KR100340330B1 - 억제불가능한 액적하의 방지방법 및 시스템 - Google Patents

억제불가능한 액적하의 방지방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

전기액츄에이터의 구동작용에 따라서, 전기개폐밸브(14)에 대한 밸브폐쇄동작지시시간으로부터 노즐(18)의 배출구로부터 배출되는 유체의 유선이 수축상태에 있는 사전설정된 신속한 밸브폐쇄동작위치에 도달할 때까지의 시간에 대하여 밸브플러그의 리프트량이 제어된다. 전기개폐밸브(14)의 밸브플러그는 급속밸브폐쇄동작위치에 도달한 후에 폐쇄위치가 되도록 제어된다. 따라서, 전기개폐밸브(14)의 밸브폐쇄동작중에 노즐(18)로부터의 억제불가능한 액적하를 방지 할 수 있다.

Description

억제불가능한 액적하의 방지방법 및 시스템 {Method and system for preventing incontinent liquid drip}
본 발명은 예를 들어 반도체웨이퍼에 도포되는 코팅액의 공급이 중단될 때, 코팅액의 유속을 제어함으로써 반도체웨이퍼측으로 어찌할 수 없이 코팅액이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
패턴이 반도체웨이퍼의 제조단계에서 정교해짐에 따라서 코팅액(레지스트액)의 막두께의 균일성은 제품질의 중요한 인자이다. 따라서, 반도체웨이퍼측으로의 코팅액의 공급이 중단될 때 코팅액의 공급구로서의 노즐로부터 반도체웨이퍼측으로 미소량의 코팅액이 떨어지는 소위 억제불가능한 액적하(液滴下)가 다음의 이유로 방지된다.
즉, 반도체웨이퍼에 코팅액을 공급하는 것이 중단되는 경우, 억제불가능한 액적하가 발생하여 노즐로부터 미소량의 코팅액이 떨어진다면 반도체웨이퍼에 형성되는 막의 두께의 균일성이 열화되어 결함이 있는 제품이 된다.
도 21에 도시하는 바와 같이, 종래기술에 따른 코팅액공급시스템(1)은 코팅액공급원(2)과, 상기 코팅액공급원(2)에 연결된 개폐밸브(3)와, 역흡입밸브(suck back valve)(4)로 구성된다. 이 개폐밸브(3)는 밸브개폐작용에 따라서 역흡입밸브 (4)의 코팅액의 공급상태 및 공급중지상태를 절환하는 작용을 한다. 역흡입밸브 (4)는 부압의 작용에 따라서 노즐(6)내에 존재하는 코팅액을 흡수하여, 노즐(6)로부터 반도체웨이퍼(5)측으로 어쩔 수 없이 액이 떨어지는 것을 방지하는 작용을 한다.
종래의 기술에 있어서, 숙련된 작업자는 개폐밸브(3) 및 역흡입밸브(4)의 동작타이밍과 동작속도를 미세하게 조정하면서 노즐(6)의 선단에서의 억제불가능한 액적하현상을 시각적으로 관찰함으로써 노즐(6)로부터 반도체웨이퍼(5)측으로 코팅액이 어쩔 수 없이 떨어지는 것을 방지하도록 한다.
그러나, 종래기술에 따른 코팅액공급시스템(1)의 경우, 억제불가능한 액적하는 개폐밸브(3) 및 역흡입밸브(4)의 동작타이밍과 동작속도를 섬세하게 조정하면서 작업자가 경험 및 직관에 기초하여 노즐(6)의 선단에서의 억제불가능한 액적하현상을 시각적으로 관찰함으로써 방지된다. 따라서, 숙련되지 않은 작업자가 작업한다면 조정하기가 어렵거나 조정하는데 많은 시간이 필요한 불편이 생긴다.
반도체웨이퍼가 큰 사이즈를 갖게 됨에 따라서, 웨이퍼표면상의 코팅액의 분산성능을 향상시키기 위하여 계면활성제가 코팅액에 첨가된다. 이 때문에, 코팅액의 표면장력이 저하하고 억제불가능한 액적하가 더 빈번하게 발생하게 된다. 억제불가능한 액적하를 보다 확실하고 안정하게 방지하는 것이 요구된다.
역흡입밸브의 제어정밀도를 향상시킴으로써 억제불가능한 액적하를 방지하려고 한다면 다음과 같이 다른 불편이 생긴다. 즉, 역흡입밸브의 비용이 증대하고 역흡입밸브의 조정조작이 복잡해진다.
본 발명의 일반적인 목적은 액공급원으로부터 공급되는 액체의 유동이 차단될 때 배출구로부터 어쩔 수 없이 액체가 적하하는 것을 확실하고 안정하게 배제할 수 있는 억제불가능한 액적하의 방지방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 주목적은 작업자의 경험 및 직관에 관계없이 억제불가능한 액저하의 발생을 배제할 수 있는 억제불가능한 액적하의 방지방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 역흡입밸브의 비용의 상승없이 간단하고 편리한 조작을 수행함으로써 억제불가능한 액적하의 발생을 방지할 수 있는 억제불가능한 액적하의 방지방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 그 외의 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 바람직한 구체예를 실시예로서 도시하는 첨부도면과 관련한 이후의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 억제불가능한 액적하 방지시스템의 개략블록도
도 2는 억제불가능한 액적하의 발생현상을 설명하는 도
도 3은 유체공급이 중단될 때 발생하는 압력파를 설명하는 도
도 4는 억제불가능한 액적하의 발생현상을 설명하는 도
도 5는 전기개폐밸브가 폐쇄될 때 이루어지는 동작을 설명하는 플로우챠트
도 6은 전기개폐밸브가 폐쇄될 때 이루어지는 동작을 설명하는 플로우챠트
도 7은 급속밸브폐쇄동작위치를 설정하는데 사용되는 테스트회로의 구조를 나타내는 개략도
도 8은 작동제어패턴을 설명하는 도
도 9는 작동제어패턴을 설명하는 도
도 10은 전기개폐밸브가 폐쇄될 때 이루어지는 동작을 설명하는데 사용되는 서브루틴을 나타내는 도
도 11은 노즐로부터 반도체웨이퍼로 유체가 배출되는 상태를 나타내는 도
도 12는 도 11에 도시한 상태로부터 시작하여 유체의 유속을 더 감소시켜 얻어지는 것같이, 유체의 유선이 수축된 상태를 나타내는 도
도 13은 도 11에 도시한 상태에서 밸브플러그를 폐쇄함에 의해 얻어지는 것같이, 노즐로부터 적하된 유체가 반도체웨이퍼로부터 분리되는 상태를 나타내는 도
도 14는 반도체웨이퍼로부터 분리된 유체가 표면장력에 의해 노즐의 선단부에 유지되는 상태를 나타내는 도
도 15는 본 발명의 다른 구체예에 따른 억제불가능한 액적하 방지시스템을 나타내는 개략블록도
도 16은 도 15에 도시한 억제불가능한 액적하 방지시스템을 구성하는 전기펌프의 종단면도
도 17은 도 16에 도시한 전기펌프의 피스톤이 상방으로 이동한 상태를 나타내는 종단면도
도 18은 전기펌프의 피스톤의 이동속도를 제어함에 의해 억제불가능한 액적하를 방지하는 것을 설명하는데 사용되는 플로우챠트
도 19는 전기펌프의 피스톤의 이동속도를 제어함에 의해 억제불가능한 액적하를 방지하는 것을 설명하는데 사용되는 플로우챠트
도 20은 전기모터의 피스톤의 이동속도를 제어함에 의해 억제불가능한 액적하를 방지하는 것을 설명하는데 사용되는 서브루틴을 나타내는 도
도 21은 종래기술에 따른 코팅액공급시스템을 나타내는 개략블록도
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 억제불가능한 액적하 방지시스템 12 : 코팅액공급원
14 : 전기개폐밸브 16 : 역흡입밸브
18 : 노즐 22 : 엔코더
24 : 반도체웨이퍼 26 : 제어부
28 : 펄스카운터 30 : 전류증폭기
32 : 중앙처리장치 34 : ROM
36 : 타이머수단 38 : 차계산수단
40 : 전류치제어수단 50 : 테스트회로
52 : 유체공급원 56 : 스로틀밸브
60 : 노즐 62 : 회전플레이트
도 1에 있어서, 도면부호 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 억제불가능한 액적하 방지시스템을 나타낸다.
이 억제불가능한 액적하 방지시스템은 코팅액공급원(12)과, 코팅액공급원 (12)에 연속하여 직렬로 연결된 전기개폐밸브(14) 및 역흡입밸브(16)와, 역흡입밸브(16)의 출력측에 연결되며 노즐(18)을 구비하는 코팅액적하장치(20)로 구성된다. 전기개폐밸브(14)는 시트부로부터의 거리를 조정하여 소정의 유속을 갖도록 유동코팅액을 제어하는 도시하지 않은 밸브플러그와, 전력공급량을 제어하는 작용에 따라서 밸브플러그의 변위량을 제어하는 도시하지 않은 전기액츄에이터를 구비한다.
밸브플러그의 리프트량을 검출하는 엔코더(22)가 배치된다.
예를 들어 가스압을 사용하여 가압하에서 코팅액이 공급하는 코팅액공급원 (12)에 한 시스템이 채용된다. 코팅액의 유속은 일정압력의 상태에서 전기개폐밸브(14)에 대하여 배치된 도시하지 않은 밸브플러그의 리프트량에 의거하여 제어된다. 전기개폐밸브(14)는 예를 들어 밸브플러그의 리프트량을 임의로 제어할 수 있도록 제공된 본 출원인이 제시한 리니어DC모터(일본특개평11-30355 참조)를 구비한 구동시스템에 기초한다.
작동공기압을 임의로 제어할 수 있도록 전기개폐밸브(14)의 대신에 공기작동시스템에 기초하는 개폐밸브가 사용될 수 있다. 특히, 이 제어는 도시하지 않는 전자공기식(electropneumatic) 레귤레이터 또는 평행하게 연결된 다수의 솔레노이드밸브의 스피드콘틀롤러 및 스위칭시스템의 조합에 기초한 제어에 의거하여 만들어질 수 있다.
역흡입량밸브(16)는 역흡입량에 요구되는 정밀도에 따라서 어떤 리니어DC모터 또는 공기작동시스템도 사용할 수 있다. 역흡입밸브(16)의 응답속도는 중요하지 않다.
노즐(18)의 아래에는 도시하지 않은 회전수단에 의해 소정방향으로 회전가능한 로타리플레이트(도시하지 않음)가 배치되며, 이는 노즐로부터 소정의 이격거리만큼 분리되어 있다. 노즐(18)로부터 코팅액이 가해지는 반도체웨이퍼(24)는 로타리플레이트에 놓여진다.
전기개폐밸브(14)에는 제어부(26)가 연결된다. 제어부(26)는 밸브플러그의 리프트위치에 상당하는 카운트치를 얻기 위한 카운트동작을 수행하기 위해 엔코더 (22)로부터 출력된 펄스형 검출신호를 수신하는 펄스카운터(28)와, 전기개폐밸브 (14)에 대하여 배치된 도시하지 않은 전자코일에 증폭된 전류를 공급하기 위해 전류값신호를 증폭하는 전류증폭기(30)와, 후술하는 중앙처리장치(32)를 제어하는 제어프로그램 및 다수의 동작제어패턴(후술함)이 저장된 ROM(34)과, ROM(34)에 저당된 제어프로그램의 제어하에 펄스카운터(28)에 의해 얻어진 카운트치에 기초한 밸브플러그의 리프트위치와 작동제어패턴에 기초한 밸브플러그의 리프트위치를 비교하여 그 차이를 결정하여 그 차에 기초한 전류값신호가 전류증폭기(30)에 공급되도록 하는 중앙처리장치(32)로 구성된다.
중앙처리장치(32)는 기능상으로는 소정시간마다 시간측정을 수행하는 타이머수단(36)과, 작동제어패턴에 기초한 밸브플러그의 리프트위치와 펄스카운터(28)에 의해 얻어진 카운트치에 기초한 밸브플러그의 리프트위치사이의 차이를 소정시간마다 결정하는 차계산수단(38)과, 차계산수단(38)에 의해 결정된 차가 제로가 되도록 그 차에 기초하여 전류치신호를 공급하는 전류치제어수단(40)으로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 억제불가능한 액적하 방지시스템(10)은 근본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 다음으로, 그 동작, 작용 및 효과를 설명한다.
먼저 도 2 내지 도 4는 일반적으로 종래기술에 따른 코팅액공급시스템(1)(도 21 참조)을 사용하여 얻어진, 유속제어와 유선에 관한 상관관계를 나타낸다.
일정한 유속으로 흐르는 유체의 유동이 차단되는 경우, 유속이 제로가 되게변할 때까지 제어매체에 따라서 소정의 유속변화곡선이 얻어진다. 유속이 감소함에 따라서 유체는 표면장력에 의해 생기는 응고력에 크게 영향을 받는다. 따라서, 유체는 특정 유속에서 차단되고 불연속유동이 나타난다.
상술한 바와 같이 유속차단동작이 수행될 때, 다음의 경우에 억제불가능한 액적하가 발생한다.
(1) 유체유동이 단절되어 차단된 후에도 유체의 공급이 계속되는 경우, 노즐(6)의 선단에 유지되는 액체의 한계체적이 초과되고 억제불가능한 액적하가 도 2에 도시하는 바와 같이 생긴다. 이 억제불가능한 액적하는 밸브위치의 작용이 단절유동의 바로 전의 유속영역으로부터 개폐밸브(3)의 밸브플러그의 완전한 밸브폐쇄상태의 범위에 걸쳐 느린 경우에 발생한다.
(2) 유체의 유속이 빨리 변화는 경우, 압력파는 도 3에 도시하는 바와 같이 나타난다. 액체는 상기 과정에세 발생된 부압에 의해 노즐(6)의 선단부에서 강제적으로 차단된다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 이 과정중에 생기는 제 2액적은 반도체웨이퍼(5)의 막표면에서 굴러서 막의 균일성에 나쁜 영향을 준다.
그러므로, 억제불가능한 액적하를 방지하기 위해서는, 상술한 바와 같은 여러 가지 인자를 제거하는 것이 유리하다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 억제불가능한 액적하 방지시스템(10)의 동작을 설명한다. 초기상태에서 전기개폐밸브(14)는 밸브개방상태에 있고, 역흡입밸브(16)는 OFF상태에 있다고 가정한다.
코팅액은 코팅액공급원(12)의 작동작용에 따라서 전기개폐밸브(14) 및 역흡입밸브(16)를 통과하여 코팅액적하장치(20)에 공급된다. 이 코팅액은 노즐(18)에 의해 반도체웨이퍼(24)에 적하된다. 그 결과, 소망의 막두께를 갖는 도시하지 않은 코팅이 반도체웨이퍼(24)에 형성된다.
코팅액의 공급이 중단될 때 노즐로부터 어쩔 수 없이 액이 적하하는 것을 방지하기 위해 전기개폐밸브(14)를 폐쇄하는 과정에 대하여 도 5 및 도 6에 도시한 플로우챠트에 기초하여 설명한다.
전기개폐밸브(14)에 대하여 밸브개방동작이 지시되었을 때, 제어프로그램의 실행이 개시된다. 유체로서 코팅액에 대하여 설정된 점도지시신호 및 표면장력지시신호가 제어부(26)에 의해 판독된다. 그 결과, 사용하는 유체에 따라서 유체특성이 설정된다(스텝 S1).
특히, 이 동작제어패턴은 코팅액의 점도 및 표면장력과 주위의 온도 및 전기개폐밸브(14)로부터 코팅액적하장치(20)를 통하여 노즐(18)의 선단부에 이르는 통로의 체적에 의해 영향을 받는다. 그러나 본 실시예에 있어서, 코팅액공급원(12)로부터 공급되는 코팅액의 압력, 주위온도 및 전기개폐밸브(14)로부터 코팅액적하장치(20)를 통하여 노즐(18)의 선단부에 이르는 통로의 체적은 전기개폐밸브(14)의 설치전에 미리 결정된다. 그러므로, 이들 인자들은 ROM(34)에 저장된 동작제어패턴에 이미 반영되었다고 가정한다. 사용하는 코팅액의 변화에만 대응하는 경우를 예시적으로 설명한다.
스텝 S1의 실행 후에, 전기개폐밸브(14)는 완전히 개방된 상태가 되도록 제어된다.
스텝 S1의 다음에 전기개폐밸브(14)를 완전히 개방상태로 제어한 후에, 대응하는 동작제어패턴이 코팅액에 대하여 독취된 점도지시신호 및 표면장력지시신호에 의거하여 ROM(34)으로부터 독취된다. 이 동작제어패턴은 도시하지 않은 RAM에 전달되어 그 속에 저장된다(스텝 S2).
이 동작제어패턴은 밸브의 개방정도, 즉 밸브폐쇄동작지시시간(t0)으로부터 경과시간에 대하여 밸브플러그의 리프트량에 의거하여 유체의 유속을 제어하는 유속제어패턴을 구비한다.
이하 유속제어패턴을 설정하는 동작에 대하여 설명한다.
도 7에 도시한 테스트회로(50)는 밸브플러그의 급속밸브폐쇄동작위치를 확실하게 결정하도록 조립된다. 도 7에서, 도면부호 52는 유체공급원을 나타내고, 도면부호 54는 압력게이지를 나타내며, 도면부호 56은 가변스로틀밸브를 나타내며, 도면부호 58은 유량계를 나타내고, 도면부호 60은 노즐을 나타낸다. 이 경우, 유체의 표면장력, 밀도 및 점도는 실제로 사용되는 것과 동일한 조건에서 설정된다. 또한, 노즐(60)의 노즐직경, 노즐(60)로부터 회전플레이트(62)까지의 간격거리(H) 및 회전플레이트(62)의 회전수는 역시 실제로 사용되는 것과 동일한 조건에서 설정된다.
유체공급원(52)의 동작에 따라서 유체가 노즐(60)로부터 배출되는 상태에서 가변스로틀밸브(56)의 노브(도시하지 않음)가 천천히 소정의 방향으로 회전하여 가변스로틀밸브(56)를 통과하는 유체의 유속을 점차 감소시킨다. 그 결과 노즐(60)의 선단부로부터 배출되는 유체의 유속이 점차 감소되어 노즐(60)의 선단부로부터 적하하는 액체의 유선이 수축되는 상태를 제공한다(도 12 참조). 작업자는 액체의 유선이 수축되어 작동제어패턴으로 입력하는 유속영역의 중간위치를 유량계(58)로부터 독취하는 한편, 상술한 바와 같이 액체의 유선의 수축의 상태를 시각적으로 관찰한다. 따라서, 급속밸브동작위치가 작동제어패턴에 설정된다.
이후, 전기개폐밸브(14)의 밸브플러그가 완전히 개방된 상태로부터 급속밸브폐쇄동작위치의 상태로 이동하는 범위에 걸쳐 전기개폐밸브(14)를 통해 유동하는 유체의 유속을 제어하기 위해 유속제어패턴이 설정된다. 이 유속제어패턴은 전기개폐밸브(14)의 밸브플러그가 완전히 개방된 위치로부터 급속밸브폐쇄동작위치로 이동하는 범위에 걸쳐 밸브플러그의 이동속도를 제어함으로써 전기개폐밸브(14)를 통해 흐르는 유체의 유속을 제어하는데 사용된다. 유속제어패턴은 압력맥동이 발생하지 않는 밸브플러그의 이동속도에서 밸브플러그의 리프트량을 계산함으로써 얻어지는 유체의 가속도 'a' 및 유속 'v'(앞으로 필요에 따라서 '이동속도 v'라고도 한다)의 변수를 사용하여 설정된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 예를 들어 패턴은 밸브폐쇄동작지시시간(t0)으로부터 시간(t1)까지의 가속도 'a'에 의거하여 우측으로 하향경사곡선으로 유속이 변화하도록 설정된다. 이 패턴은 시간(t1)으로부터 시간(t1)까지의 유속 'v'에 의거하여 우측으로 하향경사직선으로 유속이 변하도록 설정된다. 이 패턴은 시간(t2)으로부터 시간(t3)까지의 가속도 '-a'에 의거하여 유속이 변하도록 설정된다.
이 과정중에는 유체단절의 유동을 만들지 않도록 유의한다. 테스트회로(50)를 사용하여 한계치가 확인된다. 상술한 바와 같이 성립된 유속제어패턴은 작동제어패턴에 입력된다. 실제로 도 9에 도시하는 바와 같이, 가속도 'a' 및 유속 'v'은 다음 단계로의 진행에 필요한 시간으로부터 만들어지는 변수의 사전설정된 한계치(MAX) 및 한계치(MIN)에 의거하여 설정된다.
유속제어패턴은 밸브플러그의 변위에 의해 압력맥동이 생기지 않는 이동속도를 사용함에 의해 실행된다. 그러므로, 도 3에 도시한 바와 같은 압력파가 억제된다. 또한 유속제어패턴은 직선이나 그보다 높은 차수의 곡선에 존재할 수 있다. 이 경우, 압력맥동이 생기는 이동속도는 관통로의 확장 또는 수축에 기인한 관통로조건의 영향 및 탄성에 따라서 다르다.
스텝 S2의 다음으로, 루틴은 밸브폐쇄동작지시를 대기한다(스텝 S3). 밸브개방동작지시가 주어지면 타이머수단(36)을 사용하여 시간측정이 개시된다(스텝 S4). 밸브플러그의 이동속도는 상술한 바와 같이 유속제어패턴에 의거하여 압력맥동이 발생하지 않는 밸브플러그의 이동속도에 따라서 밸브플러그의 완전히 개방된 위치로부터 급속밸브폐쇄동작위치까지 제어된다(스텝 S5).
즉, 도 8에 도시하는 바와 같이, 밸브플러그의 리프트량은 밸브폐쇄동작지시시간(t0)으로부터 시간(t1)까지 제어되어 유속은 사전설정된 가속도 'a'에 의거하여 우측으로 하향경사곡선으로 변한다(스텝 S5a). 밸브플러그의 리프트위치는 펄스카운터(28)로부터 공급되는 카운트치에 의거하여 독취되어(스텝 S5b) 유속이 밸브플러그의 리프트량에 의거하여 Q1인지 아닌지를 검사한다(스텝 S5c). 유속이 Q1에 도달하지 않았다면 루틴은 스텝 S5a로 복귀한다.
단위시간내에 전기개폐밸브(14)를 통하는 유체의 유속이 밸브플러그의 리프트량에 상당하는 Q1인 후, 밸브플러그의 리프트량이 시간(t1)으로부터 시간(t2)까지 제어되어 유속은 사전설정된 이동속도 'v'에 의거하여 우측으로 하향경사직선으로 변한다(스텝 S5d). 밸브플러그의 독취된 리프트위치에 의거하여 유속이 Q2인지 아닌지가 검사된다(스텝 S5e, S5f).
또한, 밸브플러그의 리프트량은 시간(t2)으로부터 시간(t3)까지 제어되어 유속이 사전설정된 가속도 '-a'에 의거하여 우측으로 상향경사곡선으로 변환다(스텝 S5g). 펄스카운터(28)에 의해 얻어진 카운트치로부터 독취된 밸브의 리프트위치에 의거하여 유속이 Q3인지 아닌지가 검사된다(스텝 S5h, S5i).
유속이 Q3인 후, 밸브플러그의 변위가 중단되고, 소정의 시간이 경과된다(스텝 S5j). 소정시간(도 8에 도시한 시간(t3)으로부터 시간(t4)까지의 시간이라고 한다)은 관의 확장이나 수축 또는 유체내에 오염된 가스에 기인한 탄성에 의해 생기는 응답에러를 교정하도록 임의로 설정된다. 소정시간이 길어질수록 응답에러의 허용오차가 커진다.
이후, 펄스카운터(28)에 의해 얻어진 카운트치로부터 독취된 밸브플러그의리프트위치에 의거하여 밸브플러그가 급속밸브폐쇄동작위치에 있는지 아닌지가 검사된다(스텝 S6, S7). 밸브플러그가 급속밸브폐쇄동작위치에 도달하지 않은 것이 판단된다면, 유속제어패턴을 참조하며, 타이머수단(36)에 의해 달성될 다음의 시간측정타이밍에 대응하는 밸브플러그의 리프트위치가 유속제어패턴으로부터 독취된다(스텝 S8). 스텝 S8에서 독취된 밸브플러그의 리프트위치와 펄스카운터에 의해 얻어진 카운트치에 의거한 밸브플러그의 리프트위치사이에 차가 결정된다(스텝 S9). 스텝 S9에서 결정된 차에 의거하여 전류증폭기(30)에 전류치제어신호가 공급된다(스텝 S10).
전류치제어신호를 받은 전류증폭기(30)로부터 출력된 전류치를 갖는 전류는 도시하지 않은 전기개폐밸브(14)의 전자코일에 공급되어 밸브플러그를 밸브폐쇄방향으로 구동시킨다. 사전설정된 다음의 시간측정타이밍이 도달된 것이 판단된다면, 스텝 S11 후에 스텝 S6으로부터 다시 이 과정이 반복하여 실행된다.
이 반복된 실행은 밸브프러그가 급속밸브폐쇄동작위치에 도달한 것이 스텝 S7에서 판단될 때까지 밸브폐쇄방향으로 반복적으로 연속하여 이루어진다.
밸브플러그가 스텝 S7의 급속밸브폐쇄동작위치에 도달한다면, 밸브플러그는 급속밸브폐쇄동작신호에 의거하여 밸브폐쇄방향으로 신속하게 변위된다. 밸브플러그를 밸브폐쇄방향으로 신속하게 변위시키는 동작은 밸브플러그에 의해 이루어지는 밀봉성능을 확실하게 얻기 위하여 하중모드를 사용하여 수행된다. 이 동작은 유체의 유속이 충분히 감소된 후에 수행된다. 그러므로 유체의 억제불가능한 액적하에서의 영향은 무시할 수 있다.
소정시간의 경과 후, 밸브플러그의 리프트위치에 의거하여 밸브플러그가 확실히 폐쇄되는지 아닌지가 검사된다. 밸브플러그가 시트부에 안착되었을 때 동작제어패턴이 끝에 오게 된다(스텝 S13, S14).
이하 작동제어패턴에 의거한 밸브폐쇄제어를 받는 전기개폐밸브(14)를 사용하는 경우에 코팅액의 억제불가능한 액적하에 대하여 설명한다.
밸브폐쇄동작이 개시되기 전, 코팅액의 안정한 유동량이 반도체웨이퍼(24)측으로 가해지는 상태가 도 11에 도시된 것같이 주어진다. 밸브패쇄동작의 개시시에, 반도체웨이퍼(24)에 적하되기 바로 전의 코팅액은 노즐(18)내에 남아있다. 이 상태에서, 밸브위치의 리프트위치가 사전설정된 유속제어패턴에 의거하여 밸브플러그의 완전히 개방된 위치로부터 급속밸브폐쇄동작위치로 밸브폐쇄방향으로 연속적으로 이동하는 경우, 노즐(18)로부터 배출되는 유체의 유속이 점차 감소되고 노즐(18)의 선단부로부터 배출되는 유체의 유선이 테이퍼형상이 되어 도 12에 도시한 바와 같이 수축된 상태를 제공한다. 즉, 작동제어패턴에서 밸브플러그가 급속밸브폐쇄동작위치에 도달한 결과로서 노즐(18)로부터 배출되는 유체의 유선이 수축상태에 있는다.
유체가 노즐(18)의 선단부로부터 유체가 수축한 상태에서, 밸브플러그는 밸브폐쇄방향으로 신속하게 구동되어 밸브플러그를 폐쇄시킨다. 따라서, 수축상태가 될 노즐(18)의 선단부로부터 배출되는 유체는 반도체웨이퍼(24)로부터 분리된다(도 13 참조). 또한, 이 유체는 노즐(18)의 선단부에서 대략 반구형으로 유지된다(도 14 참조). 이 대체로 반구형인 유체는 역흡입밸브(16)를 ON상태가 되게 구동함으로써 노즐(18) 속으로 흡입된다. 이 과정에서 유체는 노즐(18)의 선단부에 유지된 반구형 유체의 체적이 정적 표면장력과 균형을 이루도록 흡입된다. 그러므로, 동적 영향이 가해지지 않으며 체적에서의 분산이 작아지도록 억제될 수 있다. 그 결과, 역흡입밸브(16)의 흡입정밀도를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 유체의 수축상태는 작동제어패턴, 즉 유속특성에 의거하여 급속밸브폐쇄동작위치로서 설정된다. 밸브플러그의 이동속도는 밸브플러그에 대한 밸브폐쇄동작개시시간으로부터 급속밸브폐쇄동작위치까지 압력맥동이 일어나지 않는 속도로 제어된다. 밸브플러그는 급속밸브폐쇄동작위치에 도달할 때 신속히 폐쇄된다. 상술한 바와 같은 셋팅에 따르면, 코팅액의 억제불가능한 액적하가 불확실한 동적 조정에 의해 영향을 받지 않고 확실하고 안정하게 배제될 수 있다.
다시 말해, 정적 표면장력과 균형을 맞추면서 코팅액이 흡입된다. 그러므로, 이 방법은 불확실한 인자, 예를 들어 어떤 동적 조정에 의해서도 영향을 받지 않는다. 따라서, 억제불가능한 액적하를 확실하고 안정하게 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 역흡입밸브(16)의 비용을 증대시키지 않고 작동제어패턴을 설정하고 편리한 조정조작을 달성함에 의해 억제불가능한 액적하의 발생을 피할 수 있다.
예를 들어 리니어보이스코일형 액츄에이터, 리니어DC모터, 리니어펄스모터, 로타리DC모터 또는 로타리스텝핑모터의 회전샤프트에 볼스크류샤프트가 제공되고, 그 볼스트류샤프트의 회전운동이 예를 들어 변위부재를 사용하여 직선운동으로 변환되도록 전기개폐밸브(14)의 밸브플러그(도시하지 않음)를 구동시키기 위한 구동부로서 전기액츄에이터를 사용할 수 있음은 당연하다.
다음으로 도 15는 본 발명의 다른 구체예에 따른 억제불가능한 액적하 방지시스템(70)을 나타낸다. 상기 실시예와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 지시하고, 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 실시예에 따른 억제가능한 액적하 방지시스템(70)은 후술하는 바와 같이 코팅액공급원(12)으로부터 흡입되는 유체의 배출량을 제어하는 전기펌프(74)와, 전기펌프(74)로부터 배출되는 유체의 유동을 차단하는 개폐밸브(76)로 구성되는 점에서 상기 실시예와 다르다. 개폐밸브(76)로서는 전기개폐밸브(14)가 사용될 수 있다.
도 16 및 도 17에 도시하는 바와 같이, 전기펌프(74)는 피스톤(72)의 이동속도를 제어하여 배출구(80)로부터 배출되는 유체의 유속을 제어하며, 흡입구(78)와 배출구(80)가 형성된 유속제어부(82)와, 피스톤(72)을 구동시키며, 유속제어부(82)가 일체로 형성된 구동부(84)로 구성된다.
구동부(84)는 하우징(86)을 구비한다. 하우징(86)의 챔버(88)내에는 화살표(X1)로 나타낸 방향과 화살표(X2)로 나타낸 방향으로 이동 가능하게 긴 스템(89)이 제공된다. 하우징(86)에는 챔버(88)의 상측중앙부에서 고정아이언코어 (90)가 고정된다.
챔버(88)에는 고정막대자석(94)이 제공된다. 고정막대자석(94)은 고정아이언코어(90)로부터 소정의 이격거리만큼 분리되어 있으며, 지지부재(92)에 의해 하우징(86)의 내측벽면에 고정된다. 이 구조에서, 고정막대자석(94)과 고정아이언코어(90)이 사이에는 수평방향으로 자계가 형성된다. 전자코일(96)이 다수회 감겨지는 보빈(98)은 고정아이언코어(90)와 고정막재자석(94)사이에 개재된다. 이 보빈(98)은 도시하지 않은 연결핀에 의해 일체적으로 스템(89)과 함께 이동할 수 있게 제공된다. 고정아이언코어(90)와 보빈(98)의 사이에는 소정의 틈이 형성된다. 도면부호 100은 스템(89)을 구동하기 위하여 제어부(26)로부터 전자코일(96)을 통하여 전류가 흐르게 하는 도선을 지시한다.
하우징(86)의 내측벽면에는 지지부재(92)를 통하여 가이드부재(102)가 제공된다. 이 가이드부재(102)는 스템(89)의 오목부(104)와 결합하여 스템(89)를 선형상태로 안내한다. 또한, 가이드부재(102)는 스템(89)의 변위량을 조정하는 스토퍼로서 작용한다.
가이드부재(102)의 반대측의 하우징(86)의 내측벽면에는 엔코더(108)가 지지부재(106)를 통하여 고정된다. 엔코더(108)는 하우징(86)측에 고정된 도시하지 않은 광센서와, 스템(89)측에 고정된 도시하지 않은 유리자를 구비하는데, 이 유리자는 유리기판에 일정한 간격으로 형성된 눈금값을 갖는다. 이 구조에서, 스템(89)과 일체로 이동된 피스톤(72)의 변위량은 유리자에 의해 도시하지 않은 광센서에 의해 검출된다. 광센서로부터 출력되는 펄스형 검출신호는 피이드백방식으로 도선을 통하여 제어부(26)에 공급된다. 중앙처리장치(32)는 엔코더(108)에 의해 검출된 피스톤(72)의 변위량에 의거하여 단위시간당 피스톤(72)의 이동속도를 계산한다.
유속제어부(82)에는 연결부재(110) 및 플레이트(112)를 통하여 하우징(86)이 일체로 형성된다. 유속제어부(82)는 흡입구(78) 및 배출구(80)가 제공된 본체 (114)와, 스템(89)과 일체로 수직방향(화살표(X1) 또는 화살표(X2)로 지시한 방향)으로 이동시키기 위하여 본체(114)의 챔버(116)에 제공되는 피스톤(72)과, 피스톤(72)에 고정된 제 1단부 및 플레이트(112)에 고정된 제 2단부로 피스톤(72)을 덮는 벨로우즈(118)를 구비한다. 벨로우즈(118)는 고무재료나 수지재료같은 가요성재료로 만들어진다. 피스톤(72)을 둘러싸는 시일부재(120)는 플레이트(112)와 피스톤(72)의 사이의 슬라이딩부에 설치된다.
코팅액공급원(12)과 흡입구(78)사이에는 코팅액공급원(12)로부터 흡입되는 코팅액의 역류를 방지하기 위한 제 1체크밸브(122)가 제공된다. 배출구(80)와 개폐밸브(76)의 사이에는 배출구(80)로부터 배출되는 코팅액의 역류를 방지하는 제 2체크밸브(124)가 제공된다.
본 실시예에 따른 억제불가능한 액적하 방지시스템(70)은 근본적으로는 상술한 바와 같이 구성된다. 다음으로, 그 동작, 작용 및 효과를 설명한다.
먼저, 전기펌프(74)의 동작을 설명한다.
제어부(26)에 의해 전자코일(96)을 통하여 전류가 흐르는 경우, 전자코일(96)에서는 전자기력이 발생한다. 주위에 전자코일(96)이 감긴 보빈(98)을 상방으로 이동시키기 위한 힘은 고정막대자석(94)과 고정아이언코어(90)에 의해 형성되는 자계와 전자기력사이의 상호작용에 의해 소위 플래밍의 왼손법칙에 따라서 발생된다. 보빈(98), 스템(89) 및 피스톤(72)은 일체적으로 상방으로 (화살표(X1)로 나타낸 방향으로) 이동된다. 전자기력은 전자코일(96)을 통하여 흐르도록 된 전류의 크기를 적절히 제어함에 의해 원하는 크기 및 원하는 시간을 갖도록 조정될 수 있다. 전자기력의 방향은 전자코일(96)을 통하여 흐르는 전류의 극성을 전도시킴으로써 화살표(X1)의 방향이나 또는 화살표(X2)의 방향으로 변화될 수 있다.
피스톤(72)은 상술한 바와 같이 상방으로 이동하며, 피스톤(72)을 덮는 벨로우즈(118)는 수축한다(도 17 참조). 따라서, 코팅액은 흡입구(78)를 통하여 흡입되고 흡입된 코팅액은 챔버(116)에 충전된다.
한편, 전자코일(96)을 통하여 흐르는 전류의 양극 및 음극을 바꿈으로써 (화살표(X2)로 나타낸 방향으로) 하강된다. 챔버(116)에 충전된 코팅액은 배출구를 통하여 개폐밸브(76)에 공급된다. 코팅액적하장치(20)의 노즐(18)로부터 반도체웨이퍼(24)측으로 소정량의 코팅액이 적하한다.
다음으로, 본 실시예에서 코팅액의 공급이 중단되는 경우 노즐(18)로부터의 억제불가능한 액체적하를 방지하는 방법을 설명한다.
전기개폐밸브(14)의 사용에 기초한 상기 실시예의 경우, 작동제어패턴에 의거하여 급속밸브폐쇄동작위치에 도달할 때까지 밸브플러그(14)의 리프트량이 제어된다. 한편, 전기펌프(74)를 사용하는 실시예는 노즐(18)로부터 배출되는 유체의 유선이 작동제어패턴에 의거하여 수축상태에 있도록 전기펌프(74)의 피스톤(72)의이동속도가 제어된다. 노즐(18)로부터 배출되는 유체의 유선이 수축상태에 있은 후 밸브폐쇄상태를 부여하기 위해 개폐밸브(76)의 도시하지 않은 밸브플러그를 신속하게 이동시킴에 의해 노즐(18)로부터의 억제불가능한 액적하가 방지될 수 있다.
도 18 내지 도 20에 도시한 플로우챠트에 의거하여 억제불가능한 액체적하방지방법을 보다 상세하게 설명한다. 제어부(26)로부터의 지시신호에 의거하여 코팅액의 흡입을 전기펌프(74)가 이미 완료하고 소정량의 코팅액이 챔버(116)에 충전된다고 가정한다.
전기펌프(74)에게 코팅액의 배출동작이 지시되면 제어프로그램의 실행이 개시된다. 유체로서 코팅액에 대하여 설정된 점도지시신호 및 표면장력지시신호는 제어부(26)에 의해 독취된다. 그 결과, 사용하는 유체에 따라서 유체특성이 설정된다(스텝 S21).
스텝 S21의 실행 후, 개폐밸브(76)는 완전개방상태가 되도록 제어된다.
스텝 S21의 다음에 개폐밸브(76)의 완전개방상태로 제어된 후, 코팅액에 대하여 독취된 점도지시신호 및 표면장력지시신호에 의거하여 ROM(34)으로부터 대응하는 작동제어패턴이 독취된다. 이 작동제어패턴은 도시하지 않은 RAM에 전송되어 저장된다(스텝 S22).
작동제어패턴은 배출동작지시시간(t0)으로부터 경과된 시간에 대하여 피스톤(72)의 변위량에 의거하여 유체의 유속을 제어하는 유속제어패턴을 포함한다. 유속제어패턴을 설정하는 동작은 상기 실시예에서와 동일한 방식으로 수행되는데, 그 설명은 생략한다.
스텝 S22의 다음으로 루틴은 전기펌프(74)로의 배출중단동작지시를 기다린다(스텝 S23). 만일 배출중단동작지시가 주어진다면 타이머수단(36)에 의해 시간측정이 개시된다(스텝 S24). 상술한 바와 같이 노즐로부터 배출되는 유체의 유선이 유속제어패턴에 의거하여 어떤 압력맥동도 발생하지 않는 피스톤의 이동속도에 따라서 수축상태에 있도록 피스톤(72)의 이동속도가 제어된다(스텝 S25).
즉, 도 8에 도시한 바와 같이, 사전설정된 가속도 'a'에 의거하여 우측으로 하향경사곡선으로 유속이 변하도록 피스톤(72)의 변위량이 배출중단동작지시시간 (t0)으로부터 시간(t1)까지 제어된다(스텝 S25a). 피스톤(72)의 변위량은 펄스카운터(28)로부터 공급되는 카운트치에 의거하여 독취되어(스텝 S25b) 피스톤(72)의 이동속도에 의거하여 유속이 Q1인지 아닌지가 검사된다(스텝 S25c). 만일 유속이 Q1에 도달하지 않는다면 루틴은 스텝 S25a으로 복귀한다.
단위시간내에 전기펌프(74)로부터 배출되는 유체의 유속이 피스톤(72)의 변위량에 상당하는 Q1인 후, 사전설정된 이동속도 'v'에 의거하여 우측으로 하향경사직선으로 유속이 변하도록 피스톤(72)이 이동속도가 시간(t1)으로부터 시간(t2)까지 제어된다(스텝 S25d). 피스톤(72)의 독취된 이동속도에 의거하여 유속이 Q2인지 아닌지가 검사된다(스텝 S25e, S25f).
또한, 사전설정된 가속도 '-a'에 의거하여 우측으로 상향경사곡선으로 유속이 변하도록 피스톤(72)의 이동속도가 시간(t2)으로부터 시간(t3)까지 제어된다(스텝 S25g). 펄스카운터(28)에 의해 얻어진 카운트치로부터 독취된 피스톤(72)의 변위위치에 의거하여 유속이 Q3인지 아닌지가 검사된다(스텝 S25h, S25i).
유속이 Q3인 후, 피스톤(72)의 이동이 중단되고 소정의 시간이 경과한다(스텝 S25j). 이 소정의 시간(도 8에도 도시한 시간(t3)으로부터 시간(t4)까지의 시간)은 예를 들어 관의 확장이나 수축 또는 유체에 오염된 가스에 기인한 탄성에 의해 생긴 응답에러를 교정하기 위해 임의로 설정된다. 소정의 시간이 길수록 응답에러의 허용오차가 커진다.
이후, 펄스카운터(28)에 의해 얻어진 카운트치로부터 계산된 피스톤(72)의 이동속도에 의거하여, 노즐(18)로부터 배출된 유체의 유속이 수축상태에 있는지 아닌지가 검사된다(스텝 S26, S27). 만일 피스톤(72)의 변위위치가 소정의 위치에 도달하지 않았다고 판단되면, 유속제어패턴을 참조하여, 타이머수단(36)에 의해 이루어질 다음의 시간측정타이밍에 대응하는 피스톤(72)의 변위위치가 유속제어패턴으로부터 독취된다(스텝 S28). 스텝 S28에서 독취된 피스톤(72)의 변위위치와 펄스카운터에 의해 얻어진 카운트치에 의거한 피스톤(72)의 변위위치 사이에 차가 결정된다(스텝 S29). 전류치제어신호는 스텝 S29에서 결정된 차에 의거하여 전류증폭기(30)에 공급된다(스텝 S30).
전류치제어신호를 받은 전류증폭기(30)로부터 출력된 전류치를 갖는 전류는 전기펌프(74)의 전자코일(96)에 공급되어 피스톤(72)의 이동속도를 제어한다. 만일 사전설정된 다음의 시간측정타이밍이 도달하였다고 판단되면, 스텝 S31 후에 스텝 S26으로부터 과정이 다시 반복하여 실행된다.
이 반복실행은 유체의 유선이 수축된 상태에 피스톤(72)의 변위위치가 도달된 것이 스텝 S27에서 판단될 때까지 피스톤(72)의 이동속도의 제어(피스톤(72)의 이동속도의 감속)를 위해 반복적으로 연속하여 이루어진다.
피스톤(72)이 이동을 중단한다면, 소정의 시간이 경과하여 시간(t4)에 도달하고(도 8 참조), 제어부(26)로부터 출력된 급속밸브폐쇄동작신호에 의거하여 개폐밸브(76)의 도시하지 않은 밸브플러그가 밸브폐쇄방향으로 신속하게 이동한다(스텝 S32). 밸브플러그에 의해 이루어지는 밀봉성능을 확실하게 얻기 위하여 도시하지 않은 밸브플러그를 밸브폐쇄방향으로 신속하게 이동시키기 위한 동작이 하중모드를 사용하여 수행되는 것이 바람직하다. 이 동작은 유체의 유속이 충분이 감소된 후 에 수행된다. 그러므로, 유체의 억제불가능한 액적하에 대한 영향을 무시할 수 있다.
소정의 시간의 경과 후, 개폐밸브(76)의 도시하지 않은 밸브플러그가 폐쇄위치에 도달하였는지 아닌지가 검사된다. 밸브플러그가 시트부에 안착될 때, 작동제어패턴은 끝이 된다(스텝 S33, S34).
그 외의 작용 및 효과는 상기 실시예에서 얻어지는 것과 동일하며, 그 상세한 설명은 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 작업자의 경험 및 직관에 관계없이 그리고 역흡입밸브의 비용의 상승없이 간단하고 편리한 조작을 수행함으로써, 액공급원으로부터 공급되는 액체의 유동이 차단될 때, 배출구로부터 어쩔 수 없이 액체가 적하하는 것을 확실하고 안정하게 배제할 수 있다.

Claims (17)

  1. 유체공급원으로부터 공급된 유체의 유동이 차단될 때 배출구로부터 유체의 액적이 발생하는 것을 방지하는 방법에 있어서, 상기 방법은
    유체통로를 통과하는 상기 유체의 유속 및 가속도를 포함하는 작동제어패턴을 결정하는 단계;
    상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 유선이 사전에 결정된 수축상태에 이를 때까지 상기 유체통로를 통과하는 상기 유체의 유량을 제어하여 상기 유체가 상기 작동제어패턴을 따라 흐르게 하는 단계;
    사전에 설정된 시간 동안 상기 사전에 결정된 수축상태를 유지하는 단계; 및
    상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 상기 유선이 상기 설정시간 동안 상기 수축상태에 있게 된 후에 상기 유체통로를 폐쇄하여 상기 유체의 상기 유량이 제로가 되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지방법.
  2. 유체공급원으로부터 공급된 유체의 유동이 차단될 때 배출구로부터 유체의 액적이 발생하는 것을 방지하는 방법에 있어서, 상기 방법은
    시간에 관하여 유체통로를 폐쇄하는 밸브플러그의 리프트량에 따라 상기 유체통로를 통과하는 상기 유체의 유속 및 가속도를 포함하는 작동제어패턴을 결정하는 단계;
    전기액츄에이터의 구동작용에 따라, 밸브폐쇄동작 지시가 개시될 때부터 상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 유선이 사전에 결정된 수축상태에 이르게 되는, 사전에 설정된 급속 밸브폐쇄 동작위치에 도달할 때까지의 상기 작동제어패턴에 따라 상기 리프트량을 제어하여 상기 유체가 상기 유체통로를 통과하게 하는 단계;
    사전에 설정된 시간 동안 상기 사전에 결정된 수축상태를 유지하는 단계; 및
    상기 밸브플러그를 조절하여 상기 유체통로를 폐쇄하는 것으로, 상기 급속 밸브폐쇄 동작위치에 도달하고, 상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 상기 유선이 상기 설정시간 동안 상기 수축상태에 있게 된 후에 상기 밸브플러그를 폐쇄위치로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 개폐밸브에 대한 상기 밸브폐쇄동작 지시시간으로부터 상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 상기 유선이 수축상태에 있는 상기 급속 밸브폐쇄동작 위치에 도달할 때까지의 시간에 관한 상기 밸브플러그의 상기 리프트량은 상기 유체의 특성에 대응하는 메모리에 저장된 다수의 작동제어패턴에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 밸브플러그의 리프트위치는 작동제어패턴에 따라 상기 개폐밸브의 상기 밸브플러그를 구동하기 위해 상기 전기액츄에이터에 인가되는 전력량을 제어함에 의해 밸브폐쇄방향으로 제어되는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 개폐밸브에 대한 상기 밸브폐쇄동작 지시시간으로부터 상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 상기 유선이 상기 수축상태에 있는 상기 사전에 설정된 급속 밸브폐쇄동작 위치에 도달할 때까지의 상기 밸브플러그의 이동속도는 상기 유체가 어떤 압력맥동도 일으키지 않고 단절되기 바로 전의 유속을 부여하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 개폐밸브에 대한 상기 밸브폐쇄동작 지시시간으로부터 상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 상기 유선이 상기 수축상태에 있는 상기 급속 밸브폐쇄동작 위치에 도달할 때까지의 유속특성은 상기 개폐밸브의 상기 밸브플러그의 상기 리프트량으로부터 계산된 이동속도 및 가속도에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지방법.
  7. 유체공급원으로부터 공급된 유체의 유동이 차단될 때 배출구로부터 유체의 액적이 발생하는 것을 방지하는 방법에 있어서, 상기 방법은
    시간에 관하여 펌프의 피스톤의 변위량에 따라 유체통로를 통과하는 상기 유체의 유속 및 가속도를 포함하는 작동제어패턴을 결정하는 단계;
    상기 펌프의 구동작용에 따라, 배출중단동작 지시가 개시될 때부터 상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 유선이 사전에 결정된 수축상태에 이르게 될 때까지의 상기 작동제어패턴에 따라 상기 유체가 상기 유체통로를 통과하도록 상기 피스톤의 변위량을 제어하는 단계;
    사전에 설정된 시간 동안 상기 사전에 결정된 수축상태를 유지하는 단계; 및
    개폐밸브의 밸브플러그를 조절하여 상기 유체통로를 폐쇄하는 것으로, 상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 상기 유선이 상기 설정시간 동안 상기 수축상태에 있게 된 후에 상기 밸브플러그를 폐쇄위치로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 펌프에 대한 상기 배출중단동작 지시시간으로부터 상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 상기 유선이 상기 수축상태에 있을 때까지의 상기 시간에 관한 상기 피스톤의 변위량은 상기 유체의 특성에 대응하는 메모리에 저장된 다수의 작동제어패턴에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 피스톤의 이동속도는 작동제어패턴에 따라 상기 펌프에 인가되는 전력량을 제어함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 펌프에 대한 상기 배출중단동작 지시시간으로부터 상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 상기 유선이 상기 수축상태에 있을 때까지의 상기 피스톤의 이동속도는 어떤 압력맥동도 일으키지 않고 상기 유체가 단절되기 바로 전의 유속이 부여되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 펌프에 대한 상기 배출중단동작 지시시간으로부터 상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 상기 유선이 상기 수축상태에 있을 때까지의 유속특성은 상기 피스톤의 상기 변위량으로부터 계산된 이동속도 및 가속도에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지방법.
  12. 유체를 일정한 속도로 공급하는 유체공급원;
    전기액츄에이터의 구동작용에 따라 밸브플러그를 변위시켜 유체통로를 개폐함으로써 상기 유체통로를 통과하는 상기 유체의 유속을 제어하는 개폐밸브;
    상기 유체통로를 통과하는 유체의 유속 및 가속도를 포함하는 다수의 작동제어패턴이 저장되어 있는 것으로, 상기 작동제어패턴은 상기 개폐밸브에 대한 밸브폐쇄동작 지시가 개시될 때부터 배출구로부터 배출된 상기 유체의 유선이 사전에 결정된 수축상태에 이르게 되는, 사전에 설정된 급속 밸브폐쇄 동작위치에 도달할 때까지의 시간에 관한 상기 밸브플러그의 리프트량을 제어하고, 사전에 설정된 시간 동안 상기 사전에 결정된 수축상태를 유지하며, 상기 밸브플러그를 조절하여 상기 유체통로를 폐쇄하기 위해서, 각 유체의 다른 유체 특성에 대응하는 것이며; 상기 밸브플러그는 상기 급속 밸브폐쇄 동작위치에 도달하고, 상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 상기 유선이 상기 설정시간 동안 상기 수축상태에 있게 된 후에 폐쇄위치로 이동되는 것인 메모리; 및
    상기 메모리로부터 독취된 상기 작동제어패턴에 따라 상기 전기액츄에이터에 인가된 전력량을 제어하여 상기 밸브플러그의 리프트위치를 밸브폐쇄방향으로 제어하는 제어기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어기구는 상기 밸브플러그의 상기 리프트위치를 검출하는 리프트검출부, 상기 리프트검출부에 의해 검출된 상기 밸브플러그의 상기 리프트위치와 상기 작동제어패턴에 기초한 상기 밸브플러그의 리프트위치 사이의 차이를 결정하는 차이계산부, 및 상기 차이계산부에 의해 결정된 상기 차이에 기초한 전류량을 상기 전기액츄에이터에 공급하여 상기 개폐밸브를 구동시키기 위한 전류량제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 리프트검출부는 상기 개폐밸브의 상기 밸브플러그의 변위량을 검출하는 엔코더, 및 상기 엔코더의 출력에 대한 가운트동작을 수행하는 카운터를 구비하는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지시스템.
  15. 일정한 속도로 유체를 공급하는 유체공급원;
    인가된 전력에 따라 피스톤의 변위량을 제어함에 의해 상기 유체공급원으로부터 흡입되는 상기 유체의 배출량을 제어하는 펌프;
    밸브플러그를 이동시킴에 따라 유동통로를 개폐하는 개폐밸브;
    상기 유체통로를 통과하는 유체의 유속 및 가속도를 포함하는 다수의 작동제어패턴이 저장되어 있는 것으로, 상기 작동제어패턴은 상기 펌프에 대한 배출중단 동작지시가 개시될 때부터 배출구로부터 배출된 상기 유체의 유선이 사전에 결정된 수축상태에 이를 때 까지의 시간에 관한 상기 피스톤의 변위량을 제어하고, 사전에 설정된 시간 동안 상기 사전에 결정된 수축상태를 유지하며, 상기 밸브플러그를 조절하여 상기 유체통로를 폐쇄하기 위해서 각 유체의 다른 유체 특성에 대응하는 것이며; 상기 밸브플러그는 상기 배출구로부터 배출된 상기 유체의 상기 유선이 상기 설정시간 동안 상기 수축상태에 있게 된 후에 폐쇄위치로 이동되는 것인 메모리; 및
    상기 메모리로부터 독취된 상기 작동제어패턴에 따라 상기 펌프에 인가된 전력량을 제어하여 상기 피스톤의 상기 변위량을 제어하는 제어기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제어기구는 상기 피스톤의 이동위치를 검출하는 검출부, 상기 검출부에 의해 검출된 상기 피스톤의 상기 이동위치와 상기 작동제어패턴에 기초한 상기 피스톤의 이동위치 사이의 차이를 결정하는 차이계산부, 및 상기 차이계산부에 의해 결정된 상기 차이에 기초한 전류량을 상기 펌프에 공급하는 전류량제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 검출부는 상기 피스톤의 상기 변위량을 검출하는 엔코더, 및 상기 엔코더의 출력에 대한 카운트동작을 수행하는 카운터를 구비하는 것을 특징으로 하는 억제불가능한 액적하 방지시스템.
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