maximalen Hub des Ventilelements einzustellen. Dadurch kann eine sehr einfache Steuerung für den Druckpegel in der Ausgabesteuerungskammer verwendet werden, da der Druckpegel darin nicht zur Steuerung der Position des Ventilelements in der offenen Position benötigt wird. Es ist vielmehr ausreichend, den Druck zur Verlagerung des Ventilelements zwischen einer festen geschlossenen Position (durch den Ventilsitz definiert) und einer festen (dennoch einstellbaren) offenen Position zu verwenden, die durch den Ausgabeanschlag definiert ist.

[0023] Der Ausgabeanschlag kann in Form einer Schraube vorliegen oder eine Gewindeverbindung verwenden, die eine Drehung in eine Translationsbewegung umsetzt, so dass der Öffnungshub des Ventilelements an die spezifischen Eigenschaften verschiedener Beschichtungsmaterialien angepasst werden kann.

[0024] Ein Antriebsmechanismus (wie etwa ein Schrittmotor mit einem Getriebe) kann zur automatischen Einstellung des Ausgabeanschlags auf der Grundlage von Steuersignalen vorgesehen sein.

[0025] Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen [0026] Figur 1 ein schematischer Querschnitt der Ausgabedüse,

[0027] Figur 2 ein Querschnitt der Kernelemente der Ausgabedüse aus Figur 1,

[0028] Figur 3 das in der Ausgabedüse verwendete Ventilelement in einem Querschnitt, [0029] Figur 4 das Ventilelement aus Figur 3 in einer perspektivischen Ansicht,

[0030] Figur 5 die in der Ausgabedüse verwendete Zwischenwand in einem Querschnitt, [0031] Figur6 die Zwischenwand aus Figur 5 in einer perspektivischen Ansicht,

[0032] Figur 7 das in der Ausgabedüse verwendete Dichtungselement in einem Querschnitt,

[0033] Figur 8 der in der Ausgabedüse verwendete einstellbare Rückzugsanschlag in einem Querschnitt,

[0034] Figur 9 der einstellbare Rückzugsanschlag aus Figur 8 in einer perspektivischen Ansicht,

[0035] Figur 10 in einem vergrößerten Maßstab einen Abschnitt der Ausgabedüse in einem Zustand, in dem Beschichtungsmaterial ausgegeben wird,

[0036] Figur 11 die Ausgabedüse aus Figur 10 in einem Zustand, in dem die Ausgabe unterbrochen wurde,

[0037] Figur 12 die Ausgabedüse aus Figur 10 in einem Zustand, in dem Beschichtungsmaterial zurückgesaugt wurde.

[0038] Eine Ausgabedüse 1 zum Auftragen eines Beschichtungsmaterials auf ein Substrat wird nun anhand der Figuren 1 bis 9 erläutert. Die Ausgabedüse 1 ist insbesondere für Maschinen geeignet, die zur Herstellung von Halbleiterchips und MEMS genutzt werden.

[0039] Die Ausgabedüse 1 weist einen Düsenkörper 10 auf, der mit einem Beschichtungsmaterialeinlass 2 und einem Beschichtungsmaterialauslass 3 versehen ist. Der Beschichtungsmaterialeinlass 2 ist über ein Rohr oder jegliche geeignete Komponente mit einer Beschichtungsmateralzuführung verbunden. Der Beschichtungsmaterialauslass 3 kann in Form einer Düse oder in einer anderen Ausgestaltung vorliegen, die zum Auftragen eines besonderen Beschichtungsmaterials auf ein Substrat geeignet ist.

[0040] Innerhalb des Düsenkörpers 10 ist eine Kammer 12 zwischen dem Beschichtungsmaterialeinlass 2 und dem Beschichtungsmaterialauslass 3 vorgesehen. Innerhalb der Kammer 12 ist ein Ventilelement 14 angeordnet, das mit einem ringförmigen Ventilsitz 16 zusammenwirken kann, der so ausgebildet ist, dass er einen Ausgabekanal 18 umgibt, der als Beschichtungsmaterialauslass 3 wirkt.

[0041] Die Seite des Ventilsitzes 16 oder die Richtung zum Ventilsitz 16 hin wird im Folgenden als „vorne“ bezeichnet, während die entgegengesetzte Seite oder Richtung als „hinten“ bezeichnet wird.

[0042] Das Ventilelement 14 kann zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position verlagert werden. In der geschlossenen Position berührt das Ventilelement 14 den Ventilsitz 16 mit seinem vorderen ringförmigen Ende. Wenn das Ventilelement 14 in Bezug auf den Ventilkörper 10 abgedichtet ist (was nachfolgend ausführlich beschrieben ist), wird in dieser Position des Ventilelements 14 eine Verbindung zwischen dem Beschichtungsmaterialeinlass 2 und dem Beschichtungsmaterialauslass 3 der Ausgabedüse 1 geschlossen. In der offenen Position ist das Ventilelement 14 (steuerbar) von dem Ventilsitz 16 beabstandet, so dass die Strömungsverbindung zwischen dem Beschichtungsmaterialeinlass 2 und dem Beschichtungsmaterialauslass 3 offen ist. Die Menge Beschichtungsmaterial, die durch den Ausgabekanal 18 mit der Ausgabedüse 1 ausgegeben wird, ist dann abhängig von dem Druck, mit dem das Beschichtungsmaterial zugeführt wird, von der Viskosität des Beschichtungsmaterials und von dem Hub des Ventilelements 14, mit dem es von dem Ventilsitz 16 angehoben wurde.

[0043] Das Ventilelement 14 ist eine hohle Hülse (s. insbesondere Figuren 3 und 4), die eine sich verjüngende und abgerundete vordere Stirnfläche 20 aufweist, die zum Kontaktieren des Ventilsitzes 16 geeignet ist.

[0044] In seinem Inneren weist das Ventilelement 14 einen Anschlag 22 für eine Zwischenwand 24 auf (s. insbesondere Figuren 5 und 6), die im vorderen Abschnitt des Ventilelements 14 angeordnet ist. Hinter dem Anschlag 22 (von der Stirnfläche 20 aus gesehen) weist das Ventilelement 14 ein Innengewinde 26 auf.

[0045] Die Zwischenwand 24 weist eine schalenartige vordere Membran 28 und einen zylindrischen Vorsprung 30 auf, der mit der Mitte der Membran 28 verbunden ist. An der Außenfläche des Vorsprungs 30 ist ein Gewinde 32 ausgebildet.

[0046] Die Zwischenwand 24 besteht aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder aus Perfluoralkoxy (PFA). Es können jedoch auch andere Materialien verwendet werden.

[0047] Die Membran 28 und der Vorsprung 30 sind hier einstückig ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, den Vorsprung 30 als separates Teil auszubilden, dass anschließend mit der Membran 28 verbunden wird.

[0048] Die Zwischenwand 24 ist durch Klemmen des Außenumfangs der Membran 28 am Anschlag 22, der im hülsenartigen Ventilelement 14 ausgebildet ist, innerhalb des Ventilelements 14 angebracht. Dazu wird ein Dichtungselement 34 (s. Figur 7) verwendet.

[0049] Das Dichtungselement 34 ist ein hohler, insgesamt hülsenartiger Körper mit einer Führungshülse 36 an seinem vorderen Ende und einem Dichtungsbalg 38 an seinem hinteren Ende.

[0050] Die Führungshülse 36 weist eine sich nach innen verjüngende Stirnfläche 40 auf, die eine Stützfläche für die Membran 28 der Zwischenwand 24 bildet. An ihrer Außenfläche ist ein Außengewinde 37 ausgebildet.

[0051] An ihrem hinteren Ende weist die Führungshülse 36 einen Steuerungsvorsprung 42 auf, der mit einem Außengewinde 44 versehen ist.

[0052] Die Führungshülse 36 und der Steuerungsvorsprung 42 bilden hier eine durchgehende zylindrische Führungsfläche 46.

[0053] Der Dichtungsbalg 38 ist mit einer ringförmigen Verbindungsverstärkung 48 versehen, die dazu verwendet wird, ihn am Düsenkörper 10 zu klemmen.

[0054] Das Dichtungselement 34 kann aus den gleichen Materialien wie die Zwischenwand 24, insbesondere aus PTFE bestehen. Es können jedoch auch andere Materialien verwendet werden.

[0055] Durch das Einschrauben des Gewindes 37 der Führungshülse 36 in das Gewinde 26 des Ventilelements 14 wird der Außenumfang der Membran 28 am Anschlag 22 geklemmt. Der Vorsprung 30 steht in den Innenraum des Ventilelements 14 hervor.

[0056] Eine ringförmige Verbindungsverstärkung 48 des Dichtungsbalgs 38 ist eng zwischen zwei Abschnitten des Düsenkörpers 10 geklemmt, wodurch die Kammer 12 abgedichtet wird, so dass das Ventilelement 14 in der Kammer „zwischen“ dem Beschichtungsmaterialeinlass 2 und dem Ventilsitz 16 angeordnet ist. Die Zwischenwand 24 dichtet zwischen der Kammer 12 und dem Inneren des Ventilelement 14 ab.

[0057] Die Verlagerung des Ventilelements 14 wird mit einem Ausgabesteuerungskolben 50 gesteuert, der in einer im Düsenkörper 10 ausgebildeten Ausgabesteuerungskammer 52 angeordnet ist.

[0058] Der Ausgabesteuerungskolben 50 weist einen Verbindungsvorsprung 51 auf, der an seinem vorderen Ende ein Innengewinde aufweist, das auf ein Außengewinde 44 aufgeschraubt ist, das am Steuerungsvorsprung 42 des Dichtungselements 34 ausgebildet ist. Dementsprechend wird jegliche axiale Verlagerung des Ausgabesteuerungskolbens 50 über das Dichtungselement 34 auf das Ventilelement 14 übertragen. Wenn der Ausgabesteuerungskolben 50 im Düsenkörper 10 geführt wird, stellt er eine Führungswirkung für das Ventilelement 14 bereit.

[0059] Die Verlagerung des Ausgabesteuerungskolbens 50 innerhalb der Ausgabesteuerungskammer 52 kann durch Verändern des Drucks in der Kammer 52 gesteuert werden. Zu diesem Zweck ist eine Druckverbindung 54 vorgesehen (s. Figur 1). Eine Feder 56 ist in der Ausgabesteuerungskammer 52 auf der Seite des Ausgabesteuerungskolbens 50 angeordnet, die zu der Seite entgegengesetzt ist, an der die Druckverbindung 54 angeordnet ist.

[0060] Für die Steuerung der maximalen Verlagerung des Ausgabesteuerungskolbens 50 in Richtung des Anhebens des Ventilelements 14 von dem Ventilsitz 16 (in eine Richtung nach hinten) ist ein einstellbarer Ausgabeanschlag 58 vorgesehen. Der Ausgabeanschlag 58 ist auf einer Schraube ausgebildet, die sich in die Ausgabesteuerungskammer 52 erstreckt. Indem der Ausgabeanschlag 58 mehr oder weniger in die Ausgabesteuerungskammer 52 geschraubt wird, kann der maximale Hub des Ausgabesteuerungskolbens 50 eingestellt werden.

[0061] Wie in Figur 2 zu sehen ist, kann der Ausgabeanschlag 58 hohl ausgebildet sein, um mit einem am Ausgabesteuerungskolben 50 ausgebildeten Vorsprung zusammenzuwirken und eine Führungsfunktion zu erreichen.

[0062] Eine Dichtung 60 kann in bekannter Weise zum Abdichten des Kolbens 50 gegenüber der Ausgabesteuerungskammer 52 und dem Düsenkörper 10 verwendet werden.

[0063] Der Ausgabesteuerungskolben 50 ist hohl ausgebildet, so dass darin eine Rückzugssteuerungskammer 62 ausgebildet ist. Innerhalb der Rückzugssteuerungskammer 62 ist ein Rückzugssteuerungskolben 64 angeordnet. Er ist mit einem Vorsprung 66 versehen, der einen Hohlraum mit einem Innengewinde 68 an seinem vorderen Ende aufweist. Das Gewinde 68 ist auf

das Gewinde 32 der Zwischenwand 24 aufgeschraubt.

[0064] Mit dem Rückzugssteuerungskolben 62 kann die Membran 28 der Zwischenwand 24 zwischen einer vorderen und einer hinteren Position verlagert werden. Da die Membran 28 als eine der Begrenzungen des bestimmten Volumens des Ausgabekanals 18 dient, wenn sich das Ventilelement 14 in der geschlossenen Position befindet, führt die Rückzugsmembran 28 zu einer Zunahme des Volumens des Ausgabekanals 18, während ein geringes Volumen Beschichtungsmaterial in den Ausgabekanal 18 zurückgezogen wird, wenn die Membran 28 zurückgezogen ist. Aufgrund der Rückzugswirkung, die die Membran 28 der Zwischenwand 24 auf das Beschichtungsmaterial ausübt, wird die Zwischenwand 24 als Rückzugselement bezeichnet.

[0065] Die Verlagerung des Rückzugssteuerungskolbens 64 innerhalb der Rückzugssteuerungskammer 62 wird durch Anderung des Drucks in der Rückzugssteuerungskammer 62 gesteuert. Zu diesem Zweck ist eine Druckverbindung 69 vorgesehen (s. Figuren 1 und 2). Eine Feder 70 ist in der Rückzugssteuerungskammer 62 auf der Seite des Rückzugssteuerungskolbens 64 angeordnet, die zu der Seite entgegengesetzt ist, an der die Druckverbindung 69 angeordnet ist.

[0066] Die Druckverbindung 69 kann in einem Rückzugsanschlag 72 ausgebildet sein, der hier als hohle Einstellschraube verkörpert ist, die mit einem Außengewinde 74 in ein Innengewinde 76 eingreift, das in einem hinteren Abschnitt des Ausgabesteuerungskolbens 50 ausgebildet ist. Dementsprechend bewegt sich der Rückzugsanschlag 72 zusammen mit dem Ausgabesteuerungskolben 50, wenn das Ventilelement 14 verlagert wird.

[0067] Der Rückzugssteuerungskolben 64 kann (weg von dem Ventilsitz 16) nach hinten verlagert werden, bis er am Rückzugsanschlag 72 anschlägt. Der entsprechende Hub kann dadurch eingestellt werden, dass der Rückzugsanschlag 72 mehr oder weniger in den hinteren Abschnitt des Ausgabesteuerungskolbens 50 eingeschraubt wird.

[0068] Für die Ausgabe von Beschichtungsmaterial wird das Ventilelement 14 in einen offenen Zustand gebracht, indem der Druck in der Ausgabesteuerungskammer 52 soweit erhöht wird, dass die Kraft der Feder 56 überwunden und der Ausgabesteuerungskolben 50 nach hinten bewegt wird. Dementsprechend hebt der Ausgabesteuerungskolben 50 über das Dichtungselement 34 das Ventilelement 14 von dem Ventilsitz 16. In diesem Zustand, der in Figur 10 gezeigt ist, fließt Beschichtungsmaterial, das über den Beschichtungsmaterialeinlass 2 zugeführt wird, durch die Kammer 12 und tritt durch den Ausgabekanal 18 aus.

[0069] Wenn Beschichtungsmaterial ausgegeben wird, befindet sich die Zwischenwand 24 in der vorderen Position. Dies erfolgt durch geeignete Steuerung des Drucks in der Rückzugssteuerungskammer 62.

[0070] Wenn der Beschichtungsmaterialfluss angehalten werden soll, wird der Druck in der Ausgabesteuerungskammer 52 abgesenkt, so dass der Ausgabesteuerungskolben 50 durch die Wirkung der Feder 56 und möglicherweise durch den auf die Ausgabesteuerungskammer 52 aufgebrachten Druckpegel nach vorne bewegt wird, bis das Ventilelement 14 am Ventilsitz 16 anstößt. Der Beschichtungsmaterialfluss ist dann unterbrochen. Dieser Zustand ist in Figur 11 gezeigt.

[0071] Um zu verhindern, dass Beschichtungsmaterial von dem vorderen Ende der Ausgabedüse 1 tropft, wird eine geringe Menge Beschichtungsmaterial in den Ausgabekanal 18 zurückgesaugt. Dies erfolgt durch die Bewegung des Rückzugselements 24 von der vorderen Position in die hintere Position, die in Figur 12 gezeigt ist. Wenn das Ventilelement 14 den Ventilsitz 16 berührt, wirkt sich die Verlagerung des Rückzugselements 24 (genauer gesagt: der Membran 28) lediglich auf das Beschichtungsmaterial, das sich „stromabwärts“ des Ventilsitzes 16 befindet. Dementsprechend führt das in das vordere Ende des Ventilelements 14 zurückgesaugte Volumen zur Bildung eines kleinen Meniskus am äußeren Ende des Ausgabekanals 18, wobei kein Beschichtungsmaterial von der Ausgabedüse 1 auf das zu beschichtende Substrat tropfen kann.

Claims

Patentansprüche

1. Ausgabedüse (1) zum Auftragen einer Beschichtung auf einen Wafer, mit einem Ventilsitz (16), einem Ventilelement (14), das zwischen einer geschlossenen Position, in der es mit dem Ventilsitz (16) zusammenwirkt, um eine Verbindung zwischen einem Beschichtungsmaterialeinlass (2) und einem Beschichtungsmaterialauslass (3) der Ausgabedüse (1) zu schließen, und einer offenen Position verlagert werden kann, in der diese Verbindung offen ist, und ferner mit einem Rückzugselement (24), das zwischen einer vorderen Position und einer hinteren Position verlagert werden kann, wobei das Rückzugselement (24) stromabwärts des Ventilelements (14) mit einem Ausgabekanal (18) der Ausgabedüse (1) in Strömungsverbindung steht, wobei es sich bei dem Rückzugselement (24) um eine Zwischenwand handelt, die auf einer Seite zum Ausgabekanal (18) freiliegt.

2. Ausgabedüse (1) nach Anspruch 1, wobei das Rückzugselement (24) seitlich des Ausgabekanals (18), insbesondere in einem Düsenkörper (10) der Ausgabedüse (1) angeordnet ist.

3. Ausgabedüse (1) nach Anspruch 1, wobei das Rückzugselement (24) im Ventilelement (14) angeordnet ist und mit dem Ausgabekanal (18) in Strömungsverbindung steht.

4. Ausgabedüse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (14) eine Hülse ist, wobei die Zwischenwand (24) am Ventilelement (14) geklemmt ist.

5. Ausgabedüse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Dichtungselement (34) vorgesehen ist, das zwischen dem Ventilelement (14) und dem Düsenkö6rper (10) der Ausgabedüse (1) abdichtet.

6. Ausgabedüse (1) nach Anspruch 5 in Kombination mit Anspruch 4, wobei das Dichtungselement (34) in das Ventilelement (14) geschraubt ist und darin die Zwischenwand (24) klemmt.

7. Ausgabedüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Rückzugselement ein Kolben ist, der auf einer Seite zum Ausgabekanal (18) freiliegt.

8. Ausgabedüse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Rückzugssteuerungskammer (62) vorgesehen ist, die wirkungsmäßig mit dem Rückzugselement (24) verbunden ist.

9. Ausgabedüse (ein) nach Anspruch 8, wobei ein Rückzugssteuerungskolben (64) vorgesehen ist, der dem Druck in der Rückzugssteuerungskammer (62) ausgesetzt ist.

10. Ausgabedüse (1) nach Anspruch 9, wobei ein einstellbarer Rückzugsanschlag (72) zum Einstellen des maximalen Hubs des Rückzugssteuerungskolbens (64) vorgesehen ist.

11. Ausgabedüse (1) nach einem der Ansprüche 9 und 10 in Kombination mit Anspruch 6, wobei das Dichtungselement (34) am Rückzugssteuerungskolben (64) geführt ist.

12. Ausgabedüse (1) nach Anspruch 11, wobei der Rückzugssteuerungskolben (64) auf einen Vorsprung (30) der Zwischenwand (24) geschraubt ist.

13. Ausgabedüse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Ausgabesteuerungskammer (52) vorgesehen ist, die wirkungsmäßig mit dem Ventilelement (14) verbunden ist.

14. Ausgabedüse (1) nach Anspruch 13, wobei ein einstellbarer Ausgabeanschlag (58) zum Einstellen des maximalen Hubs des Ventilelements (14) vorgesehen ist.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen