DE19829793A1 - Rücksaugventil - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rücksaugventil, das in der Lage ist, das Flüssigkeitstropfen eines Fluids an einer Zufuhröffnung zu verhindern, indem eine festgelegte Fluidmenge, die durch einen Fluiddurchgang fließt, auf der Basis der Verschiebung eines Diaphragmas (Membran) angesaugt wird.

Rücksaugventile werden bisher bspw. bei der Herstellung von Halbleiterwafern eingesetzt. Das Rücksaugventil besitzt beim Stop der Zufuhr einer Beschichtungsflüssigkeit auf den Halbleiterwafer eine Funktion zum Verhindern des sogenannten "Flüssigkeitstropfens", bei dem geringe Mengen einer Beschich­ tungsflüssigkeit aus einer Zufuhröffnung auf den Halbleiterwa­ fer tropfen.

Fig. 3 zeigt ein Rücksaugventil gemäß diesem Stand der Technik, wie es bspw. in der japanischen Gebrauchsmusterver­ öffentlichung Nr. 8-10399 beschrieben ist.

Ein solches Rücksaugventil 1 weist einen Hauptventilkörper 5 mit einem einen Fluideinlaßanschluß 2 und einen Fluidauslaß­ anschluß 3 verbindenden Fluiddurchgang 4 und einer Kappe 6 auf, die mit einem oberen Abschnitt des Hauptventilkörpers 5 verbunden ist. Ein Diaphragma 7, das aus einem dickwandigen Abschnitt und einem dünnwandigen Abschnitt besteht, ist in der Mitte des Fluiddurchgangs 4 angeordnet. An der Kappe 6 ist ein Druckfluidzufuhranschluß 8 ausgebildet, der mit einer Druckfluidzufuhrquelle 13 in Verbindung steht und unter Druck stehende Luft zur Betätigung des Diaphragmas 7 unter einer Schaltwirkung eines nicht dargestellten Richtungskontroll­ ventiles liefert.

Ein Kolben 9 ist mit dem Diaphragma 7 verbunden, wobei eine V-Dichtung 10 an dem Kolben 9 angebracht ist und abdichtend entlang einer inneren Wandfläche des Hauptventilkörpers 5 gleiten kann. Außerdem ist in dem Hauptventilkörper 5 eine Feder 11 angeordnet, die den Kolben 9 normalerweise nach oben vorspannt.

Das Bezugszeichen 12 bezeichnet ein Schraubenelement, das gegen den Kolben 9 anliegt und als Anschlag zur Einstellung eines Verschiebungsweges des Kolbens 9 dient, wodurch die Durchflußmenge an Beschichtungsflüssigkeit, die von dem Diaphragma 7 angesaugt wird, einstellbar ist, indem die Einschraublänge der Einstellschraube 12 vergrößert oder verkleinert wird.

Eine Beschichtungsflüssigkeitszufuhrquelle 14 ist mit dem Fluideinlaßanschluß 2 über eine Leitung 15, bspw. eine Rohrleitung oder dgl., verbunden. Außerdem ist zwischen der Beschichtungsflüssigkeitszufuhrquelle 14 und dem Fluideinlaß­ anschluß 2 ein ON/OFF-Ventil 16 angeschlossen, das als separater Körper getrennt von dem Rücksaugventil 1 ausgebildet ist. Durch Ein- bzw. Ausschalten schaltet das ON/OFF-Ventil 16 zwischen einem Zufuhrzustand und einem Zustand der Unterbrechung der Zufuhr von Beschichtungsflüssigkeit relativ zu dem Rücksaugventil 1.

Nachfolgend wird der Betrieb und die Funktion des Rück­ saugventiles 1 grob beschrieben. In einem Normalzustand, in dem Beschichtungsflüssigkeit von dem Fluideinlaßanschluß 2 dem Fluidauslaßanschluß 3 zugeführt wird, werden der Kolben 9 und das Diaphragma 7 entsprechend der Wirkung des von der Druckfluidzufuhröffnung 8 zugeführten unter Druck stehenden Fluides gemeinsam nach unten verschoben. Das Diaphragma 7, das mit dem Kolben 9 gekoppelt ist, steht, wie in Fig. 7 durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, in den Fluiddurchgang 4 vor.

Wenn der Durchfluß von Beschichtungsflüssigkeit durch den Fluiddurchgang 4 unter der Schaltwirkung des ON/OFF-Ventiles 16 gestoppt wird, indem die Zufuhr an unter Druck stehender Luft von der Druckluftzufuhrquelle 8 unterbrochen wird, werden der Kolben 9 und das Diaphragma 7 unter der elastischen Kraft der Feder 11 gemeinsam nach oben angehoben, wobei jegliche Beschichtungsflüssigkeit, die innerhalb des Fluiddurchgangs 4 verbleibt, unter dem durch das Diaphragma 7 erzeugten Unterdruck zurückgesaugt wird, wodurch ein unerwünschtes Her abtropfen von Flüssigkeit an einem nicht dargestellten Fluidzufuhranschluß verhindert wird.

Bei dem Rücksaugventil 1 gemäß diesem Stand der Technik wird eine obere Endposition des Kolbens 9, der unter der Wirkung der elastischen Kraft der Feder 11 angehoben wird, durch Anschlag an einem Ende des als Anschlag dienenden Schrauben­ elements reguliert. Hierbei werden jedoch aufgrund der kinetischen Energie des Kolbens 9 Vibrationen erzeugt. Diese Vibrationen werden auf den Fluiddurchgang 4 übertragen und beeinträchtigen die Beschichtungsflüssigkeit, die in dem nicht dargestellten Zufuhranschluß verbleibt, wodurch ein un­ erwünschtes Herabtropfen von Beschichtungsflüssigkeit auf den Halbleiterwafer bewirkt wird.

Außerdem ist das Rücksaugventil gemäß dem Stand der Technik so aufgebaut, daß bei einem Anheben des Kolbens 9 durch die Wirkung der elastischen Kraft der Feder 11 eine festgelegte Menge an Beschichtungsflüssigkeit, die in dem Fluiddurchgang verbleibt, unter dem durch die Membran erzeugten Unterdruck zurückgesaugt wird. Dementsprechend wird die Geschwindigkeit, mit welcher der Kolben 9 angehoben wird, durch die elastische Kraft der Feder 11 eingestellt und festgelegt. Dadurch tritt bspw. der Nachteil auf, daß die Geschwindigkeit, mit welcher der Kolben angehoben wird, nicht entsprechend den Charakteri­ stiken des durch den Fluiddurchgang 4 fließenden Fluids steuerbar ist.

Außerdem sind bei dem Rücksaugventil 1 gemäß dem Stand der Technik aufwendige Rohrverbindungen zwischen dem Rück­ saugventil 1 und dem ON/OFF-Ventil 16 notwendig. Gleichzeitig besteht das Bedürfnis für einen ausreichenden Installations­ raum für das ON/OFF-Ventil 16 außerhalb des Rücksaugventiles 1, so daß sich der Installationsraum insgesamt vergrößert.

Ferner wird als Folge der zusätzlichen Rohrverbindungen zwischen dem Rücksaugventil 1 und dem ON/OFF-Ventil 16 der Durchflußwiderstand erhöht, was die Reaktionsgenauigkeit des Diaphragmas 7 verschlechtert.

Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rücksaugventil zu schaffen, das in der Lage ist, ein durch unerwünschte Vibrationen erzeugtes Flüssig­ keitstropfen durch Regulierung der Verschiebungsgeschwindig­ keit des Kolbens zu verhindern.

Außerdem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Rohr­ verbindungen zu vermeiden, um den erforderlichen Installa­ tionsraum zu verringern.

Das erfindungsgemäße Rücksaugventil soll ferner in der Lage sein, den Durchflußdurchgangswiderstand zu verringern und dadurch die Reaktionsgenauigkeit des Diaphragmas zu ver­ bessern.

Diese Aufgaben werden mit der Erfindung im wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilehafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Rücksaugventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht, die die Funktion des Rücksaugventiles gemäß Fig. 1 verdeutlicht und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Rücksaugventil gemäß dem Stand der Technik.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 20 das Rücksaugventil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Rücksaugventil 20 weist eine Kupplung 24, an der ein Paar von Rohrleitungen 22a, 22b lösbar angeschlossen ist, sowie ein ON/OFF-Ventil 26 und einen Rücksaugmechanismus 28 auf, der in Längsrichtung auf der Kupplung 24 angeordnet ist.

Die Kupplung 24, das ON/OFF-Ventil 26 und der Rücksaugmecha­ nismus 28 sind miteinander verbunden und bilden eine ein­ stückige Einheit.

Ein erster Anschluß 34 ist an einem Ende und ein zweiter Anschluß 36 ist an dem anderen Ende der Kupplung 24 ausge­ bildet. Die Kupplung 24 weist außerdem einen Kupplungskörper 40, in dem ein Fluiddurchgang 38 zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem ersten Anschluß 34 und dem zweiten Anschluß 36 vorgesehen ist, innere Elemente 42, die mit den ersten bzw. zweiten Anschlüssen 34, 36 gekoppelt und in Öffnungen der Rohre 22a, 22b eingesetzt sind, sowie Verriege­ lungsmuttern 44 zur Aufrechterhaltung einer fluiddichten Abdichtung an den Verbindungsabschnitten der Rohre 22a, 22b durch Aufschrauben der Verriegelungsmuttern 44 auf Schrauben­ gewinde, die an den Enden des Kupplungskörpers 40 ausgebildet sind, auf.

Ein ON/OFF-Ventil 26 ist an einem oberen Teil der Kupplung 24 in der Nähe des ersten Anschlusses 34 vorgesehen. Das ON/OFF- Ventil 26 umfaßt einen ersten Ventilkörper 46, der einstückig mit dem Kupplungskörper 40 verbunden ist, und einen ersten Kolben, der in Richtung von Pfeilen X₁ und X₂ entlang einer ersten Steuerkammer 48 verschiebbar ist, die in dem Inneren des ersten Ventilkörpers 46 ausgebildet ist.

Ein Paar von Federelementen 54a, 54b mit unterschiedlichem Durchmesser greift an dem ersten Kolben 50 und einem ersten Abdeckelement 52 an, wobei der erste Kolben 50 in einem Zustand ist, in dem er normalerweise durch die elastische Kraft der Federelemente 54a, 54b nach unten vorgespannt wird (d. h. in Richtung des Pfeiles X₂).

An einem unteren Ende des ersten Kolbens 50 ist eine erste Diaphragmakammer 58 ausgebildet, die durch ein erstes Diaphragma (Membran) 56 abgeschlossen wird. Das erste Diaphragma 26 ist mit einem unteren Ende des ersten Kolbens 50 verbunden und zur gemeinsamen Bewegung mit dem ersten Kolben 50 vorgesehen.

In diesem Fall wird das erste Diaphragma 56 von einem Sitz 59, der in dem Kupplungskörper 40 ausgebildet ist, abgehoben und übernimmt außerdem die Funktion des Öffnens und Schließens des Fluiddurchgangs 38 durch Aufsetzen bzw. Abheben auf bzw. von dem Sitz 59. Dementsprechend kann durch öffnen und Schließen des ON/OFF-Ventiles 26 ein Umschalten zwischen einem Zufuhr­ zustand und einem Zustand der Unterbrechung der Zufuhr eines Fluids (bspw. einer Beschichtungsflüssigkeit), das durch den Fluiddurchgang 38 fließt, durchgeführt werden.

Zusätzlich ist ein ringförmiges Schutz- oder Dämpfungselement 60, das bspw. aus einem Gummimaterial oder dgl. geformt ist, zum Schutz eines dünnwandigen Abschnitts des ersten Diaphrag­ mas 56 an einer oberen Fläche des ersten Diaphragmas 56 angeordnet, wobei das Schutzelement 60 wiederum von einem im Querschnitt L-förmigen Stützelement 62 getragen wird, das mit einem unteren Ende des ersten Kolbens 50 verbunden ist.

Ein erster Steuerdurchgang 64, der mit der ersten Steuerkammer 48 in Verbindung steht, ist in dem ersten Ventilkörper 46 ausgebildet. Hierbei wird unter der Antriebswirkung einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle der erste Kolben 50 entgegen der elastischen Kraft der Federelemente 54a, 54b durch die Zufuhr eines unter Druck stehenden Fluids (Steuer- oder Pilotdruck) durch den ersten Steuerdurchgang 64 in das Innere der ersten Steuerkammer 48 angehoben. Dementsprechend wird der Fluiddurchgang 38 durch Abheben des ersten Diaphrag­ mas 56 um einen festgelegten Abstand von dem Sitz 59 geöffnet und Beschichtungsflüssigkeit fließt von dem ersten Anschluß 34 zur Seite des zweiten Anschlusses 36.

Außerdem ist ein Lüftungsdurchgang 66, der die erste Diaphrag­ makammer 58 mit der Atmosphäre verbindet, in dem ersten Ventilkörper 46 ausgebildet. Durch Zufuhr und Abfuhr von Luft in die bzw. von der ersten Diaphragmakammer 58 durch den Lüftungsdurchgang 66 kann das erste Diaphragma 56 gleichmäßig betätigt werden.

Die Bezugszeichen 68a und 68b bezeichnen Dichtungselemente, die um eine äußere Umfangsfläche des ersten Kolbens 50 angeordnet sind, um eine Luftdichtigkeit der ersten Steuerkam­ mer 48 zu erreichen, während das Bezugszeichen 70 ein Dämpfungselement zur Abschwächung von Stößen beim Absenken des Kolbens 50 bezeichnet.

Ein Rücksaugmechanismus 28 ist an einem oberen Abschnitt der Kupplung 24 in der Nähe des zweiten Anschlusses 36 vorgesehen. Der Rücksaugmechanismus 28 weist einen zweiten Ventilkörper 72, der einstückig mit dem Kupplungskörper 40 ausgebildet ist, zweite und dritte Kolben 76, 78, die mit einem festen Abstand zueinander innerhalb einer im Inneren des zweiten Ventilkör­ pers 72 ausgebildeten Kammer 74 angeordnet und entlang der Kammer 74 in Richtung der Pfeile X₁ und X₂ verschiebbar sind, sowie eine Verschiebungsgeschwindigkeits-Reguliereinrichtung 82 zum Einstellen einer Geschwindigkeit auf, mit welcher das zweite Diaphragma 80 durch den dritten Kolben 78 angehoben wird.

Die Verschiebungsgeschwindigkeits-Reguliereinrichtung 82 weist ein Spulenelement 84, das die Kammer 74 umgibt, welche durch den zweiten Kolben 76 und den dritten Kolben 78, die jeweils mit Dichtungselementen 83a, 83b an ihrem äußeren Umfang versehen sind, begrenzt wird, ein ER-(elektro-rheologisches) Fluid 86, das das Innere der Kammer 74 füllt und eine Viskosität aufweist, die sich unter der Wirkung eines durch das Spulenelement 84 generierten externen elektrischen Feldes stark ändert, und eine Verengung 88 auf, die in einem mittleren Abschnitt der Kammer 74 angeordnet ist und eine Durchflußmenge des ER-Fluids 86, das zwischen einer oberen Kammerseite 74a in der Nähe des zweiten Kolbens 76 und einer unteren Kammerseite 74b in der Nähe des dritten Kolbens 78 fließt, reguliert.

Eine nicht dargestellte Stromquelle ist an das Spulenelement 84 angeschlossen, um die Größe eines durch das Spulenelement 84 generierten externen elektrischen Feldes durch Vergrößern oder Verkleinern einer auf das Spulenelement 84 aufgebrachten Spannung zu regulieren.

Das ER-Fluid 86 besteht bspw. aus einem Fluid, in dem Partikel in disperser Phase verteilt und in einem isolierenden Dispersionsmittel suspendiert sind, wobei die rheologischen oder Fließcharakteristiken so sind, daß das Fluid die Charakteristiken seiner Viskosität/Plastizität durch Änderung eines extern aufgebrachten elektrischen Feldes ändert. Im allgemeinen erhöht das ER-Fluid 86 seine Viskosität propor­ tional zu der Größe eines extern aufgebrachten elektrischen Feldes merklich.

Auf der unteren Seite des dritten Kolbens 78 ist eine zweite Diaphragmakammer 90 ausgebildet, die durch das zweite Diaphragma 80, das dem Fluiddurchgang 38 zugewandt ist, begrenzt wird. Ein Federelement 92 ist in der zweiten Diaphragmakammer 90 angeordnet, wobei der dritte Kolben 78 normalerweise durch eine elastische Kraft des Federelements 92 nach oben vorgespannt wird (d. h. in Richtung des Pfeiles X₁).

Außerdem ist in der zweiten Diaphragmakammer 90 ein Stab 94 angeordnet, dessen eines Ende an einem unteren Abschnitt des dritten Kolbens 78 befestigt ist und dessen anderes Ende mit einer oberen Fläche des zweiten Diaphragmas 80 gekoppelt ist. Der Stab 94 verschiebt sich gemeinsam mit dem dritten Kolben 78 in Richtung der Pfeile X₁ und X₂. Ein unteres Ende des Stabes 94, das an der oberen Fläche des zweiten Diaphragmas 80 angreift, ist im Querschnitt gekrümmt geformt.

Eine zweite Steuerkammer 98, die mit dem zweiten Steuer­ anschluß 96 in Verbindung steht, ist oberhalb des zweiten Kolbens 76 ausgebildet. Die zweite Steuerkammer 98 wird durch ein zweites Abdeckelement 100 hermetisch abgedichtet. Ein Anschlag 102 zum Einstellen eines Verschiebungsweges des zweiten Kolbens 96 ist in dem zweiten Abdeckelement 100 angeordnet, wobei durch Vergrößern oder Verkleinern der Einschraubtiefe des Anschlages 102 die Größe der Verschiebung des zweiten Kolbens 76 eingestellt wird.

Eine Lüftungsöffnung 104 ist in dem zweiten Ventilkörper 72 ausgebildet, um die zweite Diaphragmakammer 90 mit der Atmosphäre zu verbinden.

Das Rücksaugventil 20 gemäß der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend wird seine Funktion und sein Betrieb beschrieben.

Zunächst wird die Beschichtungsflüssigkeits-Zufuhrquelle 104, in der Beschichtungsflüssigkeit gelagert ist, mit dem Rohr 22a verbunden, das mit dem ersten Anschluß 34 des Rücksaugventiles 20 in Verbindung steht. Die Beschichtungsflüssigkeits- Tropfvorrichtung 110, an der eine Düse 108 zum Tropfen von Beschichtungsflüssigkeit auf den Halbleiterwafer vorgesehen ist, ist an das Rohr 22b angeschlossen, das mit dem zweiten Anschluß 36 in Verbindung steht. Außerdem ist eine nicht dargestellte Druckfluidzufuhrquelle mit dem ersten Steuer­ anschluß 64 und dem zweiten Steueranschluß 96 verbunden. Die Einschraubtiefe des Anschlages 102 wird zum Einstellen der Größe der Verschiebung des zweiten Kolbens 76 vergrößert oder verringert.

Nach Durchführung der oben beschriebenen Vorbereitungsschritte wird die nicht dargestellte Druckfluidzufuhrquelle betätigt, und unter der Schaltwirkung von nicht dargestellten Richtungs­ kontrollventilen wird Druckfluid (unter Druck stehende Luft) dem ersten Steueranschluß 64 und dem zweiten Steueranschluß 96 zugeführt.

Von dem zweiten Steueranschluß 96 zugeführtes Druckfluid wird der zweiten Steuerkammer 98 zugeführt, und durch die Wirkung des der zweiten Steuerkammer 98 zugeführten Steuerdruckes wird der zweite Kolben 76 abgesenkt und der dritte Kolben 78 wird zusammen mit dem Stab 94 in Richtung des Pfeiles X₂ durch das das Innere der Kammer 74 füllende ER-Fluid 86 gedrückt.

Als Folge hiervon werden der dritte Kolben 78 und der Stab 94 entgegen der elastischen Kraft des Federelements 92 in Richtung des Pfeiles X₂ verschoben, und das zweite Diaphragma 80, das mit dem unteren Ende des Stabes 94 gekoppelt ist, nimmt einen zu der Seite des Fluiddurchgangs 38 gebogenen Zustand an (vgl. Fig. 1).

In diesem Fall ist das Spulenelement 84 in einem Zustand, in dem noch keine Spannung angelegt wurde, so daß die Viskosität des die Kammer 74 zwischen den zweiten und dritten Kolben 76, 78 füllenden ER-Fluids 86 nicht geändert wird.

Andererseits wird das von dem ersten Steueranschluß 64 zugeführte Druckfluid (unter Druck stehende Luft) der ersten Steuerkammer 48 des ON/OFF-Ventiles 26 zugeführt, wobei der der ersten Steuerkammer 48 zugeführte Steuerdruck entgegen der elastischen Kraft der Federelemente 54a, 54b eine Verschiebung des ersten Kolbens 50 in Richtung des Pfeiles X₁ bewirkt.

Dementsprechend hebt das mit dem ersten Kolben 50 verbundene erste Diaphragma 56 von dem Sitz 59 ab und das ON/OFF-Ventil 26 nimmt den ON-Zustand ein. Zu dieser Zeit fließt von der Beschichtungsflüssigkeits-Zufuhrquelle 104 zugeführte Beschichtungsflüssigkeit entlang des Fluiddurchgangs 38 und Beschichtungsflüssigkeit wird über die Düse 108 der Beschich­ tungsflüssigkeits-Tropfvorrichtung 110 auf den Halbleiterwafer 106 getropft.

Als Folge hiervon wird ein Beschichtungsflüssigkeitsfilm (nicht dargestellt) mit einer gewünschten Filmdicke auf dem Halbleiterwafer 106 ausgebildet.

Nach dem Beschichten des Halbleiterwafers 106 mit einer gewünschten Menge an Beschichtungsflüssigkeit über die Beschichtungsflüssigkeits-Tropfvorrichtung 110 wird der der ersten Steuerkammer 48 des ON/OFF-Ventiles 26 zugeführte Steuerdruck reduziert und das ON/OFF-Ventil 26 nimmt einen OFF-Zustand ein.

Im einzelnen verschiebt sich durch das Reduzieren des der ersten Steuerkammer 48 des ON/OFF-Ventiles 26 zugeführten Steuerdruckes der erste Kolben 50 unter der elastischen Kraft der Federelemente 54a, 54b in Richtung des Pfeiles X₂, und das erste Diaphragma 56 wird auf den Sitz 59 aufgesetzt (vgl. Fig. 2).

Wenn das ON/OFF-Ventil 26 einen OFF-Zustand annimmt, wird die Zufuhr von Beschichtungsflüssigkeit zu dem Halbleiterwafer 106 durch Schließen des Fluiddurchgangs 38 gestoppt und dadurch das Herabtropfen von Beschichtungsflüssigkeit aus der Düse 108 der Beschichtungsflüssigkeits-Tropfvorrichtung 110 auf den Halbleiterwafer 106 unterbrochen. Hierbei besteht die Befürchtung, daß ein unerwünschtes Tropfen der Beschichtungs­ flüssigkeit auftritt, da die Beschichtungsflüssigkeit, die derjenigen, die auf den Halbleiterwafer 106 getropft wurde, unmittelbar nachfolgt, innerhalb der Düse 108 der Beschich­ tungsflüssigkeits-Tropfvorrichtung 110 verbleibt.

An diesem Punkt werden durch Reduzierung der der zweiten Steuerkammer 98 von dem zweiten Steueranschluß 96 des Rücksaugmechanismus 28 zugeführten Steuerdruckes der dritte Kolben 78 und der Stab 94 unter der Wirkung der elastischen Kraft des Federelements 92 in Richtung des Pfeiles X₁ ver­ schoben.

Hierbei werden der dritte Kolben 78 und der Stab 94 gemeinsam angehoben. Durch Aufwärtsbiegung (in Richtung des Pfeils X₁) des zweiten Diaphragmas 80 durch das Anheben des Stabes 94 wird ein Unterdruck erzeugt, durch den eine festgelegte Menge an Beschichtungsflüssigkeit in Richtung der in Fig. 2 gezeigten Pfeile zurückgesaugt wird.

Durch Rückführung einer festgelegten Menge an Beschichtungs­ flüssigkeit, die innerhalb der Düse 108 der Beschichtungs­ flüssigkeits-Tropfvorrichtung 110 verbleibt, zur Seite des Rücksaugventiles 20 hin, wird ein unerwünschtes Flüssigkeits­ tropfen auf den Halbleiterwafer 106 verhindert.

Wenn der dritte Kolben 78 und der Stab 94 unter der Wirkung der elastischen Kraft des Federelements 92 in Richtung des Pfeils X₁ verschoben werden, wird eine Erhöhung der Viskosität des in die Kammer 74 gefüllten ER-Fluids 86 proportional zu einem durch Betätigen einer nicht dargestellten Stromquelle auf das Spulenelement 84 aufgebrachten externen elektrischen Feld bewirkt.

Durch Vergrößern der auf das Spulenelement 84 aufgebrachten Spannung wird die Größe des durch das Spulenelement 84 generierten externen elektrischen Feldes verstärkt. Die Viskosität des ER-Fluids 86 ändert sich proportional zu der Größe des externen elektrischen Feldes. Da die Viskosität des ER-Fluids 86 innerhalb der unteren Kammer 74b auf diese Weise geändert wurde, wird die Durchflußmenge beim weiteren Hindurchtreten durch die Verengung 88 verringert, wenn das Fluid der oberen Kammer 74a zugeführt wird.

Dementsprechend wird durch Steuerung der Größe des unter der Betätigungswirkung der nicht dargestellten Stromquelle durch das Spulenelement 84 erzeugten externen elektrischen Feldes die Viskosität des ER-Fluids 86 proportional zu der Größe des externen elektrischen Feldes angehoben. Zusätzlich kann durch Regulieren der Durchflußmenge des ER-Fluids 86 mit erhöhter Viskosität, die über die Verengung 88 von der unteren Kammer 74b zu der oberen Kammer 74a fließt, die Anhebegeschwindigkeit (d. h. Verschiebungsgeschwindigkeit) des dritten Kolbens 78 auf einen festgelegten Wert reduziert werden.

Als Folge hiervon wird der zweite Kolben 76 unter der Vermittlung des ER-Fluids 86 mit in Richtung des Pfeiles X₁ verschoben, wobei die kinetische Energie, die erzeugt wird, wenn der zweite Kolben 76 bei Erreichen der Endposition seiner Verschiebung an dem Anschlag 102 anschlägt, durch das ER-Fluid 86 absorbiert werden kann. Dementsprechend können unerwünschte Vibrationen, die erzeugt werden, wenn der zweite Kolben 76 gegen den Anschlag 102 anschlägt, unterdrückt werden.

Außerdem wird durch erneute Zufuhr von unter Druck stehendem Fluid von dem ersten Steueranschluß 64 und dem zweiten Steueranschluß 96 unter der Schaltwirkung nicht dargestellter Richtungskontrollventile das ON/OFF-Ventil 26 in einen ON- Zustand versetzt. Durch Abwärtsverschiebung des zweiten Diaphragmas 80 in den in Fig. 1 dargestellten Zustand wird das Tropfen von Beschichtungsflüssigkeit auf den Halbleiterwafer 106 wieder eingeleitet.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Regulierung der Verschiebungsgeschwindigkeit des zweiten Diaphragmas 80, das zusammen mit dem dritten Kolben 78 unter abschwächender Vermittlung der Verschiebungsgeschwindigkeits-Regulierein­ richtung 82 verschoben wird, durch Änderung der Charakteristi­ ken des ER-Fluids 86 erreicht. Außerdem werden durch eine Reduktion der Geschwindigkeit, mit welcher der dritte Kolben 78 unter Steuerung durch die Verschiebungsgeschwindigkeits- Reguliereinrichtung 82 angehoben wird, Vibrationen unter­ drückt, die erzeugt werden, wenn der zweite Kolben 76 gegen den Anschlag 102 anschlägt. Als Folge hiervon kann ein unerwünschtes Flüssigkeitstropfen an der Düse 108 der Beschichtungsflüssigkeits-Tropfvorrichtung 110 das durch solche Vibrationen hervorgerufen würde, verhindert werden.

Bei der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Kupplung 24, das ON/OFF-Ventil 26 und der Rücksaugmecha­ nismus 28 einstückig zusammengesetzt. Im Gegensatz zu der herkömmlichen Technik werden somit Rohrverbindungen zwischen dem Rücksaugventil 20 und dem ON/OFF-Ventil 26 unnötig und der Installationsraum für die Vorrichtung kann aufgrund der Tatsache, daß kein Bedarf für einen besonderen Befestigungs­ raum für das ON/OFF-Ventil 26 besteht, effizient genutzt werden.

Da das ON/OFF-Ventil einstückig mit dem Rücksaugmechanismus 28 ausgebildet ist, kann im Vergleich zu dem Stand der Technik, bei dem getrennt aufgebaute Einrichtungen miteinander verbunden werden, die Gesamtgröße der Vorrichtung reduziert werden.

Eine Verbesserung der Reaktionsgenauigkeit des zweiten Diaphragmas 80, das durch den Steuerdruck betätigt wird, wird möglich, so daß jegliche Beschichtungsflüssigkeit, die innerhalb des Fluiddurchgangs 38 verbleibt, schnell zurück­ gesaugt werden kann.

Claims (7)

1. Rücksaugventil mit
einer Kupplung (24), die einen Fluiddurchgang (38) mit einer ersten Öffnung (34) an einem Ende und einer zweiten Öffnung (36) am anderen Ende aufweist,
einem ON/OFF-Ventil (26) zum Öffnen und Schließen des Fluiddurchgangs (38) durch ein erstes flexibles Element (56), das unter einem Steuerdruck verschiebbar ist,
einem Rücksaugmechanismus (28) zum Ansaugen eines Fluids in dem Fluiddurchgang (38) durch einen Unterdruck, der durch ein zweites flexibles Element (80) erzeugt wird, welches unter der elastischen Kraft eines Federelements (92) verschiebbar ist, und
einer Verschiebungsgeschwindigkeits-Reguliereinrichtung (82) zum Regulieren der Verschiebungsgeschwindigkeit des zweiten flexiblen Elements (80) während der Erzeugung des Unterdrucks,
wobei die Verschiebungsgeschwindigkeits-Reguliereinrichtung (82) ein Fluid (86) aufweist, das in eine Kammer (74) eines Körpers (72) gefüllt ist, wobei das Fluid eine Viskosität aufweist, die sich entsprechend der Größe eines extern aufgebrachten elektrischen Feldes ändert, sowie ein Spulen­ element (84), das um die Kammer (74) angeordnet ist, um entsprechend einer aufgebrachten Spannung ein externes elektrisches Feld zu erzeugen, und eine Verengung (88), die in einem mittleren Bereich zwischen einem oberen Kammer­ abschnitt (74a) und einem unteren Kammerabschnitt (74b) der Kammer (74) angeordnet ist, um eine Durchflußmenge des Fluids zwischen der oberen Kammer (74a) und der unteren Kammer (74b) zu regulieren.

2. Rücksaugventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (102) in dem Rücksaugmechanismus (28) angeordnet ist, um die Größe einer Verschiebung des zweiten flexiblen Elementes (80) zu regulieren, wobei die Ver­ schiebungsgeschwindigkeits-Reguliereinrichtung (82) kinetische Energie absorbiert, die erzeugt wird, wenn der Verschiebungs­ weg des zweiten flexiblen Elements (80) durch den Anschlag (102) begrenzt wird.

3. Rücksaugventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplung (24), der Rücksaugmechanismus (28) und das ON/OFF-Ventil (26) als einstückige Einheit zu­ sammengesetzt sind.

4. Rücksaugventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste flexible Element und das zweite flexible Element Diaphragmen (56, 80) aufweisen.

5. Rücksaugventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungsgeschwindigkeits- Reguliereinrichtung (82) einen Kolben (76), der entlang der oberen Kammer (74a) verschiebbar ist, einen weiteren Kolben (78), der entlang der unteren Kammer (74b) verschiebbar ist, und einen Stab (94) aufweist, dessen eines Ende mit dem anderen Kolben (78) und dessen anderes Ende mit dem zweiten flexiblen Element (80) gekoppelt ist.

6. Rücksaugventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verschiebungsgeschwindigkeits-Reguliereinrichtung (82) eine Steuerkammer (98) vorgesehen ist, um einen Steuer­ druck zu liefern, und daß der Kolben (76), der andere Kolben (78) und der Stab (74) durch Pressen des Kolbens durch den Steuerdruck entgegen einer elastischen Kraft der Feder (92) gemeinsam verschoben werden.

7. Rücksaugventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid ein elektro-rheologisches Fluid aufweist.