DE19945349A1

DE19945349A1 - Verfahren und System zur Verhinderung eines inkontinenten Flüssigkeitstropfens

Info

Publication number: DE19945349A1
Application number: DE19945349A
Authority: DE
Inventors: Yinghai Yang; Hirosuke Yamada; Kazuya Tamura; Nobuhiro Fujiwara
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2000-05-04
Also published as: CN1097688C; TW493050B; JP3493322B2; JP2000161514A; CN1249214A; US6200100B1; KR100340330B1; KR20000023441A

Abstract

Ein Anhebeweg eines Ventilstopfens wird relativ zu einer Zeitdauer von einem Ventilschließoperationsbefehlszeitpunkt für ein elektrisches Öffnungs-/Schließventil bis zur Ankunft an einer voreingestellten Ventilschnellschließoperationsposition, bei der eine Fließlinie eines von einer Ablassöffnung einer Düse abgelassenen Fluids in einem eingeschnürten Zustand ist, entsprechend einer Antriebswirkung eines elektrischen Stellgliedes gesteuert. Der Ventilstopfen des elektrischen Öffnungs-/Schließventils wird nach der Ankuft an der Ventilschnellschließoperationsposition in eine geschlossene Position gesteuert. Dementsprechend ist es möglich, das inkontinente Flüssigkeitstropfen von der Düse während der Ventilschließoperation des elektrischen Öffnungs-/Schließventils zu verhindern.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur Verhinderung eines inkontinenten Flüssigkeits tropfens, bei dem ein inkontinentes Flüssigkeitstropfen einer Beschichtungsflüssigkeit auf einen Halbleiterwafer durch Steuerung der Durchflussrate der Beschichtungsflüssigkeit zuverlässig verhindert wird, bspw. wenn die Zufuhr der auf den Halbleiterwafer aufzubringenden Beschichtungsflüssigkeit gestoppt wird.

Die Gleichmäßigkeit der Filmdicke der Beschichtungsflüssigkeit (Resistenzflüssigkeit) ist ein wesentlicher Faktor der Produktqualität, da bei den Herstellungsschritten der Halbleiterwafer die Muster immer feiner werden. Daher wird das sogenannte inkontinente Flüssigkeitstropfen, bei dem bei Beendigung der Zufuhr der Beschichtungsflüssigkeit zu dem Halbleiterwafer minimale Mengen einer Beschichtungsflüssigkeit aus einer Düse als Zufuhröffnung für die Beschichtungsflüssig keit auf den Halbleiterwafer tropfen, aus folgenden Gründen verhindert.

Wenn die Zufuhr der Beschichtungsflüssigkeit auf den Halblei terwafer gestoppt wird, und das inkontinente Flüssigkeits tropfen dazu führt, dass eine minimale Menge an Beschichtungs flüssigkeit von der Düse herabtropft, wird die Gleichmäßigkeit der Dicke des auf dem Halbleiterwafer ausgebildeten Filmes verschlechtert, was zu einem schadhaften Produkt führt.

Wie in Fig. 21 dargestellt ist, weist ein herkömmliches Beschichtungsflüssigkeitszufuhrsystem 1 eine Beschichtungs flüssigkeitszufuhrquelle 2, ein Öffnungs-/Schließventil 3, das mit der Beschichtungsflüssigkeitszufuhrquelle 2 verbunden ist, und ein Rücksaugventil 4 auf. Eine Beschichtungsflüssigkeits tropfvorrichtung 7, die eine Düse 6 zum Auftropfen einer festgelegten Menge an Beschichtungsflüssigkeit auf einen Halbleiterwafer 5 aufweist, ist an die Ausgangsseite des Rücksaugventiles 4 angeschlossen. Das Öffnungs-/Schließven til 3 dient der Umschaltung zwischen dem Zufuhrzustand und dem Zufuhr-Gestoppt-Zustand der Beschichtungsflüssigkeit für das Rücksaugventil 4 entsprechend der Ventil-Öffnungs- oder Ventil-Schließwirkung. Das Rücksaugventil 4 dient der Ansaugung der in der Düse 6 vorhandenen Beschichtungsflüssig keit durch Unterdruck, so dass das inkontinente Flüssigkeits tropfen von der Düse 6 auf den Halbleiterwafer 5 verhindert wird.

Bei der herkömmlichen Technik arbeitet ein geübter Benutzer an der Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeitstropfens der Beschichtungsflüssigkeit von der Düse 6 auf den Halbleiterwa fer 5, indem er das Betätigungstiming und die Betätigungs geschwindigkeit des Öffnungs-/Schließventiles 3 und des Rücksaugventiles 4 fein justiert, während er das Phänomen des inkontinenten Flüssigkeitstropfens an dem vorderen Ende der Düse 6 genau beobachtet.

Bei dem herkömmlichen Beschichtungsflüssigkeitszufuhrsystem 1 wird das inkontinente Flüssigkeitstropfen somit dadurch verhindert, dass das Betätigungstiming und die Betätigungs geschwindigkeit des Öffnungs-/Schließventiles 3 und des Rücksaugventiles 4 fein justiert wird, während der geübte Benutzer das Phänomen des inkontinenten Flüssigkeitstropfens am vorderen Ende der Düse 6 auf der Basis seiner Erfahrung und seiner Intuition visuell überwacht. Problematisch wird es, wenn ein unerfahrener Bediener arbeitet, für den es schwierig ist, die Einstellung vorzunehmen, und häufig ist viel Zeit erforderlich, um die Einstellung vorzunehmen.

Nachdem Halbleiterwafer mittlerweile auch eine zunehmende Größe erreichen, werden Tenside verwendet und der Beschich tungsflüssigkeit zugegeben, um die Dispersionseigenschaften der Beschichtungsflüssigkeit auf der Waferoberfläche zu verbessern. Aus diesem Grund wird die Oberflächenspannung der Beschichtungsflüssigkeit abgesenkt, was dazu führt, dass das inkontinente Flüssigkeitstropfen häufiger auftritt. Es ist daher erforderlich, das inkontinente Flüssigkeitstropfen zuverlässiger und in stabiler Weise zu verhindern.

Wird angestrebt, das inkontinente Flüssigkeitstropfen durch Verbesserung der Steuergenauigkeit des Rücksaugventiles zu verhindern, treten folgende weitere Nachteile auf. Die Kosten des Rücksaugventiles werden erhöht und die Bedienung zum Einstellen des Rücksaugventiles wird komplizierter.

Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zur Verhinderung eines inkontinenten Flüssigkeitstropfens vorzuschlagen, die es ermöglichen, das Auftreten des inkontinenten Flüssigkeits tropfens an einer Auslassöffnung zuverlässig und stabil auszuschließen, wenn der Durchfluss von Flüssigkeit, die von einer Flüssigkeitszufuhrquelle zugeführt wird, unterbrochen wird.

Das Auftreten des inkontinenten Flüssigkeitstropfens soll unabhängig von der Erfahrung und Intuition des Bedieners ausgeschlossen werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Auftreten des inkontinenten Flüssigkeitstropfens durch eine einfache und bequeme Betätigung zu erreichen, ohne die Kosten des Rücksaugventiles zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im wesentlichen durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen 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.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines inkon tinentes Flüssigkeitstropfen-Verhinderungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 soll das Auftreten des Phänomens des inkontinenten Flüssigkeitstropfens erläutern,

Fig. 3 soll das Auftreten des Phänomens des inkontinenten Flüssigkeitstropfens erläutern,

Fig. 4 soll eine Druckwelle erläutern, die erzeugt wird, wenn die Fluidzufuhr gestoppt wird,

Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm, das die Vorgänge beim Schließen eines elektrischen Öffnungs-/Schließven tils erläutern soll,

Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm, das die Vorgänge beim Schließen eines elektrischen Öffnungs-/Schließven tils erläutern soll,

Fig. 7 zeigt schematisch eine Anordnung eines Testschalt kreises, der zur Einstellung einer Ventilschnell schließbetätigungsposition verwendet wird,

Fig. 8 dient der Erläuterung eines Betätigungssteuer programms,

Fig. 9 dient der Erläuterung des Betätigungssteuerpro gramms,

Fig. 10 zeigt ein Unterprogramm zur Erläuterung der Vorgän ge beim Schließen des Öffnungs-/Schließventils,

Fig. 11 erläutert einen Zustand, in dem das Fluid von einer Düse auf den Halbleiterwafer abgelassen wird,

Fig. 12 zeigt einen Zustand, in dem die Flusslinie des Fluids verengt wird, wie es erreicht wird, indem die Durchflussrate des Fluids ausgehend von dem in Fig. 11 gezeigten Zustand weiter gedrosselt wird,

Fig. 13 zeigt einen Zustand, in dem das von der Düse getropfte Fluid von dem Halbleiterwafer getrennt wird, wie es durch Schließen des Ventilstopfens in dem in Fig. 11 gezeigten Zustand erreicht wird,

Fig. 14 zeigt einen Zustand, in dem das von dem Halbleiter wafer getrennte Fluid mit Hilfe der Oberflächen spannung an dem vorderen Ende der Düse gehalten wird,

Fig. 15 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, das ein System zur Verhinderung des inkontinenten Flüssig keitstropfens gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,

Fig. 16 zeigt im Längsschnitt eine Anordnung einer elek trischen Pumpe für den Aufbau des Systems zur Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeitstropfens gemäß Fig. 15,

Fig. 17 zeigt im Längsschnitt eine Anordnung, die einen Zustand darstellt, in dem ein Kolben der in Fig. 16 gezeigten elektrischen Pumpe nach oben bewegt wird,

Fig. 18 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Verhin derung des inkontinenten Flüssigkeitstropfens durch Steuerung der Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens der elektrischen Pumpe,

Fig. 19 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Verhin derung des inkontinenten Flüssigkeitstropfens durch Steuern der Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens der elektrischen Pumpe,

Fig. 20 zeigt eine Unterprogramm zur Erläuterung der Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeitstropfens durch Steuern der Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens der elektrischen Pumpe, und

Fig. 21 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, das ein Beschichtungsflüssigkeitszufuhrsystem gemäß dem Stand der Technik darstellt.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein System zur Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeitstropfens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Das inkontinentes Flüssigkeitstropfen-Verhinderungssystem 10 weist eine Beschichtungsflüssigkeitszufuhrquelle 12, ein elektrisches Öffnungs-/Schließventil 14 und ein Rücksaug ventil 16 auf, die sequentiell in Reihe an die Beschichtungs flüssigkeitszufuhrquelle 12 angeschlossen sind, und eine Beschichtungsflüssigkeitstropfvorrichtung 20, die an eine Ausgangsseite des Rücksaugventiles 16 angeschlossen ist und eine Düse 18 aufweist. Das elektrische Öffnungs-/Schließven til 14 weist einen nicht dargestellten Ventilstopfen zur Steuerung der durchfließenden Beschichtungsflüssigkeit auf, um eine festgelegte Durchflussrate durch Einstellen einer Abhebeentfernung von einem sitzabschnitt zu steuern und ein nicht dargestelltes elektrisches Stellglied zur Steuerung des Verschiebungsweges des Ventilstopfens gemäß der Steuerungs wirkung der Menge des aufgebrachten elektrischen Stromes. Das elektrische Öffnungs-/Schließventil 14 weist einen Encoder 2 zur Feststellung des Anhebeweges(-menge) des Ventilstopfens auf.

Das System wird bspw. für die Beschichtungsflüssigkeits zufuhrquelle 12 eingesetzt, bei dem die Beschichtungsflüssig keit unter Verwendung des Gasdruckes unter Druck zugeführt wird. Die Durchflussrate der Beschichtungsflüssigkeit wird auf der Basis des Anhebeweges des an dem elektrischen Öffnungs-/Schließventil 14 angeordneten nicht dargestellten Ventil stopfens in einem Konstantdruckzustand gesteuert. Das elektrische Öffnungs-/Schließventil 14 basiert bspw. auf einem Antriebssystem mit einem linearen Gleichstrommotor, wie es von dem vorliegenden Anmelder vorgeschlagen wurde (s. japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 11-30355). Dieses System ist so vorgesehen, dass der Anhebeweg des Ventilstopfens beliebig steuerbar ist.

Ein Öffnungs-/Schließventil auf der Basis des luftbetätigten Systems kann anstelle des elektrischen Öffnungs-/Schließventi les 14 eingesetzt werden, wobei der Betätigungsluftdruck beliebig gesteuert wird. Im einzelnen kann die Steuerung auf der Basis eines nicht dargestellten elektropneumatischen Reglers oder einer Kombination einer Geschwindigkeitssteuerung und eines Umschaltsystems für eine Vielzahl von parallel angeordneten Solenoid-(Magnetventil-)betätigten Ventilen durchgeführt werden.

Das Rücksaugventiles 16 kann den linearen Gleichstrommotor oder das luftbetätigte System verwenden, je nachdem, welche Genauigkeit für die Rücksaugmenge erfordert wird. Die Antwortgeschwindigkeit des Rücksaugventiles 16 spielt keine wesentliche Rolle.

Eine nicht dargestellte Rotationsplatte, die mit Hilfe eines nicht dargestellten Drehmittels in einer festgelegten Richtung gedreht werden kann, ist unter der Düse 18 angeordnet und von dieser um einen festgelegten Abstand beabstandet. Ein Halblei terwafer 24, auf den die Beschichtungsflüssigkeit von der Düse 18 aufgebracht wird, ist auf der Drehplatte angeordnet.

An das elektrische Öffnungs-/Schließventil 14 ist eine Steuereinheit 26 angeschlossen. Die Steuereinheit 26 weist einen Pulszähler 28 zum Empfang eines pulsförmigen Detektions signals, das von dem Detektor 22 ausgegeben wird, auf und vollzieht eine Zähloperation, um einen Zählwert entsprechend der Anhebeposition des Ventilstopfens zu erhalten. Ein stromverstärker 30 zur Verstärkung eines Stromwertsignales zur Aufbringung eines verstärkten Stromes auf eine nicht dar gestellte elektromagnetische Spule, die für das elektrische Öffnungs-/Schließventil 14 vorgesehen ist, ein ROM-Speicher 34, der eine Vielzahl von Betätigungssteuerprogrammen (die später beschrieben werden) und ein Steuerprogramm zur Steuerung einer Zentraleinheit (CPU) 32, die später be schrieben wird, und die Zentraleinheit 32 zum Vergleich der Anhebeposition des Ventilstopfens auf der Basis des durch den Pulszähler 28 erhaltenen Zählwertes mit einer Anhebeposition des Ventilstopfens auf der Basis des Betätigungssteuer programms oder -musters unter der Steuerung des in dem ROM- Speicher 34 gespeicherten Steuerprogrammes, um eine Differenz zwischen den Werten festzustellen, so dass ein Stromwertsignal auf der Basis der Differenz dem stromverstärker 30 zugeführt wird, sind ebenfalls in der Steuereinheit 26 enthalten.

Die Zentraleinheit 32 weist funktionell eine Timereinrich tung 36 zur Durchführung einer Zeitmessung an jeder vor eingestellten festgelegten Zeit auf sowie eine Differenzbe rechnungseinrichtung 38 zur Festlegung, an jedem festgelegten Zeitpunkt, der Differenz zwischen der Anhebeposition des Ventilstopfens auf der Basis des Betätigungssteuerprogramms und der Anhebeposition des Ventilstopfens auf der Basis des von dem Pulszähler 28 erhaltenen Zählwertes und eine Strom wertsteuereinrichtung 40 für die Zufuhr des Stromwertsignales auf der Basis der Differenz, um zu erreichen, dass die von der Differenzberechnungseinrichtung 38 festgestellte Differenz gleich Null ist.

Das System 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden seine Betätigung, Funktion und Wirkung erläutert.

Zunächst zeigen die Fig. 2 bis 4 allgemein die Korrelation der Flusslinie und der dargestellten Durchflussratensteuerung, die bei Verwendung des Beschichtungsflüssigkeitszufuhrsystems 1 gemäß dem Stand der Technik (vgl. Fig. 1) erreicht wird.

Wenn der Durchfluss eines mit einer konstanten Durchfluss geschwindigkeit fließenden Fluids abgestellt wird, wird eine festgelegte Durchflussratenänderungskurve in Abhängigkeit von dem Steuermedium erreicht, bis die Durchflussrate auf Null geändert wird. Wenn die Durchflussrate gedrosselt wird, wird das Fluid in einem höheren Maße durch die Koagulationskraft, die durch die Oberflächenspannung erzeugt wird, beeinflusst. Dementsprechend wird die Flüssigkeit bei einer bestimmten Durchflussrate abgebrochen und ein diskontinuierliches Fließen tritt auf.

Wenn die Durchflussratenabstellung wie oben beschrieben durchgeführt wird, tritt das inkontinente Flüssigkeitstropfen in folgenden Fällen auf:

(1) Wenn die Zufuhr des Fluids fortgesetzt wird, auch nachdem der Durchfluss des Fluids diskontinuierlich und unterbrochen ist, wird das Grenzvolumen des an dem vorderen Ende der Düse 6 durch die Oberflächenspannung gehaltenen Flüssigkeit über schritten und das inkontinente Flüssigkeitstropfen tritt wie in Fig. 2 gezeigt auf. Das inkontinente Flüssigkeitstropfen tritt auf, wenn die Wirkung der Ventilposition über einen Bereich, der von dem Durchflussratenbereich unmittelbar vor dem diskontinuierlichen Durchfluss bis zu dem Ventil-Voll ständig-Geschlossen-Zustand des Ventilstopfens des Öffnungs-/Schließventiles 3 reicht, langsam ist.
(2) Wenn die Durchflussrate des Fluids schnell geändert wird, tritt die in Fig. 3 gezeigte Druckwelle auf. Die Flüssigkeit wird an dem vorderen Ende der Düse 6 durch den in dem vorange henden Prozess erzeugten Unterdruck gewaltsam unterbrochen. Wie in Fig. 4 gezeigt, rollen die zweiten Tropfen, die während dieses Prozesses erzeugt werden, auf der Filmoberfläche des Halbleiterwafers 5 und beeinträchtigen die Gleichmäßigkeit des Filmes.

Zur Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeitstropfens ist es daher vorteilhaft, die oben beschriebenen verschiedenen Faktoren zu elimieren.

Nachfolgend wird eine Erläuterung der Betätigung des Systems 10 zur Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeits tropfens gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. Es wird angenommen, dass in dem ursprungszustand das elektrische Öffnungs-/Schließventil 14 in dem Ventil-Offen- Zustand ist und dass das Rücksaugventil 16 in dem AUS-Zustand ist.

Die Beschichtungsflüssigkeit tritt durch das elektrische Öffnungs-/Schließventil 14 und das Rücksaugventil 16 ent sprechend der Betätigungswirkung der Beschichtungsflüssig keitszufuhrquelle 12 und wird der Beschichtungsflüssigkeits tropfvorrichtung 20 zugeführt. Die Beschichtungsflüssigkeit wird mit Hilfe der Düse 18 auf den Halbleiterwafer 24 aufgetropft. Als Folge hiervon wird eine nicht dargestellte Beschichtung mit einer gewünschten Filmdicke auf dem Halblei terwafer 24 ausgebildet.

Auf der Basis der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Flussdiagramme wird die Prozedur zum schließen des elektrischen Öffnungs-/Schließventiles 14 zur Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeitstropfens von der Düse 18 beim Stoppen der Zufuhr der Beschichtungsflüssigkeit erläutert.

Wenn dem elektrischen Öffnungs-/Schließventil 14 die Ventil öffnungsoperation befohlen wird, wird die Ausführung des Steuerprogramms begonnen. Das Viskositätsbefehlssignal und das Oberflächenspannungsbefehlssignal, die für die Beschichtungs flüssigkeit als dem Fluid eingestellt sind, werden durch die Steuereinheit 26 gelesen. Als Folge hiervon wird die Fluid charakteristik entsprechend dem zu verwendenden Fluid eingestellt (Schritt S1).

Im einzelnen wird das Operationssteuerprogramm durch die Viskosität und die Oberflächenspannung der Beschichtungs flüssigkeit sowie die Umgebungstemperatur und das Volumen des von dem elektrischen Öffnungs-/Schließventil 14 über die Beschichtungsflüssigkeitstropfvorrichtung 20 zu dem vorderen Ende der Düse 18 reichenden Durchgangs beeinflusst. Bei dieser Ausführungsform werden jedoch der Druck der Beschichtungs flüssigkeit, die von der Beschichtungsflüssigkeitszufuhrquel le 12 zugeführt wird, die Umgebungstemperatur und das Volumen des von dem elektrischen Öffnungs-/Schließventil 14 über die Beschichtungsflüssigkeitstropfvorrichtung 20 zu dem vorderen Ende der Düse 18 reichenden Durchgangs vor der Installation des elektrischen Öffnungs-/Schließventiles 14 vorab festge legt. Es wird angenommen, dass diese Faktoren schon in dem in dem ROM-Speicher 34 gespeicherten Operationssteuerprogramm ihren Niederschlag gefunden haben. Beispielhaft wird eine Beschreibung des Falles gegeben, in dem lediglich auf eine Änderung der zu verwendenden Beschichtungsflüssigkeit zu reagieren ist.

Nach der Ausführung des Schrittes S1 wird das elektrische Öffnungs-/Schließventil 14 in einen vollständig geöffneten Zustand gesteuert.

Nach der Ansteuerung des vollständig geöffneten Zustands des elektrischen Öffnungs-/Schließventiles 14 im Nachgang zu Schritt S1 wird das korrespondierende Operationssteuerprogramm von dem ROM-Speicher 34 auf der Basis des Viskositätsbefehls signals und des Oberflächenspannungsbefehlssignals, die für die Beschichtungsflüssigkeit eingelesen wurden, eingelesen. Das Operationssteuerprogramm wird zu einem nicht dargestellten RAM-Speicher übertragen und dort gespeichert (Schritt S2).

Das Operationssteuerprogramm enthält eine Durchflussraten steuerprogramm zur Steuerung der Durchflussrate des Fluids auf der Basis des Öffnungsgrades des Ventils, d. h. des Anhebeweges des Ventilstopfens relativ zu der seit dem Ventilschließ operationsbefehlszeitpunkt t₀ vergangenen Zeit.

Nun wird eine Erläuterung der Einstellung des Durchflussraten steuerprogramms gegeben.

Ein Testschaltkreis 50, wie er in Fig. 7 gezeigt ist, wird zusammengesetzt, um die Ventilschnellschließoperationsposition des Ventilstopfens endgültig festzulegen. In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 52 eine Fluidzufuhrquelle, das Bezugszeichen 54 einen Druckmesser, das Bezugszeichen 56 ein variables Drosselventil, das Bezugszeichen 58 einen Durchflussmesser und das Bezugszeichen 60 eine Düse. In diesem Fall werden die Oberflächenspannung, die Dichte und Viskosität des Fluids so eingestellt, dass sie in demselben Zustand sind, wie bei dem tatsächlich verwendeten Fluid. Außerdem werden der Düsendurch messer der Düse 60, der Abstand H von der Düse 60 zu der Drehplatte 62 und die Anzahl der Drehungen der Drehplatte 62 so eingestellt, dass sie ebenfalls den tatsächlichen verwende ten Zuständen entsprechen.

Ein nicht dargestellter Knopf des variablen Drosselventils 56 wird langsam in eine festgelegte Richtung in einen Zustand gedreht, in dem das Fluid von der Düse 60 entsprechend der Betätigungswirkung der Fluidzufuhrquelle 52 abgelassen wird, um die Durchflussrate des durch das variable Drosselventil 56 hindurchtretenden Fluids langsam zu drosseln. Als Folge hiervon wird die Durchflussrate des von dem vorderen Ende der Düse abgelassenen Fluids langsam verringert, wodurch ein Zustand erreicht wird, in dem die Flusslinie der von dem vorderen Ende der Düse 60 tropfenden Flüssigkeit verengt wird (s. Fig. 12). Ein Bediener liest von dem Durchflussmesser 58 eine mittlere Position des Durchflussratenbereiches, in dem die Flusslinie des Fluids verengt ist, ab, um sie in das Operationssteuerprogramm einzugeben, während er den Ver engungszustand der Flusslinie der Flüssigkeit wie oben beschrieben visuell beobachtet. Dadurch wird die Ventil schnellbetätigungsposition in dem Operationssteuerprogramm eingestellt.

Anschließend wird das Durchflussratensteuerprogramm zur Steuerung der Durchflussrate des durch das elektrische Öffnungs-/Schließventil 14 fließenden Fluids über den Bereich, in dem der Ventilstopfen des elektrischen Öffnungs-/Schließ ventiles 14 sich von dem vollständig geöffneten Zustand zu dem Zustand der Ventilschnellschließbetätigungsposition bewegt, eingestellt. Das Durchflussratensteuerprogramm wird dazu verwendet, die Durchflussrate des durch das elektrische Öffnungs-/Schließventil 14 fließenden Fluids durch Steuerung der Verschiebungsgeschwindigkeit des Ventilstopfens über den Bereich, in dem sich der Ventilstopfen des elektrischen Öffnungs-/Schließventiles 14 von der vollständig geöffneten Position zu der Ventilschnellschließoperationsposition bewegt, zu steuern. Das Durchflussratensteuerprogramm wird unter Verwendung von Parametern wie der Beschleunigung "a" und der Fließgeschwindigkeit "v" (nachfolgend auch als "Verschiebungs geschwindigkeit v" bezeichnet) des Fluids eingestellt, die durch Berechnung des Anhebeweges des Ventilstopfens bei der Verschiebungsgeschwindigkeit des Ventilstopfens, bei der keine Druckpulsierung erzeugt wird, erhalten wird.

Wie bspw. in Fig. 8 gezeigt ist, wird das Programm so einge stellt, dass die Durchflussrate sich auf der Basis der Beschleunigung "a" von dem Ventilschließoperationsbefehlszeit punkt t₀ zu der Zeit t₁ in einer nach unten gekrümmt ver laufenden Kurve nach rechts ändert. Das Programm wird so eingestellt, dass die Durchflussrate sich auf der Basis der Durchflussgeschwindigkeit "v" von der Zeit t₁ zu der Zeit t₂ in einer gerade nach unten abfallenden Kurve nach rechts ändert. Das Programm ist so eingestellt, dass sich die Durchflussrate auf der Basis der Beschleunigung "-a" von der Zeit t₂ zu der Zeit t₃ in einer nach oben gekrümmten Kurve nach rechts ändert.

Während dieses Prozesses wird darauf geachtet, den Durchfluss des Fluids nicht diskontinuierlich zu gestalten. Der Grenzwert wird unter Verwendung des Testschaltkreises 50 bestätigt. Das wie oben beschrieben aufgestellte Durchflussratensteuer programm wird in das Betätigungssteuerprograinin eingegeben. Tatsächlich werden, wie in Fig. 9 gezeigt, die Beschleunigung "a" und die Fließgeschwindigkeit "v" auf der Basis der voreingestellten Grenzwerte (MAX) der Parameter und der Grenzwerte (MIN), die sich aus der für den Fortschritt zum nächsten Schritt erforderlichen Zeit ergeben, eingestellt. Das Durchflussratensteuerprogramm wird mit der Beschleunigung "a" und der Fließgeschwindigkeit "v" wie oben beschrieben eingegeben.

Das Durchflussratensteuerprogramm wird ausgeführt, indem die Verschiebungsgeschwindigkeit, bei der durch die Verschiebung des Ventilstopfens keine Druckpulsierung bewirkt wird, verwen det wird. Dadurch wird die in Fig. 3 gezeigte Druckwelle unterdrückt. Außerdem kann das Durchflussratensteuerprogramm als gerade Linie oder eine Kurve höherer Ordnung verbleiben. In diesem Fall differiert die Verschiebungsgeschwindigkeit, bei der keine Druckpulsierung bewirkt wird, in Abhängigkeit von dem Einfluss des Rohrdurchgangszustandes und der Elastizi tät aufgrund der Expansion oder Kontraktion des Rohrdurch gangs.

Im Anschluss an Schritt S2 wartet die Routine auf den Ventilschließbetätigungsbefehl (Schritt S3). Wenn der Ventilöffnungsbetätigungsbefehl gegeben wird, wird die Zeitmessung unter Verwendung der Timermittel 36 begonnen (Schritt S4). Die Verschiebungsgeschwindigkeit des Ventil stopfens wird auf der Basis des oben beschriebenen Durchfluss ratensteuerprogramms mit der Verschiebungsgeschwindigkeit des Ventilstopfens, bei der keine Druckpulsierung auftritt, von der vollständig geöffneten Position des Ventilstopfens zu der Ventilschnellschließoperationsposition gesteuert (Schritt S5).

Das heißt, dass, wie in Fig. 8 gezeigt, der Anhebeweg des Ventilstopfens von dem Ventilschließbetätigungsbefehls zeitpunkt t₀ zu der Zeit t₁ so gesteuert wird, dass die Durchflussrate sich auf der Basis der voreingestellten Beschleunigung "a" zu einer nach unten gekrümmten Kurve nach rechts ändert (Schritt S5a). Die Anhebeposition des Ventil stopfens wird auf der Basis des von dem Pulszähler 28 zugeführten Zählwertes gelesen (Schritt S5b), um auf der Basis des Anhebeweges des Ventilstopfens zu überprüfen, ob die Durchflussrate gleich Q₁ ist oder nicht, (Schritt S5c). Wird die Durchflussrate Q₁ nicht erreicht, kehrt die Routine zu Schritt S5a zurück.

Nachdem die Durchflussrate des durch das elektrische Öffnungs-/Schließventil 14 fließenden Fluids innerhalb der Einheitszeit entsprechend dem Anhebeweg des Ventilstopfens gleich Q₁ ist, wird der Anhebeweg des Ventilstopfens von der Zeit t₁ zu der Zeit t₂ so gesteuert, dass die Durchflussrate sich auf der Basis der voreingestellten Verschiebungsgeschwindigkeit "v" zu der nach unten gekrümmten geraden Linie nach rechts ändert (Schritt S5d). Es wird auf der Basis der ausgelesenen Anhebe position des Ventilstopfens überprüft, ob die Durchflussrate gleich Q₂ ist oder nicht, (Schritte S5e, S5f).

Außerdem wird der Anhebeweg des Ventilstopfens von der Zeit t₂ zu der Zeit t₃ so gesteuert, dass sich die Durchflussrate auf der Basis der voreingestellten Beschleunigung "-a" zu einer nach oben gekrümmten Kurve nach rechts ändert (Schritt S5g). Es wird überprüft, ob die Durchflussrate gleich Q₃ ist oder nicht, auf der Basis der Anhebeposition des Ventil stopfens, die von dem durch den Pulszähler 28 erhaltenen Zählwert gelesen wird (Schritte S5h, S5i).

Nachdem die Durchflussrate gleich Q₃ ist, wird die Ver schiebung des Ventilstopfens gestoppt und die vorgesehene Zeit dann ablaufen (Schritt S5j). Die festgelegte Zeit (bezogen auf die Zeitdauer von der Zeit t₃ zu der Zeit t₄, wie in Fig. 8 gezeigt) wird beliebig eingestellt, um den Antwortfehler zu korrigieren, der bspw. durch die Elastizität aufgrund der Expansion oder Kontraktion der Rohrleitung oder des in dem Fluid kontaminierten Gases bewirkt wird. Je länger die festgelegte Zeit ist, desto größer ist der zugelassene Antwortfehler.

Anschließend wird auf der Basis der Anhebeposition des Ventil stopfens, die von dem durch den Pulszähler erhaltenen Zählwert gelesen wird, überprüft, ob der Ventilstopfen an der Ventil schnelloperationsposition ist oder nicht (Schritte S6, S7). Wenn beurteilt wird, dass der Ventilstopfen nicht an der Ventilschnellschließoperationsposition ankommt, wird auf das Durchflussratensteuerprogramm Bezug genommen und die Anhebepo sition des Ventilstopfens, die dem nächsten Zeitmesstiming entspricht, das von den Timermitteln 36 auszuführen ist, wird von dem Durchflussratensteuerprogramm gelesen (Schritt S8). Eine Differenz zwischen der Anhebeposition des Ventilstopfens, die in Schritt S8 gelesen wurde, und der Anhebeposition des Ventilstopfens auf der Basis des durch den Pulszähler erhaltenen Zählwertes wird festgelegt (Schritt S9). Das Stromwertsteuersignal wird dem stromverstärker 30 auf der Basis der in Schritt S9 festgestellten Differenz zugeführt (Schritt S10).

Der Strom mit dem von dem Stromverstärker 30, der das Strom wertsteuersignal empfangen hat, ausgegebenen Stromwert, wird der nicht dargestellten elektromagnetischen Spule des elek trischen Öffnungs-/Schließventiles 14 zugeführt, um den Ventilstopfen in die Ventilschließrichtung anzutreiben. Wenn beurteilt wird, dass das voreingestellte nächste Zeitmessungs timing kommt, wird die Prozedur wiederholt von den Schritten S6 bis S11 durchgeführt.

Die wiederholte Ausführung wird nacheinander in wiederholter Weise in Ventilschließrichtung durchgeführt, bis in Schritt S7 beurteilt wird, dass der Ventilstopfen an der Ventil schnellschließbetätigungsposition ankommt.

Wenn der Ventilstopfen in Schritt S7 an der Ventilschnell schließbetätigungsposition ankommt, wird der Ventilstopfen auf der Basis des Ventilschließbetätigungssignales schnell in Ventilschließrichtung verschoben (Schritt S12). Es ist bevor zugt, dass die Operation zur schnellen Verschiebung des Ventilstopfens in Ventilschließrichtung unter Verwendung des Lade-Modus durchgeführt wird, um die durch den Ventilstopfen erreicht Dichtwirkung zuverlässig zu erreichen. Die Operation wird durchgeführt, nachdem die Durchflussrate des Fluids ausreichend gedrosselt ist. Dadurch ist es möglich, den Einfluss des inkontinenten Flüssigkeitstropfens des Fluids zu vernachlässigen.

Nach Ablauf der festgelegten Zeit wird auf der Basis der Anhebeposition des Ventilstopfens überprüft, ob der Ventil stopfen zuverlässig geschlossen ist oder nicht. Wenn der Ventilstopfen auf dem sitzabschnitt aufsitzt, kommt das Operationssteuerprogramm zu einem Ende (Schritte 513, 514).

Nun wird eine Erläuterung für das inkontinente Flüssigkeits tropfen der Beschichtungsflüssigkeit in dem Falle der Verwendung des elektrischen Öffnungs-/Schließventiles 14 gegeben, das auf der Basis des Operationssteuerprogramms der Ventilschließsteuerung unterworfen wird.

Bevor die Ventilsschließoperation begonnen wird, ist der in Fig. 11 gezeigte Zustand erreicht, bei dem der gleichmäßige Durchfluss der Beschichtungsflüssigkeit auf den Halbleiterwa fer 24 aufgebracht wird. Beim Start der Ventilschließoperation verbleibt die Beschichtungsflüssigkeit innerhalb der Düse 18 unmittelbar bevor sie auf den Halbleiterwafer 24 getropft wird. In diesem Zustand wird, wenn die Anhebeposition der Ventilposition auf der Basis des voreingestellten Durchfluss ratensteuerprogrammes ausreichend von der Ventil-Offen- Position des Ventilstopfens in Ventilschließrichtung zu der Ventilschnellschließoperationsposition bewegt wurde, die Durchflussrate des von der Düse 18 abgelassenen Fluids allmählich verringert, und die Fließlinie des von dem vorderen Ende der Düse 18 abgelassenen Fluids wird verengt, was den in Fig. 12 gezeigten eingeschnürten Zustand ergibt. Das heißt, dass die Fließlinie des von der Düse 18 abgelassenen Fluids als Folge der Ankunft des Ventilstopfens an der Ventilschließ operationsposition in dem Betätigungssteuerprogramm in dem eingeschnürten Zustand ist.

In dem Zustand, in dem das Fluid von dem vorderen Ende der Düse 18 eingeengt ist, wird der ventilstopfen schnell in Ventilschließrichtung angetrieben, um den Ventilstopfen zu schließen. Dementsprechend wird das Fluid, das von dem vorderen Ende der Düse 18 in dem eingeschnürten Zustand abgelassen wird, von dem Halbleiterwafer 24 getrennt (s. Fig. 13). Außerdem wird das Fluid in einer im wesentlichen halbkugelförmigen Form an dem vorderen Ende der Düse 18 gehalten (s. Fig. 14). Das im wesentlichen halbkugelförmige Fluid wird in die Düse 18 gesaugt, indem das Rücksaugventil 16 so angetrieben wird, dass es in dem AN-Zustand ist. Bei dieser Prozedur wird das Fluid so angesaugt, dass das Volumen des an dem vorderen Ende der Düse 18 gehaltenen hemisphäri schen Fluids mit der statischen Oberflächenspannung aus balanciert wird. Somit wird kein dynamischer Einfluss ausgeübt und die Volumendispersion kann auf sehr kleine Werte unter drückt werden. Als Folge hiervon ist es möglich, die Ansaug genauigkeit des Rücksaugventiles 16 zu erhöhen.

Wie oben beschrieben wurde, wird der eingeschnürte Zustand des Fluids auf der Basis des Operationssteuerprogrammes, d. h. der Durchflussratencharakteristik als Ventilschnellschließbe tätigungsposition, eingestellt. Die Verschiebungsgeschwindig keit des Ventilstopfens wird als die Geschwindigkeit gesteu ert, bei der von der Zeit des Ventilschließoperationsbeginns des Ventilstopfens bis zu der Ventilschnellschließbetägigungs position keine Druckpulsierung bewirkt wird. Der Ventilstopfen wird bei Ankunft an der Ventilschnellschließbetätigungsposi tion schnell geschlossen. Entsprechend der oben beschriebenen Einstellung kann das inkontinente Flüssigkeitstropfen der Beschichtungsflüssigkeit zuverlässig und stabil ausgeschlossen werden, ohne durch unsichere dynamische Einstellungen beeinflusst zu werden.

Mit anderen Worten wird die Beschichtungsflüssigkeit an gesaugt, während ein Ausgleich mit der statischen Oberflächen spannung hergestellt wird. Dadurch wird der Prozess nicht durch irgendwelche Unsicherheitsfaktoren, bspw. eine dyna mische Einstellung, beeinflusst. Dementsprechend ist es möglich, das inkontinente Flüssigkeitstropfen zuverlässig und stabil zu verhindern.

Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Auftreten des inkontinenten Flüssigkeitstropfens durch Einstellen des Operationssteuerprogramms und durch Durchführen der bequemen Einstelloperation ohne Erhöhen der Kosten des Rücksaugventiles 16 vermieden werden.

Es versteht sich, dass ein elektrisches Stellglied als Antriebseinheit zum Antrieb des Ventilstopfens (nicht dar gestellt) des elektrischen Öffnungs-/Schließventiles 14 ver wendet werden kann, wobei bspw. eine Kugelspindelwelle an ei ner Drehwelle bspw. eines Linearstellgliedes mit Schwingspule, eines linearen Gleichstrommotors, eines linearen Pulsmotors, eines Drehgleichstrommotors oder eines Drehschrittmotors vorgesehen sein können. Die Drehbewegung der Kugelspindelwelle wird bspw. durch Verwendung eines Verschiebungselements in eine geradlinige Bewegung umgesetzt.

Nachfolgend zeigt Fig. 15 ein System 70 zur Verhinderung eines inkontinenten Flüssigkeitstropfens gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die gleichen Grundelemente wie bei der vorhergehenden Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre detaillierte Erläuterung wird verzichtet.

Das System 70 zur Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeits tropfens gemäß der weiteren Ausführungsform unterscheidet sich von der vorangehenden Ausführungsform dahingehend, dass das erstere eine elektrische Pumpe 74 zur Steuerung der Ablass menge des von der Beschichtungsflüssigkeitzufuhrquelle 12 angesaugten Fluids durch Steuerung der Verschiebungsgeschwin digkeit eines Kolbens 72 aufweist, und ein Öffnungs-/Schließ ventil 76 zum Absperren des Durchflusses des von der elek trischen Pumpe 74 abgelassenen Fluids. Das elektrische Öffnungs-/Schließventil 14 kann als Öffnungs-/Schließventil 76 verwendet werden.

Wie in den Fig. 16 und 17 gezeigt ist, weist die elektrische Pumpe 74 eine Durchflussratensteuereinheit 82 mit einer Ansaugöffnung 78 und einer Ablassöffnung 80 zur Steuerung der Durchflussrate des von der Ablassöffnung 80 abgelassenen Fluids durch Steuerung der Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 72 auf und eine einstückig mit der Durchflussraten steuereinheit 82 ausgebildete Antriebseinheit 84 zum Antrieb des Kolbens 72.

Die Antriebseinheit 84 weist ein Gehäuse 86 auf. Ein läng licher Stab 89 ist in einer Kammer 88 des Gehäuses 86 in der durch den Pfeil X₁ und der durch den Pfeil X₂ angedeuteten Richtung verschieblich vorgesehen. Ein fester Eisenkern 90 ist an dem Gehäuse 86 an einer oberen mittigen Position der Kammer 88 befestigt.

Ein fester Polmagnet 94 ist in der Kammer 88 vorgesehen. Der feste Polmagnet 94 ist von dem festen Eisenkern 90 um einen festen Abstand beabstandet und an der inneren Wandfläche des Gehäuses 86 mit Hilfe eines Stützelements 92 befestigt. Bei dieser Anordnung wird zwischen dem festen Polmagneten 94 und dem festen Eisenkern 90 ein magnetisches Feld im wesentlichen in Horizontalrichtung ausgebildet. Eine Spule 98, um die eine elektromagnetische Spule 96 mehrfach gewunden ist, tritt zwischen den festen Eisenkern 90 und den festen Polmagnet 94 ein. Die Spule 98 ist mit dem Stab 89 mit Hilfe eines nicht dargestellten Verbindungsstiftes verbunden und gemeinsam mit dem Stab 89 verschieblich vorgesehen. Ein festgelegter Freiraum ist zwischen dem festen Eisenkern 90 und der Spule 98 vorgesehen. Das Bezugszeichen 100 bezeichnet einen Leitungsdraht, über den ein Strom von der Steuereinheit 26 durch die elektromagnetische Spule 96 fließen kann, um den Stab 89 anzutreiben.

An der inneren Wandfläche des Gehäuses 86 ist über das Stütz element 92 ein Führungselement 102 vorgesehen. Das Führungs element 102 steht in Eingriff mit einer Aussparung 104 des Stabes 89 und führt dadurch den Stab 89 linear. Außerdem dient das Führungselement 102 als Stopper zur Regulierung des Verschiebungsweges des Stabes 89.

Über ein Stützelement 106 ist ein Encoder 108 an der inneren Wandfläche des Gehäuses 86 auf der dem Führungselement 102 gegenüberliegenden Seite befestigt. Der Encoder 108 weist einen nicht dargestellten Fotosensor auf, der an der Seite des Gehäuses 86 befestigt ist und eine nicht dargestellte Glas skala, die an der Seite des Stabes 89 befestigt ist, wobei die Glasskala auf einem Glassubstrat mit konstanten Intervallen ausgebildete Skalenwerte aufweist. Bei dieser Anordnung wird der Verschiebungsweg des Kolbens 72, der gemeinsam mit dem Stab 89 verschoben wird, durch den nicht dargestellten Fotosensor mit Hilfe der Glasskala festgestellt. Ein puls förmiges Detektionssignal, das von dem Fotosensor ausgegeben wird, wird als Feedback durch den Leitungsdraht an die Steuer einheit 26 gegeben. Die Zentraleinheit 32 berechnet die Ver schiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 72 pro Zeiteinheit auf der Basis des Verschiebungsweges des Kolbens 72, der durch den Encoder 108 festgestellt wird.

Die Durchflussratensteuereinheit 82 ist über ein Verbindungs element 110 und eine Platte 112 einstückig mit dem Gehäuse 86 verbunden. Die Durchflussratensteuerheit 82 weist einen Körper 114 mit der Ansaugöffnung 78 und der Ablassöffnung 80 auf, wobei der Kolben 72 in einer Kammer 116 des Körpers 114 vorgesehen ist, um sich gemeinsam mit dem Stab 89 in Vertikal richtung (Richtung der Pfeile X₁ oder X₂) zu verschieben, und einen Balg 118 zur Abdeckung des Kolbens 72 mit einem an dem Kolben 72 befestigten ersten Ende und einem an der Platte 112 befestigten zweiten Ende. Der Balg 118 besteht aus einem flexiblen Material, bspw. einem Gummimaterial oder einem Kunstharzmaterial. Ein Dichtungselement 120 zum Umgeben des Kolbens 72 ist an einem Gleitabschnitt zwischen der Platte 112 und dem Kolben 72 angebracht.

Ein erstes Kontrollventil 122 zur Verhinderung der Gegen flusses der von der Beschichtungsflüssigkeitzufuhrquelle 12 angesaugten Beschichtungsflüssigkeit ist zwischen der Beschichtungsflüssigkeitzufuhrquelle 12 und der Ansaugöffnung 78 vorgesehen. Ein zweites Kontrollventil 124 zur Verhinderung des Gegenflusses der von der Ablassöffnung 80 abgelassenen Beschichtungsflüssigkeit ist zwischen der Ablassöffnung 80 und dem Öffnungs-/Schließventil 76 vorgesehen.

Das System 70 zur Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeits tropfens gemäß der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden seine Verwendung, Funktion und Wirkung erläutert.

Zunächst wird die Betätigung der elektrischen Pumpe 74 erläutert.

Wenn ein Strom über die Steuereinheit 26 durch die elektro magnetische Spule 96 fließen kann, wird in der elektro magnetischen Spule 96 eine elektromagnetische Kraft erzeugt. Die Kraft zur Aufwärtsbewegung der Spule 98, die die dar umgewundene Spule 96 aufweist, wird entsprechend der sogenann ten Fleming'schen linke Hand Regel durch die Interaktion zwischen der elektromagnetischen Kraft und dem durch den festen Polmagnet 94 und den festen Eisenkern 90 gebildeten magnetischen Feld erzeugt. Die Spule 98, der Stab 89 und der Kolben 72 werden gemeinsam nach oben (in Richtung des Pfeiles X₁) bewegt. Die elektromagnetische Kraft ist so einstellbar, dass sie eine gewünschte Größe und gewünschte Zeitdauer hat, indem die Größe des durch die elektromagnetische Spule 96 fließenden Stromes in geeigneter Weise gesteuert wird. Die Richtung der elektromagnetischen Kraft kann in die Richtung des Pfeiles X₁ oder die Richtung des Pfeiles X₂ geändert werden, indem die Polarität des durch die elektromagnetische Spule 96 fließenden Stromes umgekehrt wird.

Der Kolben 72 wird wie oben beschrieben nach oben bewegt, und der Balg 118 zur Abdeckung des Kolbens 72 wird zusammen gedrückt (s. Fig. 17). Dementsprechend wird die Beschichtungs flüssigkeit über die Ansaugöffnung 98 angesaugt und in die Kammer 116 geladen.

Andererseits wird der Kolben 72 abgesenkt (in Richtung des Pfeiles X₂), indem die positiven und negativen Polaritäten des durch die elektromagnetische Spule 96 fließenden Stromes umgekehrt werden. Die Beschichtungsflüssigkeit, die in der Kammer 116 geladen ist, wird über die Ablassöffnung 80 dem Öffnungs-/Schließventil 76 zugeführt. Eine festgelegte Menge an Beschichtungsflüssigkeit-wird von der Düse 18 der Beschich tungsflüssigkeitstropfvorrichtung 20 auf den Halbleiterwa fer 24 getropft.

Nachfolgend wird für diese weitere Ausführungsform eine Erläu terung des Verfahrens zur Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeitstropfens von der Düse 18 beim Stoppen der Zufuhr der Beschichtungsflüssigkeit gegeben.

Im Falle der vorangehenden Ausführungsform auf der Basis der Verwendung des elektrischen Öffnungs-/Schließventiles 14 wird der Anhebeweg des Ventilstopfens bis zum Erreichen an der Ventilschnellschließbetätigungsposition auf der Basis des Operationssteuerprogramms gesteuert. Andererseits unter scheidet sich die weitere Ausführungsform, die auf der Verwendung der elektrischen Pumpe 74 basiert, von der vorangehenden Ausführungsform darin, dass die Verschiebungs geschwindigkeit des Kolbens 72 der elektrischen Pumpe 74 so gesteuert wird, dass die Fließlinie des von der Düse 18 abgelassenen Fluids auf der Basis des Operationssteuer programmes in dem eingeengten Zustand ist. Das inkontinente Flüssigkeitstropfen von der Düse 18 kann durch schnelle Verschiebung des nicht dargestellten Ventilstopfens des Öffnungs-/Schließventiles 76 zur Erreichung des Ventil- Geschlossen-Zustandes verhindert werden, nachdem die Fließli nie des von der Düse 18 abgelassenen Fluids in dem eingeengten Zustand ist.

Das Verfahren zur Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeits tropfens wird genauer auf der Basis der in den Fig. 18 bis 20 gezeigten Flussdiagrammen erläutert. Es wird angenommen, dass die elektrische Pumpe 74 bereits zum Ansaugen der Beschich tungsflüssigkeit auf der Basis des Befehlssignals von der Steuereinheit 26 vervollständigt ist und dass die festgelegte Menge an Beschichtungsflüssigkeit in der Kammer 116 geladen ist.

Wenn die Ablassoperation der Beschichtungsflüssigkeit von der elektrischen Pumpe 74 befohlen wird, wird die Ausführung des Steuerprogrammes begonnen. Das Viskositätsbefehlssignal und das Oberflächenspannungsbefehlssignal, die für die Beschich tungsflüssigkeit als Fluid eingestellt sind, werden von der Steuereinheit 26 gelesen. Als Folge hiervon wird die Fluid charakteristik entsprechend dem zu verwendenden Fluid eingestellt (Schritt S21).

Nach Ausführung des Schrittes S21 wird das Öffnungs-/Schließ ventil 26 in einen vollständig geöffneten Zustand gesteuert.

Nach Steuerung des vollständig geöffneten Zustandes des Öffnungs-/Schließventiles 76 im Anschluss an Schritt S21 wird das entsprechende Operationssteuerprogramm auf der Basis des Viskositätsbefehlssignals und des Oberflächenspannungsbefehls signals, die für die Beschichtungsflüssigkeit eingelesen wurden, aus dem ROM-Speicher gelesen. Das Operationssteuer programm wird zu einem nicht dargestellten RAM-Speicher übertragen und darin gespeichert (Schritt S22).

Das Operationssteuerprogramm umfasst ein Durchflussraten steuerprogramm zur Steuerung der Durchflussrate des Fluids auf der Basis des Verschiebungsweges des Kolbens 72 relativ zu der seit der Ablassoperationsbefehlszeit t₀ vergangenen Zeit. Die Operation zum Einstellen des Durchflussratensteuerprogramms wird auf dieselbe Weise durchgeführt wie bei der vorangehenden Ausführungsform, so dass auf eine detaillierte Erläuterung verzichtet wird.

Im Anschluss an Schritt S22 wartet die Routine auf den Ablassstopp-Operationsbefehl an die elektrische Pumpe 74 (Schritt S23). Wenn der Ablassstopp-Operationsbefehl gegeben wird, wird die Zeitmessung unter Verwendung der Timermittel 36 begonnen (Schritt S24). Die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 72 wird so gesteuert, dass die Fließlinie des von der Düse abgelassenen Fluids entsprechend der Verschiebungs geschwindigkeit des Kolbens, bei der keine Druckpulsierung auftritt, auf der Basis des oben beschriebenen Durchfluss ratensteuerprogramms in dem eingeengten Zustand ist (Schritt S25).

Das heißt, dass wie in Fig. 8 gezeigt, der Verschiebungsweg des Kolbens 72 von dem Ablassstopp-Operationsbefehlszeitpunkt t₀ zu der Zeit t₁ so gesteuert wird, dass die Durchflussrate sich auf der Basis der voreingestellten Beschleunigung "a" in die nach unten gekrümmte Kurve nach rechts ändert (Schritt S25a). Der Verschiebungsweg des Kolbens 72 wird auf der Basis des von dem Pulszähler 28 zugeführten Zählwertes gelesen (Schritt S25b), um auf der Basis der Verschiebungsgeschwindig keit des Kolbens 72 zu überprüfen, ob die Durchflussrate gleich Q₁ ist oder nicht (Schritt S25c). Wenn die Durchfluss rate nicht bei Q₁ ankommt, kehrt die Routine zu Schritt S25a zurück.

Nachdem die Durchflussrate des von der elektrischen Pumpe 74 abgelassenen Fluids innerhalb der Zeiteinheit gleich Q₁ ist entsprechend dem Verschiebungsweg des Kolbens 72, wird die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 72 von der Zeit t₁ zu der Zeit t₂ so gesteuert, dass sich die Durchflussrate auf der Basis der voreingestellten Verschiebungsgeschwindigkeit "v" in die nach unten geneigte gerade Linie nach rechts ändert (Schritt S25d). Es wird auf der Basis der gelesenen Ver schiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 72 überprüft, ob die Durchflussrate gleich Q₂ ist oder nicht (Schritte S25e, S25f).

Außerdem wird die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 72 von der Zeit t₂ zu der Zeit t₃ so gesteuert, dass sich die Durchflussrate auf der Basis der voreingestellten Beschleuni gung "-a" zu der nach oben gekrümmten Kurve nach rechts ändert (Schritt S25g). Es wird auf der Basis der Verschiebungs position des Kolbens 72, die von dem durch den Pulszähler 28 erhaltenen Zählwert gelesen wird, überprüft, ob die Durch flussrate gleich Q₃ ist oder nicht (Schritte S25h, S25i).

Nachdem die Durchflussrate gleich Q₃ ist, wird die Ver schiebung des Kolbens 72 gestoppt, und die festgelegte Zeit kann ablaufen (Schritt S25j). Die festgelegte Zeit (bezogen auf die Zeitdauer von der Zeit t₃ zu der Zeit t₄ gemäß Fig. 8) wird beliebig eingestellt, um den bspw. durch die Elastizität aufgrund der Expansion oder Kontraktion der Rohrleitung oder der in dem Fluid kontaminierten Gase bewirkten Antwortfehler zu korrigieren. Je länger die festgelegte Zeit ist, desto größer ist der zugelassene Antwortfehler.

Anschließend wird auf der Basis der Verschiebungsgeschwindig keit des Kolbens 72, die aus dem von dem Pulszähler 28 erhal tenen Zählwert berechnet wird, überprüft, ob die Fließlinie des von der Düse 18 abgelassenen Fluids in dem eingeengten Zustand ist oder nicht (Schritte S26, S27). Wenn beurteilt wird, dass die Verschiebungsposition des Kolbens 72 nicht an der festgelegten Position ankommt, wird auf das Durchfluss ratensteuerprogramm Bezug genommen und die Verschiebungs position des Kolbens 72 entsprechend dem nächsten von den Timermitteln 36 auszuführenden Zeitmessungstiming wird von dem Durchflussratensteuerprogramm gelesen (Schritt S28). Eine Differenz zwischen der Verschiebungsposition des Kolbens 72, die in Schritt S28 gelesen wurde, und der Verschiebungs position des Kolbens 72 auf der Basis des von dem Pulszähler erhaltenen Zählwertes wird bestimmt (Schritt S29). Auf der Basis der in Schritt S29 bestimmten Differenz wird das Stromwertsteuersignal dem Stromverstärker 30 zugeführt (Schritt S30).

Der Strom mit dem von dem Stromverstärker 30, der das Stromwertsteuersignal empfangen hat, ausgegebenen Stromwert, wird der elektromagnetischen Spule 96 der elektrischen Pumpe 74 zugeführt, um die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 72 zu steuern. Wenn beurteilt wird, dass das voreingestellte nächste Zeitmessungstiming kommt, wird die Prozedur wiederholt von Schritt S26 bis Schritt S31 ausgeführt.

Die wiederholte Ausführung wird anschließend in wiederholter Weise zur Steuerung der Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 72 (Abbremsung der Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 72) ausgeführt, bis in Schritt S27 beurteilt wird, dass die Verschiebungsposition des Kolbens 72 an dem Zustand ankommt, in dem die Fließlinie des Fluids eingeengt ist.

Wenn der Kolben 72 die Verschiebung stoppt und die festgelegte Zeit abläuft, um an dem Zeitpunkt t₄ anzukommen (s. Fig. 8), wird der nicht dargestellte Ventilstopfen des Öffnungs-/Schließventiles 76 auf der Basis des von der Steuereinheit 26 ausgegebenen Ventilschnellschließbetätigungssignals schnell in Ventilschließrichtung verschoben (Schritt S32). Es ist bevorzugt, dass die Operation zur schnellen Verschiebung des nicht dargestellten Ventilstopfens in Ventilschließrichtung unter Verwendung des Lademodus durchgeführt wird, um die durch den Ventilstopfen erzielte Dichtwirkung zuverlässig zu erreichen. Die Operation wird durchgeführt, nachdem die Durchflussrate des Fluids ausreichend gedrosselt ist. Daher ist es möglich, den Einfluss des inkontinenten Flüssigkeits tropfens des Fluids zu vernachlässigen.

Nach Ablauf der festgelegten Zeit wird überprüft, ob der nicht dargestellte Ventilstopfen des Öffnungs-/Schließventiles 76 an der geschlossenen Position ankommt oder nicht. Wenn der Ventilstopfen auf dem sitzabschnitt aufsitzt, kommt das Operationssteuerprogramm zu einem Ende (Schritte S33, S34).

Die übrigen Funktionen und Wirkungen sind die gleichen wie bei der vorangehenden Ausführungsform, so dass auf ihre erneute Beschreibung verzichtet wird.

Claims

1. Verfahren zur Verhinderung des Auftretens eines in kontinenten Flüssigkeitstropfens eines Fluids von einer Ablassöffnung (18), wenn ein Durchfluss des von einer Fluidzufuhrquelle (12) zugeführten Fluides abgeschaltet wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Steuerung einer Durchflussmenge des durch einen Fluiddurchgang fließenden Fluids auf der Basis eines voreingestellten Durch flussratensteuerprogramms, so dass eine Fließlinie des von der Ablassöffnung (18) abgelassenen Fluids entsprechend einer Steuerung der Menge eines aufgebrachten elektrischen Stromes in einem eingeschnürten Zustand ist, und
Schließen des Fluiddurchgangs, so dass die Durchflussmenge des fließenden Fluids gleich Null ist, wenn die Fließlinie des von der Ablassöffnung (18) abgelassenen Fluids in dem eingeschnür ten Zustand ist.

2. Verfahren zur Verhinderung des Auftretens eines in kontinenten Flüssigkeitstropfens eines Fluids von einer Ablassöffnung (18), wenn ein Durchfluss des von einer Fluidzufuhrquelle (12) zugeführten Fluids abgeschaltet wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Steuerung eines Anhebeweges eines Ventilstopfens relativ zu einer Zeitperiode von einer Ventilschließoperationsbefehlszeit eines Öffnungs-/Schließventiles (14) bis zur Ankunft an einer voreingestellten Ventilschnellschließoperationsposition, bei der eine Fließlinie des von der Ablassöffnung (18) abgelasse nen Fluids in einem eingeschnürten Zustand ist, entsprechend einer Antriebswirkung eines elektrischen Stellgliedes, und
Steuerung des Ventilstopfens des Öffnungs-/Schließventiles 14 in eine geschlossene Position nach Ankunft an der Ventil schnellschließoperationsposition.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Anhebeweg des Ventilstopfens relativ zu der Zeitperiode von dem Ventil schließoperationsbefehlszeitpunkt des Öffnungs-/Schließventi les (14) bis zur Ankunft an der Ventilschnellschließopera tionsposition, bei der die Fließlinie des von der Ablass leitung (18) abgelassenen Fluids in dem eingeschnürten Zustand ist, entsprechend einer Vielzahl von in einem Speicher (34) gespeicherten Operationssteuerprogrammen gemäß den Charakteri stiken des Fluids gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Anhebeposition des Ventilstopfens in einer Ventilschließrichtung durch Steuerung einer Menge des aufgebrachten elektrischen Stromes auf das elektrische Stellglied zum Antrieb des Ventilstopfens des Öffnungs-/Schließventiles (14) gemäß einem Operationssteuer programm gesteuert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Verschiebungs geschwindigkeit des Ventilstopfens von dem Ventilschließ operationsbefehlszeitpunkt des Öffnungs-/Schließventiles (14) bis zur Ankunft an der voreingestellten Ventilschnellschließ operationsposition, bei der die Fließlinie des von der Ablassöffnung (18) abgelassenen Fluids in dem eingeschnürten Zustand ist, so eingestellt wird, dass eine Durchflussrate erreicht wird, die unmittelbar vor der diskontinuierlichen Förderung des Fluids liegt, ohne eine Druckpulsation zu bewirken.

6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Durchflussraten charakteristik von dem Ventilschließoperationsbefehlszeitpunkt des Öffnungs-/Schließventiles (14) bis zur Ankunft an der Ventilschnellschließoperationsposition, bei der die Fließlinie des von der Ablassöffnung (18) abgelassenen Fluids in dem eingeschnürten Zustand ist, durch eine Verschiebungsgeschwin digkeit und eine Beschleunigung eingestellt wird, die aus dem Anhebeweg des Ventilstopfens des Öffnungs-/Schließventiles (14) berechnet wird.

7. Verfahren zur Verhinderung des Auftretens eines in kontinenten Flüssigkeitstropfens eines Fluids von einer Ablassöffnung (18), wenn ein Durchfluss des von einer Fluidzufuhrquelle (12) geführten Fluids abgeschaltet wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Steuerung eines Verschiebungsweges eines Kolbens (72) relativ zu einer Zeitdauer von einem Ablassstopp-Operationsbefehls zeitpunkt für eine Pumpe (74) bis eine Fließlinie des von der Ablassöffnung (18) abgelassenen Fluids in einem eingeschnürten Zustand ist, entsprechend einer Antriebswirkung der Pumpe (74), und
Steuerung eines Ventilstopfens eines Öffnungs-/Schließventiles (76) in eine geschlossene Position, nachdem die Fließlinie des von der Ablassöffnung (18) abgelassenen Fluids in dem eingeschnürten Zustand ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Verschiebungsweg des Kolbens (72) relativ zu der Zeitdauer von dem Ablassstopp- Operationsbefehlszeitpunkt für die Pumpe (74) bis die Fließlinie des von der Ablassöffnung (18) abgelassenen Fluids in dem eingeschnürten Zustand ist, entsprechend einer Vielzahl von in einem Speicher (34) gespeicherten Operationssteuer programmen gemäß den Charakteristiken des Fluids gesteuert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine Verschiebungs geschwindigkeit des Kolbens (72) durch Steuerung einer Menge des aufgebrachten elektrischen Stromes auf die Pumpe (74) durch ein Operationssteuerprogramm gesteuert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine Verschiebungs geschwindigkeit des Kolbens (72) von dem Ablassstopp-Opera tionsbefehlszeitpunkt für die Pumpe (74) bis die Fließlinie des von der Ablassleitung (18) abgelassenen Fluids in dem eingeschnürten Zustand ist, so eingestellt wird, dass eine Durchflussrate unmittelbar bevor das Fluid diskontinuierlich fließt eingestellt wird, ohne eine Druckpulsation zu bewirken.

11. Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine Durchflussraten charakteristik von dem Ablassstopp-Operationsbefehlszeitpunkt für die Pumpe (74) bis die Fließlinie des von der Ablassöffnung (18) abgelassenen Fluids in dem eingeschnürten Zustand ist, durch eine Verschiebungsgeschwindigkeit und eine Beschleuni gung eingestellt wird, die aus dem Verschiebungsweg des Kolbens (72) berechnet wird.

12. System zur Verhinderung eines inkontinenten Flüssigkeits tropfens mit:
einer Fluidzufuhrquelle (12) für die Zufuhr eines Fluids mit einer konstanten Geschwindigkeit,
einem Öffnungs-/Schließventil (14) zur Steuerung einer Durchflussrate des durch einen Durchflussdurchgang fließenden Fluids durch Verschieben eines Ventilstopfens zum Öff nen/Schließen des Durchflussdurchgangs entsprechend einer Antriebswirkung eines elektrischen Stellgliedes,
einem Speicher (34), der eine Vielzahl von Operationssteuer programmen entsprechend den Fluidcharakteristiken speichert, zur Steuerung eines Verschiebungsweges des Ventilstopfens relativ zu einer Zeitdauer von dem Ventilschließoperations befehlszeitpunkt für das Öffnungs-/Schließventil (14) bis zur Ankunft an einer voreingestellten Ventilschnellschließopera tionsposition, bei der eine Fließlinie des von einer Ablass öffnung (18) abgelassenen Fluids in einem eingeschnürten Zustand ist, und zur Steuerung des Ventilstopfens des Öffnungs-/Schließventiles (14) in eine geschlossene Position nach Ankunft an der Ventilschnellschließoperationsposition und
einem Steuermechanismus (26) zur Steuerung einer Menge eines auf das elektrische Stellglied aufgebrachten elektrischen Stromes entsprechend dem aus dem Speicher (34) gelesenen Operationssteuerprogramm, so dass eine Anhebeposition des Ventilstopfens in einer Ventilschließrichtung gesteuert wird.

13. System zur Verhinderung eines inkontinenten Flüssigkeits tropfens nach Anspruch 12, wobei der Steuermechanismus (26) einen Anhebefeststellabschnitt (22, 28) zur Feststellung der Anhebeposition des Ventilstopfens, einen Differenzberechnungs abschnitt (38) zur Bestimmung einer Differenz zwischen der Anhebeposition des Ventilstopfens, die durch den Anhebefest stellabschnitt (22, 28) festgestellt wurde, und einer Anhe beposition des Ventilstopfens auf der Basis des Operations steuerprogrammes, und einen Strommengensteuerabschnitt (40) für die Zufuhr einer Strommenge auf der Basis der durch den Differenzberechnungsabschnitt (38) bestimmten Differenz zu dem elektrischen Stellglied zum Antrieb des Öffnungs-/Schließven tiles (14) aufweist.

14. System zur Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeits tropfens nach Anspruch 13, wobei der Anhebungsfeststellab schnitt einen Encoder (22) zur Feststellung eines Verschie bungsweges des Ventilstopfens des Öffnungs-/Schließventiles (14) und einen Zähler (28) zur Durchführung einer Zähl operation für eine Ausgabe des Encoders aufweist.

15. System zur Verhinderung eines inkontinenten Flüssigkeits tropfens mit:
einer Fluidzufuhrquelle (12) für die Zufuhr eines Fluids,
einer Pumpe (74) zur Steuerung einer Ablassmenge des von der Fluidzufuhrquelle angesaugten Fluids durch Steuerung eines Verschiebungsweges eines Kolbens (72) entsprechend einer Wirkung eines aufgebrachten elektrischen Stromes,
einem Öffnungs-/Schließventil (76) zum Öffnen/Schließen des Durchflussdurchgangs durch Verschieben eines Ventilstopfens,
einem Speicher (34), der eine Vielzahl von Operationssteuer programmen entsprechend den Fluidcharakteristiken speichert, zur Steuerung eines Verschiebungsweges des Kolbens (72) relativ zu einer Zeitdauer von dem Ablassstopp-Operations befehlszeitpunkt für die Pumpe (74) bis eine Fließlinie des von einer Ablassöffnung (18) abgelassenen Fluids in einem eingeschnürten Zustand ist, und zur Steuerung des Ventil stopfens des Öffnungs-/Schließventiles (76) in eine ge schlossene Position, nachdem die Fließlinie des von der Ablassöffnung (18) abgelassenen Fluids in dem eingeschnürten Zustand ist, und
einem Steuermechanismus (26) zur Steuerung einer Menge eines auf die Pumpe (74) aufgebrachten elektrischen Stromes entsprechend dem von dem Speicher (34) gelesenen Operations steuerprogramm, so dass der Verschiebungsweg des Kolbens (72) gesteuert wird.

16. System zur Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeits tropfens nach Anspruch 15, wobei der Steuermechanismus (26) einen Feststellabschnitt (22, 28) zur Feststellung einer Verschiebungsposition des Kolbens (72), einen Differenzbe rechnungsabschnitt (38) zur Bestimmung einer Differenz zwischen der Verschiebungsposition des Kolbens (72), die durch den Feststellabschnitt (22, 28) festgestellt wurde, und einer Verschiebungsposition des Kolbens (72) auf der Basis des Operationssteuerprogramms, und einen Strommengensteuer abschnitt (40) für die Zufuhr einer Strommenge zu der Pumpe (74) auf der Basis der durch den Differenzberechnungsabschnitt (38) bestimmten Differenz aufweist.

17. System zur Verhinderung des inkontinenten Flüssigkeits tropfens nach Anspruch 16, wobei der Feststellabschnitt einen Encoder (22) zur Feststellung des Verschiebungsweges das Kolbens und einen Zähler (28) zur Durchführung einer Zähl operation für eine Ausgabe des Encoders aufweist.