EP1036031B1 - Device for discharging a liquid - Google Patents
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- EP1036031B1 EP1036031B1 EP98965678A EP98965678A EP1036031B1 EP 1036031 B1 EP1036031 B1 EP 1036031B1 EP 98965678 A EP98965678 A EP 98965678A EP 98965678 A EP98965678 A EP 98965678A EP 1036031 B1 EP1036031 B1 EP 1036031B1
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- liquid
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- B67D7/02—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring liquids other than fuel or lubricants
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- B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B67D1/08—Details
- B67D1/10—Pump mechanism
- B67D1/101—Pump mechanism of the piston-cylinder type
- B67D1/102—Pump mechanism of the piston-cylinder type for one liquid component only
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
Definitions
- the invention relates to a device for spreading a liquid with one containing the liquid Container and with a movable element for reduction of the container volume.
- Devices of this type are for example from DE 42 19 161 A known in connection with pumps in which the container or a cavity in the form of a cylinder is formed in which a piston for changing the Container volume is moved.
- the piston is by means of sealed a seal to the cylinder wall.
- On Because of the frictional forces between the seal and the The inside wall of the cylinder creates abrasion and particles that lead to Contamination of the liquid to be discharged.
- Such devices are therefore to be deployed high-purity liquids, for example not suitable with chemicals or other liquids, which, for example, during treatment or cleaning on the Field of chip manufacturing can be used that very require pure treatment media.
- a device is known from FR 13 82 439, at the bellows the container containing the liquid represents.
- a disadvantage of this arrangement is in that when the bellows or container volume changes the resulting pressure in the bellows represents a large contact surface on the bellows and therefore the volume and even with a uniform stroke movement thus also the application rate of the fluid to be pumped the entire stroke range is not uniform and constant he follows.
- the invention is therefore based on the object of a device to create a simple structure, one Particle formation during operation and thus contamination avoids the liquid to be dispensed, and the application of the liquid over the period of application away with a constant volume per unit of time enables.
- the object is achieved according to the invention with a Device for dispensing a liquid, with a the liquid containing container and a movable one Element for reducing the container volume, wherein the movable element is non-contact in the container movable and liquid-tight with an inner wall of the Container is connected, and the connection between the movable element and an inner wall of the container Bellows is its interior facing away from the container together with a housing one closed to the outside Space that forms a spindle as a drive device contains the inside of the bellows with the movable Element is connected.
- a bellows will use the interior of the container in which the liquid to be dispensed is also regarding of the movable element to the outside safely and reliably completed without the mobility of the Elements for reducing the container volume or Generation of the application pressure for the liquid is impaired is.
- a major advantage of this invention Device compared to conventional spreading devices, like this for example with pumps the case is that there is no seal between the movable element and the inner surface of the container is required. Frictional forces therefore occur between not the movable element and the container wall so that no particles can be formed, the liquid to be dispensed contained in the container could contaminate.
- the on the liquid to be applied to the pressure to be exerted Because of the fact that none uneven frictional forces occur. This gives a much more even and pulsation-free Application of the liquid.
- the invention also Device significant advantages, because at Use a bellows as a connection between the movable element and an inner wall of the container independently of the container volume, i.e. regardless of the start or the end of the pumping process, always pumping one constant volume per unit of time is possible because the container volume in contrast to diaphragm pumps the entire pumping process in a linear relationship to Movement of the movable element or to the dimension of the drive of this element.
- the moving element during its movement be in contact with the inside surface of the container is a non-contact movement of the element in the Containers are particularly advantageous for the reasons already mentioned, because abrasion is reliably avoided.
- the movable element is inside the bellows, hereinafter referred to briefly as bellows, with a drive device connected. Because the bellows the inside of the container seals completely to the outside are not measures required to drive the drive device in front of the Protect liquid. With conventional Devices with sealing elements between the movable Element and the container inner wall can have a liquid passage on the sealing elements even then cannot be reliably avoided if the sealing elements are undamaged. This thereby occurring Difficulties and exits, especially with aggressive ones Liquids are very detrimental to using the device according to the invention safely avoided.
- the Drive device can therefore be constructed more simply and be manufactured with less expensive components.
- the drive device comprises a movable rod, preferably a servo axis or a spindle, wherein this rod, servo axis or spindle is very simple can be and still a very over the stroke range smooth linear movement with very constant speed allowed so that the application of the liquid per unit of time with a very constant volume he follows.
- the rod, servo axis or spindle is thereby driven, moved or rotated by a motor.
- the entire drive device is preferably one Housing is surrounded, preferably on an outer wall of the container is attached, the housing and the interior of the bellows closed off from the outside Form space.
- This structure is not only structurally simple, both in terms of manufacturing and Maintenance effort, but also forms towards the outside reliable protection against chemically aggressive Environment, like this with chemical plants and in particular also for systems for the treatment and production of Semiconductor chips is the case.
- To the drive device is even better to protect against external influences the through the housing of the drive device and the Bellows-formed space filled with an inert, neutral gas, that in addition, an overpressure can exhibit the introduction of aggressive vapors to avoid in this room safely.
- a sensor that determines whether to be deployed Liquid from the container gets into this room for example when the bellows or connection points between the bellows and the movable element or the container wall is leaking.
- a sensor it is advantageous to place the sensor near the bellows.
- the material from which the bellows is made is made of a substance to be applied by the Liquid is not attacked.
- the present device is particularly for use for introducing a liquid into a carrier stream suitable. In this case it is a very even one Introducing the liquid into the carrier stream in particular important.
- the device according to the invention is advantageously related with a system for treating semiconductor substrates usable. This is because it is highly pure Liquids must be used and any contaminants are to be avoided, for example by the movement of seals between the movable element and the container inner wall of conventional devices caused by abrasion. This advantage is related with a uniform over the application period Volume of liquid per unit time is particularly desirable.
- the liquid to be applied preferably hydrogen fluoride in a stream is fed from distilled water, both then for rinsing and cleaning semiconductor substrates in a treatment tank be initiated.
- PTFE polytetrafluoroethylene
- the figure shows a container 1 for a to be deployed Liquid, e.g. hydrogen fluoride.
- a container 1 for a to be deployed Liquid e.g. hydrogen fluoride.
- the embodiment is cylindrical.
- a movable element 2, in the present case a plate with a diameter smaller than that Inner diameter of the cylindrical container 1 is via a connector 3 with a drive device 4 connected.
- a bellows 5 on the one hand with the movable element 2 and on the other hand with the inner surface of a side wall 6 of the container 1 is connected in a liquid-tight manner.
- the movable element 2 and the bellows 5 are in one piece educated.
- the movable element 2 and the Bellows 5 are, for example, from the full one PTFE workpiece manufactured, whereby the bellows formed is that each offset from the outside and inside in Bellow area cuts or nicks are made, see above that this creates the bellows function.
- An outlet opening 7 with an outlet valve 8, as well an inlet opening 9 with an inlet valve 10 is on the side wall facing away from the movable element 2 11 of the container 1 is provided.
- a safety or overload connection or valve 12 In the cylinder side wall there is a safety or overload connection or valve 12, and a vent connection or valve 13.
- a housing 15 from the outside flanged that surrounds the entire drive device 4.
- the housing 15 forms together with the housing and that formed by the movable element 2 and the bellows 5 Interior a common space that is closed to the outside is. This space is via an inlet valve 16 controllable in connection with the outside space.
- the drive device has a motor 17, a planetary gear 18 and a belt transmission 19, the one drive real spindle 20 via the connector 3 is connected to the movable element 2.
- a liquid or gas sensor 21 arranged, which occurs when a leak in the bellows 5 Escapes the liquid to be discharged.
- the device according to the invention works as follows.
- the movable element 2 while folding the Bellows 5 moved from right to left by means of the spindle 20 is via the inlet valve 10 and Inlet opening 9, the liquid to be dispensed in the Container 1 sucked.
- Liquid becomes the spindle 20 in reverse Moved direction, so that the movable element 2 at one Stroke, which is indicated by the arrow 22, below
- the bellows 5 unfolds the liquid through the outlet opening 7 and the now open outlet valve 8 drives out.
- the movable element 2 can with the Spindle 20 over a long period of time with very be moved at a constant speed, so that Exit volume per unit of time over the application period remains very even and constant throughout.
- the invention was previously based on a preferred embodiment explained. However, those skilled in the art are numerous configurations and modifications possible, without leaving the inventive idea.
- the attachment device can also be different than realized in the illustrated embodiment his.
- the container 1 can also be square and Inlet and outlet openings for the liquid to be discharged can also on the outer circumference of the container 1st be arranged.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausbringen einer Flüssigkeit mit einem die Flüssigkeit enthaltenden Behälter und mit einem beweglichen Element zur Verkleinerung des Behältervolumens.The invention relates to a device for spreading a liquid with one containing the liquid Container and with a movable element for reduction of the container volume.
Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus der DE 42 19 161 A im Zusammenhang mit Pumpen bekannt, bei denen der Behälter bzw. ein Hohlraum in Form eines Zylinders ausgebildet ist, in dem ein Kolben zur Veränderung des Behältervolumens bewegt wird. Der Kolben ist dabei mittels einer Dichtung zur Zylinderwand hin abgedichtet. Auf Grund der Reibungskräfte zwischen der Dichtung und der Zylinderinnenwand entstehen Abriebe und Partikel, die zur Kontaminierung der auszubringenden Flüssigkeit führen. Derartige Vorrichtungen sind daher zum Ausbringen hochreiner Flüssigkeiten beispielsweise im Zusammenhang mit Chemikalien oder sonstigen Flüssigkeiten nicht geeignet, die etwa bei der Behandlung oder Reinigung auf dem Gebiet der Chip-Fertigung eingesetzt werden, die sehr reine Behandlungsmedien erfordern.Devices of this type are for example from DE 42 19 161 A known in connection with pumps in which the container or a cavity in the form of a cylinder is formed in which a piston for changing the Container volume is moved. The piston is by means of sealed a seal to the cylinder wall. On Because of the frictional forces between the seal and the The inside wall of the cylinder creates abrasion and particles that lead to Contamination of the liquid to be discharged. Such devices are therefore to be deployed high-purity liquids, for example not suitable with chemicals or other liquids, which, for example, during treatment or cleaning on the Field of chip manufacturing can be used that very require pure treatment media.
Aus den Druckschriften US 33 18 257, WO 96/10 534 A1 und US 48 86 189 sind Pumpenanordnungen bekannt, bei denen zur Abdichtung des Flüssigkeitsbehälters und zur Änderung des Behältervolumens Membranen vorgesehen sind, die durch Antriebsmittel, seien sie mechanischer oder hydraulischer Natur in ihrer Lage verändert werden. Ein gleichmäßiges, impulsfreies Ausbringen einer Flüssigkeit ist mit diesen Einrichtungen nicht möglich, weil eine gleichmäßige, impulsfreie Veränderung des Behältervolumens nicht möglich ist. Mit diesen Vorrichtungen ist daher eine über einen bestimmten Zeitraum hinweg gleichmäßige Ausbringung mit konstanten Volumen pro Zeiteinheit nicht möglich.From the publications US 33 18 257, WO 96/10 534 A1 and US 48 86 189 pump arrangements are known in which for sealing the liquid container and for changing of the container volume membranes are provided which Drive means, be they mechanical or hydraulic Nature can be changed in its position. An even, pulse-free dispensing of a liquid is with these Facilities not possible because of an even, impulse-free It is not possible to change the container volume is. With these devices is therefore one over one uniform application with a certain period of time constant volume per unit of time not possible.
Aus der FR 13 82 439 ist eine Vorrichtung bekannt, bei
der ein Faltenbalg den die Flüssigkeit enthaltenden Behälter
darstellt. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht
darin, daß bei einer Veränderung des Faltenbalg- bzw. Behältervolumens
der dabei auftretende Druck im Faltenbalg
eine große Angriffsfläche am Faltenbalg darstellt und daher
auch bei gleichmäßiger Hubbewegung das Volumen und
damit auch die Ausbringmenge des zu pumpenden Fluids über
den gesamten Hubbereich hinweg nicht gleichmäßig und konstant
erfolgt.A device is known from
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, eine Partikelbildung während des Betriebs und damit eine Kontamination der auszubringenden Flüssigkeit vermeidet, und das Ausbringen der Flüssigkeit über den Zeitraum der Ausbringung hinweg mit einem konstanten Volumen pro Zeiteinheit ermöglicht.The invention is therefore based on the object of a device to create a simple structure, one Particle formation during operation and thus contamination avoids the liquid to be dispensed, and the application of the liquid over the period of application away with a constant volume per unit of time enables.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Vorrichtung zum Ausbringen einer Flüssigkeit, mit einem die Flüssigkeit enthaltenden Behälter und einem beweglichen Element zum Verkleinern des Behältervolumens, wobei das bewegliche Element berührungsfrei im Behälter beweglich und flüssigkeitsdicht mit einer Innenwand des Behälters verbunden ist, und die Verbindung zwischen dem beweglichen Element und einer Innenwand des Behälters ein Faltenbalg ist, dessen vom Behälter abgewandter Innenraum zusammen mit einem Gehäuse einem nach außen abgeschlossenen Raum bildet, der eine Spindel als Antriebsvorrichtung enthält, die im Innenraum des Faltenbalgs mit dem beweglichen Element verbunden ist.The object is achieved according to the invention with a Device for dispensing a liquid, with a the liquid containing container and a movable one Element for reducing the container volume, wherein the movable element is non-contact in the container movable and liquid-tight with an inner wall of the Container is connected, and the connection between the movable element and an inner wall of the container Bellows is its interior facing away from the container together with a housing one closed to the outside Space that forms a spindle as a drive device contains the inside of the bellows with the movable Element is connected.
Durch das erfindungsgemäße Merkmal, einen Faltenbalg zu verwenden, wird der Innenraum des Behälters, in dem sich die auszubringende Flüssigkeit befindet, auch hinsichtlich des beweglichen Elements nach außen sicher und zuverlässig abgeschlossen, ohne däß die Beweglichkeit des Elements zur Verringerung des Behältervolumens bzw. zur Erzeugung des Ausbringdrucks für die Flüssigkeit beeinträchtigt ist. Ein wesentlicher Vorteil dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber herkömmlichen Ausbringvorrichtungen, wie dies beispielsweise bei Pumpen der Fall ist, besteht darin, daß keine Dichtung zwischen dem beweglichen Element und der Innenfläche des Behälters erforderlich ist. Reibungskräfte treten daher zwischen dem beweglichen Element und der Behälterwandung nicht auf, so daß auch keine Partikel gebildet werden können, die die auszubringende, im Behälter enthaltene Flüssigkeit verunreinigen könnten. Darüber hinaus ist der auf die auszubringende Flüssigkeit auszuübende Druck auf Grund der Tatsache wesentlich gleichmäßiger, daß keine ungleichmäßigen Reibungskräfte auftreten. Dadurch ergibt sich ein wesentlich gleichmäßigeres und pulsationsfreies Ausbringen der Flüssigkeit.Due to the feature of the invention, a bellows will use the interior of the container in which the liquid to be dispensed is also regarding of the movable element to the outside safely and reliably completed without the mobility of the Elements for reducing the container volume or Generation of the application pressure for the liquid is impaired is. A major advantage of this invention Device compared to conventional spreading devices, like this for example with pumps the case is that there is no seal between the movable element and the inner surface of the container is required. Frictional forces therefore occur between not the movable element and the container wall so that no particles can be formed, the liquid to be dispensed contained in the container could contaminate. In addition, the on the liquid to be applied to the pressure to be exerted Because of the fact that none uneven frictional forces occur. This gives a much more even and pulsation-free Application of the liquid.
Auch im Hinblick auf Membranpumpen weist die erfindungsgemäße Vorrichtung erhebliche Vorteile auf, da bei der Verwendung eines Faltenbalgs als Verbindung zwischen dem beweglichen Element und einer Innenwand des Behälters unabhängig von dem Behältervolumen, also unabhängig vom Beginn oder dem Ende des Pumpvorgangs, immer das Pumpen eines konstanten Volumens pro Zeiteinheit möglich ist, da das Behältervolumen im Gegensatz zu Membranpumpen über den gesamten Pumpvorgang hinweg in linearer Beziehung zur Bewegung des beweglichen Elements bzw. zum Maß des Antriebs dieses Elements steht.With regard to diaphragm pumps, the invention also Device significant advantages, because at Use a bellows as a connection between the movable element and an inner wall of the container independently of the container volume, i.e. regardless of the start or the end of the pumping process, always pumping one constant volume per unit of time is possible because the container volume in contrast to diaphragm pumps the entire pumping process in a linear relationship to Movement of the movable element or to the dimension of the drive of this element.
Obgleich das bewegliche Element während seiner Bewegung mit der Innenfläche des Behälters in Berührung stehen kann, ist eine berührungsfreie Bewegung des Elements im Behälter aus den bereits genannten Gründen besonders vorteilhaft, da dadurch ein Abrieb sicher vermieden bleibt.Although the moving element during its movement be in contact with the inside surface of the container is a non-contact movement of the element in the Containers are particularly advantageous for the reasons already mentioned, because abrasion is reliably avoided.
Das bewegliche Element ist innerhalb des Faltenbalgs, nachfolgend kurz als Balg bezeichnet, mit einer Antriebseinrichtung verbunden. Da der Balg das Innere des Behälters vollständig nach außen abdichtet, sind keine Maßnahmen erforderlich, die Antriebseinrichtung vor der auszubringenden Flüssigkeit zu schützen. Bei herkömmlichen Vorrichtungen mit Dichtungselementen zwischen dem beweglichen Element und der Behälterinnenwand kann ein Flüssigkeitsdurchtritt an den Dichtungselementen auch dann nicht zuverlässig vermieden werden, wenn die Dichtungselemente unbeschädigt sind. Diese dadurch auftretenden Schwierigkeiten und Austritte, die insbesondere bei aggressiven Flüssigkeiten sehr nachteilig sind, werden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sicher vermieden. Die Antriebseinrichtung kann daher einfacher aufgebaut und mit kostengünstigeren Bauelementen gefertigt werden.The movable element is inside the bellows, hereinafter referred to briefly as bellows, with a drive device connected. Because the bellows the inside of the container seals completely to the outside are not measures required to drive the drive device in front of the Protect liquid. With conventional Devices with sealing elements between the movable Element and the container inner wall can have a liquid passage on the sealing elements even then cannot be reliably avoided if the sealing elements are undamaged. This thereby occurring Difficulties and exits, especially with aggressive ones Liquids are very detrimental to using the device according to the invention safely avoided. The Drive device can therefore be constructed more simply and be manufactured with less expensive components.
Die Antriebseinrichtung umfaßt eine bewegliche Stange, vorzugsweise eine Servoachse oder eine Spindel, wobei diese Stange, Servoachse oder Spindel sehr einfach aufgebaut sein kann und dennoch eine über den Hubbereich sehr gleichmäßige lineare Bewegung mit sehr konstanter Geschwindigkeit erlaubt, so daß das Ausbringen der Flüssigkeit pro Zeiteinheit mit einem sehr konstanten Volumen erfolgt. Die Stange, Servoachse oder Spindel wird dabei mit einem Motor angetrieben, bewegt oder gedreht.The drive device comprises a movable rod, preferably a servo axis or a spindle, wherein this rod, servo axis or spindle is very simple can be and still a very over the stroke range smooth linear movement with very constant speed allowed so that the application of the liquid per unit of time with a very constant volume he follows. The rod, servo axis or spindle is thereby driven, moved or rotated by a motor.
Vorzugsweise ist die gesamte Antriebseinrichtung mit einem Gehäuse umgeben ist, das vorzugsweise an einer Außenwand des Behälters angebracht ist, wobei das Gehäuse und der Innenraum des Balgs einen nach außen abgeschlossenen Raum bilden. Dieser Aufbau ist nicht nur konstruktiv einfach, sowohl hinsichtlich des Herstellungs- als auch des Wartungsaufwands, sondern bildet auch zum Außenraum hin einen zuverlässigen Schutz gegen eine chemisch aggressive Umgebung, wie dies bei chemischen Anlagen und insbesondere auch bei Anlagen zur Behandlung und Fertigung von Halbleiterchips der Fall ist. Um die Antriebseinrichtung noch besser gegen Einflüsse von außen zu schützen, ist der durch das Gehäuse der Antriebseinrichtung und den Balg gebildete Raum mit einem inerten, neutralen Gas gefüllt, das darüber hinaus zusätzlich noch einen Überdruck aufweisen kann, um das Einbringen von aggressiven Dämpfen in diesen Raum sicher zu vermeiden.The entire drive device is preferably one Housing is surrounded, preferably on an outer wall of the container is attached, the housing and the interior of the bellows closed off from the outside Form space. This structure is not only structurally simple, both in terms of manufacturing and Maintenance effort, but also forms towards the outside reliable protection against chemically aggressive Environment, like this with chemical plants and in particular also for systems for the treatment and production of Semiconductor chips is the case. To the drive device is even better to protect against external influences the through the housing of the drive device and the Bellows-formed space filled with an inert, neutral gas, that in addition, an overpressure can exhibit the introduction of aggressive vapors to avoid in this room safely.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in dem durch das Gehäuse und dem Balg gebildeten Raum mindestens ein Sensor angeordnet, der feststellt, ob auszubringende Flüssigkeit aus dem Behälter in diesem Raum gelangt, beispielsweise dann, wenn der Balg oder Verbindungsstellen zwischen dem Balg und dem beweglichen Element oder der Behälterwand undicht sind. In diesem Falle ist es vorteilhaft, den Sensor nahe dem Balg anzuordnen. Es ist jedoch auch möglich, einen Sensor alternativ oder zusätzlich dazu in diesem Raum vorzusehen, mit dem festgestellt werden kann, ob Gase von außen in diesen gelangen.According to a further embodiment of the invention, in the space formed by the housing and the bellows at least arranged a sensor that determines whether to be deployed Liquid from the container gets into this room for example when the bellows or connection points between the bellows and the movable element or the container wall is leaking. In this case it is advantageous to place the sensor near the bellows. However, it is also possible to use a sensor alternatively or in addition to provide in this room with which is determined can be whether gases from outside get into it.
Vorzugsweise besteht das Material, aus dem der Balg gefertigt ist, aus einem Stoff, der von der auszubringenden Flüssigkeit nicht angegriffen wird.Preferably, the material from which the bellows is made is made of a substance to be applied by the Liquid is not attacked.
Die vorliegende Vorrichtung ist insbesondere für die Verwendung zum Einleiten einer Flüssigkeit in einem Trägerstrom geeignet. In diesem Falle ist ein sehr gleichmäßiges Einbringen der Flüssigkeit in den Trägerstrom besonders wichtig.The present device is particularly for use for introducing a liquid into a carrier stream suitable. In this case it is a very even one Introducing the liquid into the carrier stream in particular important.
Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Zusammenhang mit einer Anlage zum Behandeln von Halbleitersubstraten verwendbar. Dies deshalb, weil dabei hochreine Flüssigkeiten verwendet werden müssen und jegliche Verunreinigungen zu vermeiden sind, die beispielsweise durch die Bewegung von Dichtungen zwischen dem beweglichen Element und der Behälterinnenwand herkömmlicher Vorrichtungen durch Abrieb entstehen. Dieser Vorteil ist in Verbindung mit einem über den Ausbringzeitraum gleichmäßigen Flüssigkeitsvolumen pro Zeiteinheit besonders erwünscht.The device according to the invention is advantageously related with a system for treating semiconductor substrates usable. This is because it is highly pure Liquids must be used and any contaminants are to be avoided, for example by the movement of seals between the movable element and the container inner wall of conventional devices caused by abrasion. This advantage is related with a uniform over the application period Volume of liquid per unit time is particularly desirable.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Zusammenhang mit der Behandlung von Halbleitersubstraten in der Halbleiterchip-Fertigung ist die auszubringende Flüssigkeit vorzugsweise Fluorwasserstoff, der in einen Strom aus destilliertem Wasser eingespeist wird, wobei beide dann zum Spülen und Reinigen von Halbleitersubstraten in einen Behandlungstank eingeleitet werden. In diesem Falle ist Polytetrafluorethylen (PTFE) als Material für den Balg besonders geeignet.When using the device according to the invention in context with the treatment of semiconductor substrates in Semiconductor chip production is the liquid to be applied preferably hydrogen fluoride in a stream is fed from distilled water, both then for rinsing and cleaning semiconductor substrates in a treatment tank be initiated. In this case is polytetrafluoroethylene (PTFE) as a material for the Bellows particularly suitable.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die einzige Zeichnung näher erläutert.The invention is described below with reference to a preferred one Embodiment with reference to the only one Drawing explained in more detail.
Die Figur zeigt einen Behälter 1 für eine auszubringende
Flüssigkeit, beispielsweise Fluörwasserstoff. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel ist der Behälter zylinderförmig.
Ein bewegliches Element 2, im vorliegenden Fall
eine Platte mit einem Durchmesser, der kleiner als der
Innendurchmesser des zylindrischen Behälters 1 ist, ist
über ein Verbindungsstück 3 mit einer Antriebseinrichtung
4 verbunden.The figure shows a
Am Außenumfang des beweglichen Elements 2 befindet sich
ein Balg 5, der einerseits mit dem beweglichen Element 2
und andererseits mit der Innenfläche einer Seitenwand 6
des Behälters 1 flüssigkeitsdicht verbunden ist. Gemäß
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
sind das bewegliche Element 2 und der Balg 5 einstückig
ausgebildet. Das bewegliche Element 2 und der
Balg 5 werden dabei beispielsweise aus dem Vollen eines
PTFE-Werkstücks gefertigt, wobei der Balg dadurch gebildet
wird, daß jeweils versetzt von außen und innen im
Balgbereich Schnitte oder Kerben ausgeführt werden, so
daß dadurch die Balgfunktion entsteht.Is located on the outer circumference of the movable element 2
a
Eine Austrittsöffnung 7 mit einem Austrittsventil 8, sowie
eine Eintrittsöffnung 9 mit einem Eintrittsventil 10
ist an der dem beweglichen Element 2 abgewandten Seitenwand
11 des Behälters 1 vorgesehen. In der Zylinderseitenwand
befindet sich ein Sicherheits- oder Überlastanschluß
oder -ventil 12, sowie ein Entlüftungsansschluß
oder -ventil 13.An outlet opening 7 with an
An der Seitenwand 6, durch die der Antrieb des beweglichen
Elements 2 erfolgt, ist von außen ein Gehäuse 15
angeflanscht, das die gesamte Antriebsvorrichtung 4 umgibt.
Das Gehäuse 15 bildet zusammen mit dem Gehäuse und
dem vom beweglichen Element 2 und vom Balg 5 gebildeten
Innenraum einen gemeinsamen Raum, der nach außen abgeschlossen
ist. Dieser Raum steht über ein Einlaßventil 16
steuerbar mit dem Außenraum in Verbindung.On the
Die Antriebsvorrichtung weist einen Motor 17, ein Planetengetriebe
18 sowie ein Riemengetriebe 19 auf, die eine
reale Spindel 20 antreiben, die über das Verbindungsstück
3 mit dem beweglichen Element 2 verbunden ist.The drive device has a
Innerhalb des vom Balg 5 und dem beweglichen Element 2
gebildeten Raumes ist ein Flüssigkeits- bzw. Gassensor 21
angeordnet, der bei Auftreten eines Lecks im Balg 5 das
Austreten der auszubringenden Flüssigkeit feststellt.Within the
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen.The device according to the invention works as follows.
Wenn das bewegliche Element 2 unter Zusammenfalten des
Balgs 5 mittels der Spindel 20 von rechts nach links bewegt
wird (die Figur ist hierbei im Querformat zu betrachten),
wird über das Eintrittsventil 10 und über die
Eintrittsöffnung 9 die auszubringende Flüssigkeit in dem
Behälter 1 gesaugt. Zum Ausbringen der im Behälter 1 enthaltenen
Flüssigkeit wird die Spindel 20 in umgekehrter
Richtung bewegt, so daß das bewegliche Element 2 bei einem
Hub, der durch den Pfeil 22 angedeutet ist, unter
Ausfaltung des Balgs 5 die Flüssigkeit durch die Austrittsöffnung
7 und das jetzt offene Austrittsventil 8
austreibt. Das bewegliche Element 2 kann dabei mit der
Spindel 20 über einen langen Zeitraum hinweg mit sehr
gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegt werden, so daß das
Austrittsvolumen pro Zeiteinheit über den Ausbringzeitraum
hinweg sehr gleichmäßig und konstant bleibt. Bei der
Hin- und Herbewegung des Elements 2 treten keine Reibungskräfte
und damit auch keine Partikelbildungen auf,
weil das bewegliche Element 2 nicht mit der Innenfläche
des Behälters 1 in Berührung steht. Die Abdichtung des
Innenraums des Behälters 1 nach außen erfolgt mit dem
Balg 5, der eine Linearbewegung des Elements 2 ohne Partikelbildung
zuläßt.If the
Die Erfindung wurde zuvor anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
erläutert. Dem Fachmann sind jedoch
zahlreiche Ausgestaltungen und Modifikationen möglich,
ohne daß dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.
Beispielsweise kann die Anbringungsvorrichtung auch anders
als bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel realisiert
sein. Der Behälter 1 kann auch quadratisch und die
Ein- und Austrittsöffnungen für die auszubringende Flüssigkeit
können auch an dem Außenumfang des Behälters 1
angeordnet sein.The invention was previously based on a preferred embodiment
explained. However, those skilled in the art are
numerous configurations and modifications possible,
without leaving the inventive idea.
For example, the attachment device can also be different
than realized in the illustrated embodiment
his. The
Claims (11)
- Apparatus for discharging a liquid, comprising a container (1) which contains the liquid, and a mobile element (2) for reducing the volume of the container, wherein the mobile element (2) is movable in the container in a contact-free manner and is connected to an inner wall of the container (1) in liquid-tight manner, characterised in that the connection between the mobile element (2) and an inner wall of the container (1) is a bellows (5), the interior space, which is oriented away from the container (1), of which together with a housing (15) forms a space which is closed to the outside and contains a spindle as a drive device, the spindle being connected in the interior space of the bellows (5) to the mobile element (2).
- Apparatus according to claim 1, characterised in that a motor (17) for driving the spindle is provided.
- Apparatus according to claim 2, characterised in that the motor is arranged inside the closed space.
- Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that the closed space is filled with a gas.
- Apparatus according to claim 4, characterised in that the gas is subject to overpressure.
- Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that a leak sensor (21) is arranged in the interior of the bellows.
- Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that the bellows (5) consists of a material that is not affected by the liquid to be discharged.
- Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised by its use for conducting the liquid, which is to be discharged, into a carrier stream.
- Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised by its use in connection with a plant for treating semiconductor substrates.
- Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that the liquid to be discharged is hydrofluoric acid (HF).
- Apparatus according to any one of the preceding claims, characterised in that the bellows is made of polytetrafluoroethylene.
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