DD204979A1

DD204979A1 - DIAPHRAGM VALVE FOR THE CONTROLLED MEDIA CONTRACT

Info

Publication number: DD204979A1
Application number: DD23205281A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Froehlich; Siegfried Patzner
Original assignee: Ruhla Uhren Veb K
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1983-12-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Membranventil fuer den gesteuerten Medienauftrag auf Siliziumscheiben in Beschichtungs- und Entwicklungsanlagen. Ziel der Erfindung ist es, eine Verbesserung des Medienauftrages bei Senkung der Ausfallhaeufigkeit bzw. des Wartungsaufwandes zu erreichen. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Membranventil zu entwickeln, mit dem bei geringem technischem Aufwand und hoher Zuverlaessigkeit ein sauberer Medienaustritt ohne Nachtropfen bei Unterbrechung des Medienflusses erreicht wird. Erfindungsgemaess ist lt. Patentzeichnung zwischen Steuermembran 6 und Schliessmembran 9 im Ventilkoerper 1 ein Verbindungskanal 7 zwischen Eintrittskanal 2 und Austrittskanal 3 vorgesehen. Im Verbindungskanal 7 ist ein die Oeffnung des Austrittskanals 3 ueberdeckender frei beweglicher Schwimmerbolzen 8 angeordnet. Ueber Druckluft wird das Membranventil geoeffnet. Beim Schliessen des Membranventils wird ueber den freibeweglichen Schwimmerbolzen (8) durch Realisierung unterschiedlicher Volumina zwischen den Membranen 6;9 und dem Ventilkoerper 1 ein Nachtropfen des im Membranventil verbliebenen Restmediums verhindert.The invention relates to a diaphragm valve for controlled media application on silicon wafers in coating and developing systems. The aim of the invention is to achieve an improvement of the media order in lowering the Ausfallhaeufigkeit or maintenance. The object of the invention is to develop a diaphragm valve, with which, with little technical effort and high reliability, a clean media outlet is achieved without dripping when the media flow is interrupted. According to the invention, a connecting channel 7 between inlet channel 2 and outlet channel 3 is provided according to the patent drawing between the control diaphragm 6 and the closing diaphragm 9 in the valve body 1. In the connecting channel 7 a the opening of the outlet channel 3 ueberdeckender freely movable float pin 8 is arranged. About compressed air, the diaphragm valve is opened. When the diaphragm valve is closed, dripping of the residual medium remaining in the diaphragm valve is prevented by way of the floating float bolt (8) by realizing different volumes between the diaphragms 6, 9 and the valve body 1.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Membranventil für den gesteuerten MedienauftragDiaphragm valve for controlled media application

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Membranventil für den gesteuerten Medienauftrag, insbesondere für den gesteuerten Medienauftrag auf Siliziumscheiben in Beschichtungs- und Entwicklungsanlagen,The invention relates to a diaphragm valve for the controlled media application, in particular for the controlled media application on silicon wafers in coating and development plants,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen In der DE-OS 25 48 876 ist ein Dosierventil für zähflüssige Stoffe dargestellt, das einen von oben nach unten durchgehenden Flüssigkeitskanal aufweist und mit dem ein Nachlaufen der Flüssigkeit weitgehend vermeidbar ist« In diesem Dosierventil befinden sich drei übereinander angeordnete, unabhängig von einander betätigbare Schieber, und zwar sind der obere und der untere Schieber als Sperrschieber ausgebildet, während der mittlere Schieber einen Pumpenschieber darstellt, dessen Pumpenglied mehr oder weniger tief in den Flüssigkeitskanal eingeführt werden kann. Durch geeignete Betätigung der verschiedenen Schieber läßt sich erreichen, daß beim Absperrvorgang die Flüssigkeit aus der Dosieröffnung zurück· gesaugt wird, wodurch das Nachlaufen mit Sicherheit vermieden wird. Nachteilig bei dem beschriebenen Ventil istCharacteristic of the known technical solutions In DE-OS 25 48 876 a metering valve for viscous substances is shown, which has a top-to-bottom continuous fluid channel and with a tracking of the liquid is largely preventable «In this metering valve are three stacked, independently operable slide, namely the upper and lower slide are designed as a locking slide, while the middle slider is a pump slide, the pump member can be introduced more or less deep into the fluid channel. By suitable actuation of the various slides, it can be achieved that the liquid is sucked back out of the metering opening during the shut-off process, which will certainly prevent overrun. A disadvantage of the described valve

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sein komplizierter Aufbau, der durch die Schieberelemente und das notwendige Steuersystem bedingt ist und der damit verbundene große technische Aufwand. Weitere Nachteile sind die hohe Störanfälligkeit, der hohe Wartungsaufwand und die damit verbundene Ausfallhäufigkeit und geringe Zuverlässigkeit dieser Art von Ventilen,its complicated structure, which is due to the slide elements and the necessary control system and the associated great technical effort. Other disadvantages are the high susceptibility, the high maintenance and the associated failure frequency and low reliability of this type of valves,

Die DE-OS 28 36 244 beschreibt ein Durchgangsventil für flüssige Medien (auch aggressive Medien) mit einem Ventilgehäuse, einer Absperrmembran zum öffnen und Schließen des Ventildurchganges und einer druckbeaufschlagbaren Steuermembran zur Betätigung der Absperrmembran. Zwischen der Steuermembran und der Absperrmembran ist ein einteiliges Druckstück zur Kraftübertragung zwischen den Membranen angeordnet. Das Druckstück ist im Bereich seiner Mittelachse mit den Membranen fest verbunden. Oberhalb der Steuermembran ist eine Steuerkammer ausgebildet _s in die ein geeignetes Druckmittel, z. B. Druckluft, eingeführt und abgeführt werden kann. Mit Hilfe dieses Druckmittels wird die Steuermembran beaufschlagt und damit über das Druckstück die Absperrmembran betätigt. Dadurch schließt die Absperrmembran das Ventil« Wird die Steuermembran entlastet, wird die Absperrmembran durch das Durchflußmedium abgehoben und das Ventil öffnet.DE-OS 28 36 244 describes a through valve for liquid media (including aggressive media) with a valve housing, a shut-off diaphragm for opening and closing the valve passage and a pressurizable control diaphragm for actuating the Absperrmembran. Between the control diaphragm and the Absperrmembran a one-piece pressure element for transmitting force between the membranes is arranged. The pressure piece is firmly connected in the region of its central axis with the membranes. Above the control diaphragm, a control chamber is formed in the _s a suitable pressure means, for. B. compressed air, can be introduced and removed. With the help of this pressure medium, the control membrane is acted upon and thus actuated via the pressure piece the Absperrmembran. As a result, the shut-off diaphragm closes the valve. "When the control diaphragm is relieved, the shut-off diaphragm is lifted off by the flow medium and the valve opens.

Das vorliegende Ventil ist nur für das Absperren und Freigeben von Medien geeignet. Eine Verhinderung des Nachtropfens von Düsen ist durch diese Art Ventil nicht möglich. Daher ist eine Anwendung beim gesteuerten Medienauftrag nicht möglich. Durch die notwendige Spezialmembran ist ein erhöhter Aufwand erforderlich.The present valve is only suitable for shutting off and releasing media. Preventing the dripping of nozzles is not possible with this type of valve. Therefore, an application in controlled media order is not possible. Due to the necessary special membrane increased effort is required.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Verbesserung des Medienauftrages bei Senkung der Ausfallhäufigkeit bzw. des Wartungsaufwandes zu erreichen,The aim of the invention is to achieve an improvement of the media order while reducing the frequency of failure or maintenance,

-O--O-

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Membranventil für den gesteuerten Medienauftrag auf Siliziumscheiben zu entwickeln, mit dem bei geringem technischen Aufwand und hoher Zuverlässigkeit ein sauberer Medienaustritt ohne Nachtropfen bei Unterbrechung des Medienflusses erreicht wird.DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention has for its object to develop a diaphragm valve for the controlled media application on silicon wafers, with a clean media outlet without dripping with interruption of the media flow is achieved with little technical effort and high reliability.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen Steuermembran und Schließmembran im Ventilkörper ein Verbindungskanal zwischen Eintrittskanal und Austrittskanal vorgesehen ist und daß im Verbindungskanal ein die öffnung des Austrittskanals überdeckender frei beweglicher Schwimmerbolzen angeordnet ist. In einer besonderen Ausführungsform ist der Schwimmerbolzen mit der Schließmembran fest verbunden. Weiterhin ist an Stelle des Schwimmerbolzens in einer weiteren Ausführungsform eine Kugel'angeordnet.According to the invention, this is achieved by providing a connecting channel between the inlet channel and the outlet channel between the control membrane and the closing membrane in the valve body and that a freely movable float pin covering the opening of the outlet channel is arranged in the connecting channel. In a particular embodiment, the float bolt is firmly connected to the closing membrane. Furthermore, in place of the float pin in a further embodiment, a ball 'is arranged.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist die erfindungsgemäße Läsung im Schnitt dargestelltThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing, the invention Läsung is shown in section

Im Ventilkörper 1 befinden sich der Eintrittskanal 2 und der Austrittskanal 3 für das aufzubringende Medium. An der linken Seite des Ventilkörpers 1 befindet sich der Steuerkörper 4 mit dem Druckluftkanal 5, wobei zwischen Ventilkörper 1 und Steuerkörper 4 eine Steuermembran 6 angeordnet ist. Die Steuermembran 6 ist über einen im Ventilkörper 1 zwischen Eintrittskanal 2 und Austrittskanal 3 vorgesehenen Verbindungskanal 7, in dem ein die öffnung des Austrittskanäls 3 überdeckender frei beweglicher Schwimmerbolzen 8 angeordnet ist, mit einer an der rechten Seite des Ventilkörpers 1 angeordneten Schließmembran 9 verbunden. An der rechten Seite des In the valve body 1 are the inlet channel 2 and the outlet channel 3 for the medium to be applied. On the left side of the valve body 1 is the control body 4 with the compressed air channel 5, wherein between the valve body 1 and the control body 4, a control diaphragm 6 is arranged. The control diaphragm 6 is connected via a connecting channel 7 provided in the valve body 1 between the inlet channel 2 and the outlet channel 3, in which a freely movable float pin 8 covering the opening of the outlet channel 3 is connected to a closing membrane 9 arranged on the right side of the valve body 1. On the right side of the

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Ventilkörpers 1 ist weiter ein Deckel 10 angeordnet, in dem sich eine Druckfeder 11, die über.ein Druckstück 12 mit der Schließmembran 9 in Verbindung steht, abstützt. Die Druckfeder 11 drückt über das Druckstück 12 die Schließmerabran 9 gegen die Dichtfläche 13 des Ventilkörpers 1, wodurch die Verbindung zwischen Eintrittskanal 2 und Austrittskanal 3 unterbrochen wird. In einer besonderen Ausführungsform ist der Schwimmerbolzen 8 mit der Schließraembran 9 fest verbunden. Weiter ist an Stelle des Schwimmerbolzens 8 in einer weiteren Ausführungsform eine Kugel angeordnet.Valve body 1 is further arranged a cover 10, in which a compression spring 11 which is über.ein pressure piece 12 with the closing membrane 9 in conjunction, is supported. The compression spring 11 presses on the pressure piece 12, the closing manifold 9 against the sealing surface 13 of the valve body 1, whereby the connection between the inlet channel 2 and outlet channel 3 is interrupted. In a particular embodiment, the float bolt 8 is fixedly connected to the closing membrane 9. Next, instead of the float pin 8 in a further embodiment, a ball is arranged.

Die Wirkungsweise ist folgende:The mode of action is the following:

Das öffnen des Membranventils erfolgt pneumatisch. Über den Druckluftkanal 5 wirkt die Druckluft auf die Steuermembran 6. Diese bewegt über den frei beweglichen Schwimmerbolzen 8 die Schließmembran 9 entgegen der Federkraft der Druckfeder 11, die über das Druckstück auf die Schließmerabran 9 wirkt. Die Schließmembran 9 öffnet und das Medium kann frei strömen. Die Menge ist dabei durch nicht dargestellte Mittel zeitlich begrenzt. Soll das Membranventil schließen wird der Druckluftkanal 5 und damit der Raum im Steuerkörper 4 entlüftet. Dabei bewegt die Druckfeder 11 über das Druckstück 12 die Schließmembran 9, die das Membranventil schließt. Gleichzeitig mit der Bewegung der Schließmembran 9 wird über den frei beweglichen Schwimmerbolzen 8 die Steuermembran 6 bewegt. Damit vergrößert sich durch die Bewegung des Schwimmerbolzens 8 das Volumen zwischen Steuermembran 5 und Ventilkörper 1, während sich das Volumen zwischen Schließmembran 9 und Ventilkörper 1 verringert. Auf Grund des größeren Volumens, das sich zwischen Steuermembran 6 und Ventilkörper 1 gebildet hat, im Verhältnis zu dem verkleinerten Volumen zwischen Schließmembran 9 und Ventilkörper 1, entsteht im Raum zwischen Steuermembran 6 und Ventilkörper 1 ein Unterdruck, derThe opening of the diaphragm valve is pneumatic. About the compressed air channel 5, the compressed air acts on the control diaphragm 6. This moves over the floating float pin 8, the closing diaphragm 9 against the spring force of the compression spring 11, which acts on the pressure piece on the closing edge 9. The closing membrane 9 opens and the medium can flow freely. The amount is limited in time by means not shown. If the diaphragm valve is to close the compressed air channel 5 and thus the space in the control body 4 is vented. In this case, the compression spring 11 moves over the pressure piece 12, the closing diaphragm 9, which closes the diaphragm valve. Simultaneously with the movement of the closing diaphragm 9, the control diaphragm 6 is moved over the freely movable float bolt 8. This increases by the movement of the float pin 8, the volume between the control diaphragm 5 and the valve body 1, while the volume between the closing diaphragm 9 and the valve body 1 is reduced. Due to the larger volume that has formed between the control diaphragm 6 and valve body 1, in relation to the reduced volume between closing diaphragm 9 and valve body 1, arises in the space between the control diaphragm 6 and the valve body 1, a negative pressure, the

die Rücksaugung des verbliebenen Restmediums aus dem Austrittskanal 3 bewirkt. Der freibewegliche Schwimmerbolzen 8 überträgt also die Bewegung beim öffnen des Ventils und sorgt beim Schließen durch die Vergrößerung des Volumens zwischen Steuermembran 6 und Ventilkörper 1 für die Rücksaugung des verbliebenen Restmediums aus dsm Austrittskanal 3. Dadurch wird ein Nachtropfen der Düse verhindert, ein sauberer Medienaustritt erreicht und ein unkontrolliertes Aufbringen des Mediums auf bspvv, Siliziumscheiben verhindert. Da wenig bewegte Teile vorhanden sind, weist das Membranventil eine hohe Lebensdauer und einen wartungsfreien Betrieb auf* Ein weiterer Vorteil sind die geringen Abmessungen gegenüber bspw. Spritzpistolen, was mit geringem technischen Aufwand verbunden ist. Die geräuschlose Arbeitsweise des Membranventils und seine hohe Zuverlässigkeit sind weitere Vorteile. Die Anwendung des Membranventils ist überall dort möglich, wo Medienflüsse (auch aggressive Medien), vorzugsweise Flüssigkeiten, freigegeben oder unterbrochen werden müssen. Dadurch ist die vorliegende Lösung vielseitig einsetzbar» .the return suction of the remaining residual medium from the outlet channel 3 causes. The floating float pin 8 thus transmits the movement when opening the valve and ensures when closing by increasing the volume between the control diaphragm 6 and valve body 1 for the return of the remaining residual medium dsm outlet channel 3. This dripping of the nozzle is prevented, achieved a clean media outlet and prevents uncontrolled application of the medium to bspvv, silicon wafers. Since there are few moving parts, the diaphragm valve has a long service life and a maintenance-free operation * Another advantage is the small dimensions compared to, for example, spray guns, which is associated with little technical effort. The noiseless operation of the diaphragm valve and its high reliability are further advantages. The use of the diaphragm valve is possible wherever media flows (including aggressive media), preferably liquids, must be released or interrupted. Thus, the present solution is versatile ».

Claims

Invention claim:

1, diaphragm valve for controlled media application, in particular for the controlled media application on silicon wafers in Öeschichtungs- and development systems consisting of a valve body, a closing membrane and a pressurizable control membrane, characterized in that between the control diaphragm (S) and closing membrane (9) in the valve body (1 ) a connecting channel (7) between the inlet channel (2) and outlet channel (3) is provided and that in the connecting channel (7) an opening of the outlet channel (3) overlapping freely movable float pin (8) is arranged »

2 »diaphragm valve according to item 1, characterized in that the float bolt (8) with the closing diaphragm (S) is firmly connected.

3. Diaphragm valve according to item 1, characterized in that instead of the float pin (8) a ball is arranged »

See 1 52: 1-3 Drawings