KR20090092694A - 도포장치 - Google Patents

도포장치

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KR20090092694A
KR20090092694A KR1020090001879A KR20090001879A KR20090092694A KR 20090092694 A KR20090092694 A KR 20090092694A KR 1020090001879 A KR1020090001879 A KR 1020090001879A KR 20090001879 A KR20090001879 A KR 20090001879A KR 20090092694 A KR20090092694 A KR 20090092694A
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KR1020090001879A
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도시히로 모리
마나부 가마타니
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도레 엔지니아린구 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 기판을 흡착하는 흡인력을 급속하게 발생시킴으로써 흡착시간을 단축하여 도포장치 전체의 택트 타임을 향상시킬 수 있는 도포장치를 제공한다.
스테이지의 표면에 형성된 흡인구멍에 흡인력을 발생시켜 기판을 스테이지의 표면에 흡착하여 지지하는 기판지지수단과, 기판에 대하여 상대적으로 이동하면서 도포액을 토출하는 도포 유니트를 구비하는 도포장치에 있어서, 기판지지수단의 흡인구멍에는, 흡인력을 발생시키는 흡인력 발생장치와 접속되는 메인 배관 및 서브 배관이 연결되어 접속되어 있고, 메인 배관에는 메인 배관 경로를 개폐하는 메인 밸브가 설치되고, 서브 배관에는 서브 배관 경로를 개폐하는 서브 밸브가 설치됨과 아울러 이 서브 밸브보다 흡인력 발생장치 측에 소정의 용량을 가지는 저장부를 구비하는 저장 탱크가 설치되고, 저장부는 일정 구간에 있어서 서브 배관의 용량에 비하여 큰 용량을 가지는 구성으로 한다.

Description

도포장치{COATING MACHINE}
본 발명은 기판 상에 도포액(塗布液)을 도포하는 도포장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이(液晶 diplay)나 플라즈마 디스플레이(plasma display) 등의 플랫 패널 디스플레이(flat panel display)에는, 글래스 기판 상에 레지스트 액이 도포된 것(도포기판이라고 부른다)이 사용되고 있다. 이 도포기판은 레지스트 액을 균일하게 도포하는 도포장치에 의하여 형성되고 있다.
이 도포장치는, 기판이 재치(載置)되는 스테이지와 레지스트 액이 토출(吐出)되는 도포 유니트를 구비하고 있고, 도포 유니트로부터 레지스트 액을 토출시키면서 도포 유니트를 이동시킴으로써, 기판 상에 균일한 두께의 레지스트 액막이 형성되게 되어 있다.
이러한 도포장치에서는, 기판을 스테이지 상에 지지하는 수단으로서 스테이지에 흡인구멍이 형성되어 있고, 이 흡인구멍에 흡인력(吸引力)을 발생시킴으로써, 기판을 스테이지 상에 흡착하여 지지하는 것이 일반적으로 알려져 있다(예를 들면 특허문헌1 참조). 구체적으로는, 흡인구멍과 흡인력 발생장치가 배관을 통하여 접속되어 있고, 이 흡인력 발생장치를 작동시킴으로써 배관을 통하여 흡인구멍에 흡인력이 발생하게 되어 있다. 즉 흡인력 발생장치를 작동시키면, 배관 내의 대기가 배기됨으로써 배관 내가 흡인력 발생장치에 의하여 설정된 설정압(대기압보다 작은 압력)이 되고, 흡인구멍에는 그 설정압에 따른 흡인력이 발생한다. 이렇게 하여 기판이 스테이지 상에 흡착되어 지지될 수 있도록 되어 있다.
특허문헌1 : 일본국 공개특허 특개2006-281091호 공보
상기 도포장치에서는, 기판을 흡착하여 지지하기 위하여 많은 시간이 필요하게 되어 도포장치 전체의 택트 타임(tact time)이 장기화된다고 하는 문제가 있었다. 즉 흡인구멍에 흡인력을 발생시키는데 필요한 시간은 흡인력 발생장치의 배기속도에 의존하고 있기 때문에, 기판을 스테이지에 급속하게 흡착시키기 위해서는 고속으로 배기를 할 필요가 있다.
그러나 흡인력 발생장치는 도포장치가 설치되는 공장에 설치되어 있는 것이 일반적이고, 흡인력 발생장치를 필요로 하는 다른 장치도 접속되어 있기 때문에, 배기속도를 올리기 위하여 흡인력 발생장치의 설정압을 변경하면 다른 장치에도 영향을 미칠 우려가 있다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 흡인력 발생장치의 설정압을 변경하지 않고, 기판을 흡착하는 흡인력을 급속하게 발생시킴으로써 흡착시간을 단축하여 도포장치 전체의 택트 타임을 향상시킬 수 있는 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 도포장치는, 기판을 재치하는 스테이지와, 상기 스테이지의 표면에 형성된 흡인구멍에 흡인력을 발생시켜 기판을 스테이지의 표면에 흡착하여 지지하는 기판지지수단과, 상기 스테이지의 표면에 지지된 기판에 대하여 상대적으로 이동하면서 도포액을 토출하는 도포 유니트를 구비하는 도포장치에 있어서, 상기 기판지지수단의 흡인구멍은, 흡인력을 발생시키는 흡인력 발생장치와 배관을 통하여 연결되어 접속되어 있고, 상기 배관은, 메인 밸브에 의하여 개폐 가능한 메인 배관과 서브 밸브에 의하여 개폐 가능한 서브 배관을 구비하고, 상기 서브 배관에는, 상기 서브 밸브보다 흡인력 발생장치 측에 소정의 용량을 가지는 저장부를 구비하는 저장 탱크가 설치되고, 그 저장부는, 일정 구간에 있어서 서브 배관의 용량에 비하여 큰 용량을 가지고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 도포장치에 의하면, 일정 구간에 있어서 서브 배관의 용량에 비하여 용량이 큰 상기 저장부를 구비하는 저장 탱크가 설치되어 있기 때문에, 스테이지의 흡인구멍에 흡인력을 발생시켜 급속하게 기판을 흡착시킬 수 있다. 구체적으로는, 메인 밸브와 서브 밸브가 닫힌상태에서 흡인력 발생장치를 작동시킴으로써, 저장 탱크의 저장부가 흡인력 발생장치에 의하여 설정된 설정압(대기압보다 낮은 압력)으로 유지된다. 그리고 기판이 스테이지의 표면에 재치된 상태에서 메인 밸브와 서브 밸브를 열린상태로 함으로써 상기 설정압으로 유지된 저장 탱크의 저장부가 단숨에 개방되기 때문에, 서브 밸브로부터 흡인구멍에 이르는 배관 내의 대기가 단숨에 저장부에 인입된다. 이에 따라 흡인구멍에 흡인력을 급속하게 발생시킬 수 있다. 따라서 서브 밸브를 동작시키는 것 만으로 흡인구멍에 흡인력을 급속하게 발생시킬 수 있기 때문에, 흡인력 발생장치의 설정압을 변경하지 않고 기판을 흡착시키는 흡착시간을 단축할 수 있고, 나아가서는 도포장치 전체의 택트 타임을 향상시킬 수 있다.
또한 상기 저장부의 용량은, 상기 서브 밸브로부터 상기 흡인구멍에 이르는 배관의 용량의 총 합계보다 커지게 되도록 하여도 좋다.
이 구성에 의하면, 저장 탱크의 저장부에 의하여, 서브 밸브로부터 흡인구멍에 이르는 배관 내에 존재하는 대기의 전부가 저장부에 인입되기 때문에, 흡인구멍에 있어서의 흡인력을 확실하게 발생시킬 수 있다.
또한 상기 서브 배관에는 보조 배관이 설치되어 있고, 이 보조 배관은, 상기 저장 탱크를 우회하여 저장 탱크와 흡인력 발생장치 측에서 접속되는 흡인측 서브 배관과, 저장 탱크와 서브 밸브측에서 접속되는 밸브측 서브 배관에 연결되어 접속되어 있는 구성으로 하더라도 좋다.
이 구성에 의하면, 설정압으로 유지된 저장 탱크의 저장부가 단숨에 개방됨으로써, 저장 탱크의 양측에 배치되는 밸브측 서브 배관 내의 대기 및 흡인측 서브 배관 내의 대기가 단숨에 저장 탱크 내로 인입(引入)된다. 이에 따라 흡인측 서브 배관에 연결되는 보조 배관 내의 대기도 흡인측 서브 배관을 통하여 저장 탱크 내로 인입됨으로써, 밸브측 서브 배관 내의 대기가 보조 배관을 통하여 저장 탱크 내에 더 인입된다. 즉 이 보조 배관을 설치함으로써, 보조 배관을 설치하지 않은 경우에 비하여 밸브측 서브 배관 내의 대기가 저장 탱크로 인입되는 유량이 커지게 되기 때문에, 밸브측 서브 배관으로부터 흡인구멍에 이르는 배관 내의 대기가 단숨에 저장부에 인입된다. 이에 따라 흡인구멍에 있어서의 흡인력을 더 급속하게 발생시킬 수 있다.
또한 상기 메인 밸브 및 서브 밸브의 개폐동작을 제어하는 제어장치를 구비하고 있고, 이 제어장치는, 메인 밸브 및 서브 밸브가 닫힌상태에서 흡인력 발생장치를 작동시킴으로써, 상기 저장 탱크의 저장부를 대기압보다 작은 압력으로 유지하고, 스테이지의 표면에 기판이 재치된 후 메인 밸브와 서브 밸브를 열린상태로 함으로써 기판을 스테이지 표면에 흡착시키도록 구성할 수 있다.
또한 상기 메인 밸브 및 서브 밸브의 개폐동작을 제어하는 제어장치를 구비하고 있고, 이 제어장치는, 메인 밸브 및 서브 밸브를 닫힌상태로 유지하고, 스테이지의 표면에 기판이 재치되면 메인 밸브와 서브 밸브를 열린상태로 함으로써 기판을 스테이지 표면에 흡착시킨 후, 흡인구멍의 압력이 소정의 압력에 도달한 경우에는 서브 밸브를 닫힌상태로 하여 기판이 스테이지의 표면에 지지된 상태를 유지하는 구성으로 할 수 있다.
이 구성에 의하면, 메인 밸브 및 서브 밸브를 닫힌상태에서 열린상태로 함으로써 기판을 스테이지 표면에 급속하게 흡착시키면, 흡인구멍에는 필요 이상의 큰 흡인력이 발생하는 경우가 있다. 그리고 필요 이상의 흡인력으로 기판을 계속하여 흡착한 경우에는, 도포를 할 때 흡인구멍에 해당하는 기판부분에 있어서 도포 얼룩이 발생될 우려가 있다. 따라서 흡인구멍의 압력이 소정의 압력에 도달한 경우에, 서브 밸브를 닫힌상태로 하여 메인 배관만으로 흡착을 함으로써, 흡인구멍에 필요 이상의 큰 흡인력이 발생하는 것을 억제할 수 있어, 흡인구멍에 해당하는 기판부분에 도포 얼룩이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 도포장치에 의하면, 흡인력 발생장치의 설정압을 변경하지 않고 기판을 흡착하는 흡인력을 급속하게 발생시킴으로써, 흡착시간을 단축하여 도포장치 전체의 택트 타임을 향상시킬 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 관한 도포장치를 나타내는 사시도이다.
도2는 도포 유니트의 다리부 부근을 나타내는 개략도이다.
도3은 상기 도포장치의 배관계통을 나타내는 개략도이다.
도4는 상기 도포장치의 제어계를 나타내는 블럭도이다.
도5는 상기 도포장치의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도6은 저장 탱크 부근에 있어서의 배관 내의 대기의 흐름을 나타내는 참고도이다.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 기판 21 : 스테이지
21a : 흡인구멍 40 : 기판지지수단
50 : 배관 51 : 메인 배관
51a : 메인 밸브 52 : 서브 배관
52a : 서브 밸브 52b : 밸브측 서브 배관
52c : 흡인측 서브 배관 53 : 압력계
54 : 저장 탱크 54a : 저장부
55 : 보조 배관
본 발명에 관한 실시예를 도면을 사용하여 설명한다.
도1은 본 발명의 한 실시예에 있어서의 도포장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도2는 도포 유니트의 다리부 부근을 나타내는 도면이고, 도3은 도포장치의 배관계통을 나타내는 도면이다.
도1∼도3에 나타나 있는 바와 같이 도포장치는, 기판(10) 상에 약액(藥液)이나 레지스트 액(resist液) 등의 액상물(液狀物)(이하 도포액이라고 부른다)의 도포막을 형성하는 것이며, 기대(基臺)(2)와, 기판(10)을 재치하기 위한 스테이지(21)와, 이 스테이지(21)에 대하여 특정방향으로 이동 가능하도록 구성되는 도포 유니트(30)를 구비하고 있다.
또, 이하의 설명에서는, 도포 유니트(30)가 이동하는 방향을 X축방향, 이와 수평면 상에서 직교하는 방향을 Y축방향, X축 및 Y축방향의 쌍방에 직교하는 방향을 Z축방향으로 하여 설명을 진행하는 것으로 한다.
상기 기대(2)에는, 그 중앙부분에 스테이지(21)가 배치되어 있다. 이 스테이지(21)는 반입된 기판(10)을 재치하는 것이다. 이 스테이지(21)에는, 기판 지지수단(40)이 설치되어 있고, 이 기판 지지수단(40)에 의하여 기판(10)이 지지되도록 되어 있다. 구체적으로는, 스테이지(21)의 표면에 복수의 흡인구멍(21a)이 형성되어 있고, 이 흡인구멍(21a)에 흡인력을 발생시킴으로써 기판(10)을 스테이지(21)의 표면에 흡착하여 지지할 수 있도록 되어 있다.
즉 도3에 나타나 있는 바와 같이 복수의 흡인구멍(21a)에는, 미리 설치되어 다른 장치와 공용하여 사용되는 진공펌프(81)(흡인력 발생장치)와 접속되는 배관(50)이 연결되어 접속되어 있어, 진공펌프(81)를 작동시키면 배관(50) 내가 저압(대기압보다 작은 압력)이 됨으로써 흡인구멍(21a)에 흡인력이 발생하여, 기판(10)을 스테이지(21) 상에 지지할 수 있도록 되어 있다.
상기 배관(50)에는, 메인 배관(51)과 서브 배관(52)이 설치되어 있고, 이러한 메인 배관(51) 및 서브 배관(52)이 흡인구멍(21a)에 연결되어 접속되어 있다. 즉 도3에 나타내는 예에서는, 진공펌프(81)에 접속된 배관(50)과, 메인 배관(51) 및 서브 배관(52)이 접속되고, 이러한 메인 배관(51) 및 서브 배관(52)이 배관(50)을 통하여 흡인구멍(21a)에 접속되어 있다. 구체적으로는, 메인 배관(51) 및 서브 배관(52)이, 이러한 메인 배관(51) 및 서브 배관(52)이 접속되는 배관(50a)과, 이 배관(50a)으로부터 분기되어 접속되는 배관(50b)과, 이 배관(50b)으로부터 분기되어 접속되는 배관(50c)을 통하여 흡인구멍(21a)에 접속되어 있다.
메인 배관(51)은, 원기둥 형상으로 형성되어 있고, 길이방향에 걸쳐서 대략 같은 내경을 가지고 있다. 그리고 메인 배관(51)에는, 메인 밸브(51a)와 레귤레이터(51b)가 설치되어 있다. 이 메인 밸브(51a)를 개폐함으로써 진공펌프(81)와 흡인구멍(21a)을 연결 또는 차폐(遮蔽)할 수 있도록 되어 있다. 또한 레귤레이터(51b)는, 메인 배관(51)이 소정의 압력이 되도록 설정하는 것으로서, 본 실시예에서는 레귤레이터(51b)에서 설정된 압력이 기판(10)을 지지하는데 적절한 지지압(대기압보다 낮은 압력), 즉 도포를 할 때에 흡인구멍(21a)에 해당하는 기판(10)부분에 있어서 도포 얼룩이 발생할 우려가 없는 압력이 되도록 설정되어 있다.
따라서 서브 밸브(52a)를 닫고 메인 밸브(51a) 전체를 개방한 상태에서 진공펌프(81)를 작동시킴으로써, 메인 배관(51) 내부가 지지압으로 제어되고 흡인구멍(21a)에는 지지압에 따른 흡인력이 발생하여, 스테이지(21)의 표면에 재치된 기판(10)이 어긋나지 않게 지지되도록 되어 있다.
서브 배관(52)은, 원기둥 형상으로 형성되어 있고, 길이방향에 걸쳐서 대략 같은 내경(內徑)을 가지고 있다. 그리고 서브 배관(52)에는, 서브 밸브(52a)와 저장 탱크(54)가 설치되어 있다. 이 서브 밸브(52a)는 메인 밸브(51a)와 같은 것이며, 이 서브 밸브(52a)를 개폐함으로써 진공펌프(81)와 흡인구멍(21a)을 서브 배관(52)을 통하여 연결 또는 차폐할 수 있도록 되어 있다.
또한 저장 탱크(54)는, 흡인구멍(21a)에 급속하게 흡인력을 발생시키는 것이며, 서브 밸브(52a)보다 진공펌프(81) 측에 배치되어 있다. 이 저장 탱크(54)는 소정의 용량을 가지는 저장부(54a)를 구비하고 있다. 이 저장부(54a)는, 본 실시예에서는 서브 배관(52)의 내경보다 큰 직경으로 형성되어 있고 또한 지름방향과 직교하는 방향으로 연장되는 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 이에 따라 저장부(54a)는, 일정 구간에 있어서, 서브 배관(52)의 용량보다 큰 용량을 가지는 것으로 되어 있다.
또, 본 발명에 있어서 일정 구간이라고 함은, 진공펌프(81)(흡인력 발생장치)를 작동시킴으로써 대기가 흐르는 방향(흐름방향이라고 부른다)을 기준으로 한 소정의 길이(구간)를 말한다. 즉 일정 구간에 있어서 용량이 크다고 함은, 흐름방향의 구간(예를 들면 500mm의 구간)에 있어서 용량이 큰 것을 말한다. 본 실시예에서는 서브 배관(52)과 저장 탱크(54)의 저장부(54a)가 원기둥 형상을 가지고 있어, 저장부(54a)가 서브 배관(52)의 내경에 비하여 큰 직경으로 되어 있기 때문에, 일정 구간에 있어서의 용량은 저장부(54a)가 크게 되어 있다. 그리고 본 실시예에서는, 저장부(54a)의 용량은, 서브 밸브(52a)로부터 흡인구멍(21a)에 이르는 배관(50)의 용량의 총 합계보다 크게 되어 있다. 즉 저장부(54a)의 용량은, 서브 밸브(52a)로부터 흡인구멍(21a)에 이르는 배관(50)(배관(50a), 배관(50b), 배관(50c))에 있어서의 용량의 총 합계보다 크게 되어 있다.
또한 저장부(54a)는, 서브 배관(52)이 연장되는 방향과 저장부(54a)가 연장되는 방향이 공통되도록 배치되어 있고, 저장부(54a)의 일방측 단부(端部)에 서브 배관(52)(밸브측 서브 배관(52b))이 연결되고 저장부(54a)의 길이방향 타방측 단부에 서브 배관(52)(흡인측 서브 배관(52c))이 연결되어 있다. 따라서 서브 밸브(52a)가 닫힌상태에서 진공펌프(81)를 작동시키면, 밸브측 서브 배관(52b), 흡인측 서브 배관(52c)과 함께 저장 탱크(54)의 저장부(54a)가 진공펌프(81)의 설정압으로 유지되도록 되어 있다.
또 설정압이라고 함은, 기판(10)을 스테이지(21)에 흡착시키는데 필요한 흡인력을 흡인구멍(21a)에 발생시키는 압력이다. 그리고 대기압보다 낮은 압력으로서 지지압보다도 더 낮은 압력이다.
또한 서브 배관(52)에는, 저장 탱크(54)를 우회하도록 보조 배관(55)이 설치되어 있다. 이 보조 배관(55)은, 흡인구멍(21a)에 발생하는 흡인력을 급속하게 발생시키기 위한 것이다. 구체적으로는, 보조 배관(55)은, 서브 배관(52)의 내경과 동일한 치수의 내경을 가지고 있고 밸브측 서브 배관(52b)과 흡인측 서브 배관(52c)에 연결되어 접속되어 있다. 이에 따라 서브 밸브(52a)가 닫힌상태에서 진공펌프(81)를 작동시키면, 서브 밸브(52a)로부터 진공펌프(81) 측의 서브 배관(52) 내, 저장 탱크(54)의 저장부(54a) 내 및 보조 배관(55) 내가 설정압으로 유지되도록 되어 있다. 또, 이 보조 배관(55)의 용량은 저장 탱크(54)의 저장부(54a)에 비하여 작은 용량으로 되어 있다.
또 배관(50)에는 압력계(53)가 설치되어 있다. 이 압력계(53)는, 배관(50) 내의 압력을 계측하는 것으로서, 본 실시예에서는 스테이지(21) 바로 아래의 흡인구멍(21a) 부근의 배관(50)에 설치되어 있다. 이에 따라 흡인구멍(21a)으로부터 떨어진 위치에 설치할 경우에 비하여 압력손실 등의 영향을 억제할 수 있기 때문에, 흡인구멍(21a)의 압력상태를 정밀도 좋게 계측할 수 있도록 되어 있다.
또한 스테이지(21)에는, 기판(10)을 승강동작 시키는 기판 승강 기구가 설치되어 있다. 구체적으로는, 스테이지(21)의 표면에는 복수의 핀 구멍이 형성되어 있고, 이 핀 구멍에는 Z축방향으로 승강동작 가능한 리프트 핀(lift pin)(도면에 나타내지 않는다)이 매설(埋設)되어 있다. 즉 스테이지(21)의 표면으로부터 리프트 핀이 돌출된 상태에서 기판(10)이 반입되면 리프트 핀의 선단부분이 기판(10)에 접촉하여 기판(10)을 지지할 수 있고, 리프트 핀이 하강하여 핀 구멍에 수용됨으로써 기판(10)을 스테이지(21)의 표면에 재치(載置)할 수 있도록 되어 있다.
또한 스테이지(21)의 표면에 기판(10)을 재치한 상태에서 리프트 핀을 상승시킴으로써, 리프트 핀의 선단부분이 기판(10)에 접촉하여 복수의 리프트 핀의 선단부분으로 기판(10)을 소정의 높이위치에 지지할 수 있도록 되어 있다. 이에 따라 기판(10)과의 접촉부분을 최대한 억제하여 지지할 수 있고, 기판(10)을 손상시키지 않고 원활하게 교환할 수 있도록 되어 있다.
또한 도포 유니트(30)는, 기판(10) 상에 도포액을 도포하는 것이다. 이 도포 유니트(30)는, 도1, 도2에 나타나 있는 바와 같이 기대(2)와 연결되는 다리부(31)와 Y축방향으로 연장되는 도포부(34)를 구비하고 있고, 기대(2) 상을 Y축방향으로 걸치어 있는 상태에서 X축방향으로 이동 가능하게 부착되어 있다. 구체적으로는, 기대(2)의 Y축방향 양단부분에는 각각 X축방향으로 연장되는 레일(22)이 설치되어 있고, 다리부(31)가 이 레일(22)에 슬라이드 하도록 부착되어 있다. 그리고 다리부(31)에는 리니어 모터(33)가 부착되어 있고, 이 리니어 모터(33)를 구동제어 함으로써, 도포 유니트(30)가 X축방향으로 이동하고 임의의 위치에서 정지할 수 있도록 되어 있다.
도포 유니트(30)의 다리부(31)에는, 도2에 나타나 있는 바와 같이 도포액을 도포하는 도포부(34)가 부착되어 있다. 구체적으로는, 이 다리부(31)에는, Z축방향으로 연장되는 레일(37)과 이 레일(37)을 따라 슬라이드 하는 슬라이더(35)가 설치되어 있고, 이러한 슬라이더(35)와 도포부(34)가 연결되어 있다. 그리고 슬라이더(35)에는 서보 모터(36)(도4참조)에 의하여 구동되는 볼 나사 기구가 부착되어 있고, 이 서보 모터(36)를 구동제어 함으로써 슬라이더(35)가 Z축방향으로 이동함과 아울러 임의의 위치에서 정지할 수 있도록 되어 있다. 즉 도포부(34)가 스테이지(21)에 지지된 기판(10)에 대하여 접근하거나 멀어지는 것이 가능하게 지지되어 있다.
도포부(34)는, 도포액을 도포하여 기판(10) 상에 도포막을 형성하는 것이다. 이 도포부(34)는, 일방향으로 연장되는 형상을 가지는 기둥 모양의 부재이며, 도포 유니트(30)의 주행방향과 대략 직교하도록 설치되어 있다. 이 도포부(34)에는, 길이방향으로 연장되는 슬릿 노즐(34a)이 형성되어 있고, 도포부(34)에 공급된 도포액이 슬릿 노즐(34a)로부터 길이방향에 걸쳐서 일정하게 토출(吐出)되도록 되어 있다. 따라서 이 슬릿 노즐(34a)로부터 도포액을 토출시킨 상태에서 도포 유니트(30)를 X축방향으로 주행시킴으로써, 슬릿 노즐(34a)의 길이방향에 걸쳐서 기판(10) 상에 일정 두께의 도포막이 형성되게 되어 있다.
다음에 상기 도포장치의 제어계(制御系)의 구성에 대하여 도4에 나타내는 블럭도를 사용하여 설명한다.
도4는, 이 실장장치(實裝裝置)에 설치된 제어장치(90)의 제어계를 나타내는 블럭도이다. 도4에 나타나 있는 바와 같이 이 도포장치에는, 상기한 각종 유니트의 구동을 제어하는 제어장치(90)가 설치되어 있다. 이 제어장치(90)는, 제어 본체부(91), 구동 제어부(92), 압력 제어부(93), 입출력장치 제어부(94), 외부장치 제어부(95)를 구비하고 있다.
제어 본체부(91)는, 논리연산을 실행하는 주지의 CPU, 그 CPU를 제어하는 다양한 프로그램 등을 미리 기억하는 ROM, 장치의 동작 중에 여러 가지 데이터를 일시적으로 기억하는 RAM, 다양한 프로그램이나 OS, 생산 프로그램 등의 각종 데이터를 기억하는 HDD 등을 또한 구비하고 있다. 그리고 제어 본체부(91)는, 주제어부(91a), 판정부(91b), 기억부(91c)를 구비하고 있다.
주제어부(91a)는, 미리 기억된 프로그램을 따라 일련의 도포동작을 실행하기 위하여, 구동 제어부(92)를 통하여 각 유니트의 서보 모터(36), 리니어 모터(33) 등의 구동장치를 구동제어 하는 것이다.
판정부(91b)는, 흡착된 기판(10)을 지지하는데 적절한 흡인력이 흡인구멍(21a)에 발생하고 있는지 아닌지를 판정하는 것이다. 구체적으로는, 흡인구멍(21a) 부근의 압력상태가 적절한지 아닌지를 판단한다. 즉 압력계(53)에 의하여 검출된 압력이 진공펌프(81)의 설정압에 도달하였는지 아닌지를 판정한다. 후술하는 기억부(91c)에는, 미리 설정된 설정압 데이터가 기억되어 있고, 검출된 압력이 이 설정압인지 아닌지를 판단한다. 만약 설정압에 도달한 경우에는, 서브 밸브(52a)가 닫힌상태가 되도록 후술하는 압력 제어부(93)를 통하여 제어한다. 이에 따라 흡인구멍(21a)과 진공펌프(81)를 연결하는 배관(50)이 메인 배관(51)만인 것으로 전환됨으로써, 흡인구멍(21a)에 발생하는 압력이 레귤레이터(51b)에서 설정된 지지압으로 조절되도록 되어 있다. 또한 압력계(53)가 설정압에 이르지 못한 경우에는, 메인 밸브(51a) 및 서브 밸브(52a)의 상태는 그대로의 상태로 유지되도록 되어 있다.
기억부(91c)는, 각종 데이터가 저장되어 있음과 아울러 연산결과 등을 일시적으로 저장하기 위한 것이다. 구체적으로는, 설정압, 지지압 등의 데이터가 기억되어 있다.
구동 제어부(92)는, 제어 본체부(91)로부터의 제어신호에 의거하여 리니어 모터(33), 서보 모터(36) 등을 구동제어 하는 것이다. 구체적으로는, 리니어 모터(33) 및 서보 모터(36)를 제어함으로써 도포 유니트(30)의 이동 및 도포부(34)의 승강동작 등이 구동제어 되도록 되어 있다.
압력 제어부(93)는, 배관(50) 내의 압력을 감지하는 것으로서, 또 제어 본체부(91)로부터의 제어신호에 의거하여 흡인구멍(21a)에 발생하는 압력을 제어하는 것이다. 구체적으로는, 압력계(53)로부터의 신호에 의하여 흡인구멍(21a) 부근의 배관(50) 내의 압력을 감지한다. 또한 압력계(53)가 설정압을 가리킴으로써 제어 본체부(91)로부터 지지압으로 전환하는 취지의 신호가 보내져 온 경우에는, 서브 밸브(52a)를 열린상태에서 닫힌상태가 되도록 서브 밸브(52a)의 구동을 제어함으로써 배관(50) 내(정확하게는 흡인구멍(21a) 부근)가 지지압이 되도록 제어한다.
입출력장치 제어부(94)는, 키보드(83), 터치 패널(82) 등의 각 입출력장치를 제어하는 것이다. 구체적으로는, 키보드(83) 및 터치 패널(82)에서 도포동작의 조건설정 등을 할 수 있게 되어 있어, 적절하게 설정압, 지지압 등을 설정할 수 있다. 또한 설정압으로부터 지지압으로 조절하는 경우, 배관(50) 내가 조절되어야 할 지지압으로 되어 있지 않은 경우에는, 터치패널 상에 경고표시를 하여 오퍼레이터에게 경고를 촉구하게 되어 있다.
외부장치 제어부(95)는, 제어 본체부(91)로부터의 제어신호에 의거하여 외부장치의 구동제어를 하는 것이다. 본 실시예에서는 진공펌프(81)와 접속되어 있고, 이 진공펌프(81)를 구동시킴으로써 흡인구멍(21a)에 흡인력을 발생시킬 수 있도록 되어 있다.
다음에 이 도포장치에 있어서의 동작에 대하여 도5에 나타내는 플로우 차트를 참조하여 설명한다.
우선, 스텝S1에 있어서 기판(10)의 반입이 이루어진다. 구체적으로는, 복수의 리프트 핀이 스테이지(21)의 표면으로부터 돌출된 상태에서 대기하고 있고, 도면에 나타나 있지 않은 로봇 핸드에 의하여 리프트 핀의 선단부분에 기판(10)이 재치된다. 이 때, 메인 밸브(51a) 및 서브 밸브(52a)가 닫힌상태인 것이 확인된다. 따라서 스테이지(21)의 흡인구멍(21a)에는 흡인력은 발생하고 있지 않다.
다음에 스텝S2에 있어서 기판(10)이 스테이지(21)에 재치된다. 구체적으로는, 리프트 핀의 선단부분에 기판(10)이 재치된 상태에서 리프트 핀을 하강시켜서 기판(10)을 스테이지(21)의 표면에 재치한다. 이 때, 도면에 나타나 있지 않은 위치결정수단에 의하여 기판(10)이 소정의 위치에 위치결정 된다.
다음에 스텝S3∼S5에 의하여 기판(10)이 스테이지(21) 상에 흡착되어 지지된다. 우선, 스텝S3에 의하여 기판흡착동작이 이루어져 기판(10)이 스테이지(21) 상에 흡착된다. 구체적으로는, 메인 밸브(51a) 및 서브 밸브(52a)가 열린상태가 되도록 구동제어 함으로써 흡인구멍(21a)과 진공펌프(81)가 연결되어 접속되기 때문에, 흡인구멍(21a)에 흡인력이 발생하여 기판(10)이 스테이지(21) 상에 급속하게 흡착된다.
즉 스텝Sl, S2에 있어서, 메인 밸브(51a) 및 서브 밸브(52a)가 닫힌상태에서 진공펌프(81)에 의하여 배기를 하기 때문에, 저장 탱크(54)의 저장부(54a) 내가 설정압(대기압보다 낮은 압력)으로 유지되어 있다. 그리고 이 상태에서 메인 밸브(51a) 및 서브 밸브(52a)가 열리면, 설정압으로 유지된 저장 탱크(54)의 저장부(54a)가 단숨에 개방되기 때문에, 메인 밸브(51a) 및 서브 밸브(52a)로부터 흡인구멍(21a)까지 이르는 배관(50) 내의 대기가 저장 탱크(54)의 저장부(54a) 내로 단숨에 인입(引入)된다. 이에 따라 흡인구멍(21a)에 설정압에 따른 흡인력을 급속하게 발생시킬 수 있다.
또한 본 실시예에서는 보조 배관(55)이 설치되어 있기 때문에, 흡인구멍(21a)에 더 급속하게 흡인력을 발생시킬 수 있다. 즉 메인 밸브(51a) 및 서브 밸브(52a)가 닫힌상태에서는, 도6(a)에 나타나 있는 바와 같이 보조 배관(55) 내에 존재하는 대기가 흡인측 서브 배관(52c)을 통하여 진공펌프(81) 측으로 배기되고 있다. 그리고 이 상태에서 메인 밸브(51a) 및 서브 밸브(52a)를 열어 저장 탱크(54)의 저장부(54a)가 단숨에 개방되면, 저장부(54a)의 양단부에 접속된 서브 배관(52) 내의 대기가 인입된다. 즉, 도6(b)에 나타나 있는 바와 같이 흡인측 서브 배관(52c) 내의 대기가 저장부(54a)에 인입되기 때문에, 밸브측 서브 배관(52b) 내의 대기가 보조 배관(55)을 통하여 저장 탱크(54)에 인입됨으로써 밸브측 서브 배관(52b)의 대기가 저장부(54a)에 인입되는 유량이 커지게 된다. 따라서 밸브측 서브 배관(52b)으로부터 흡인구멍(21a)에 이르는 배관 내의 대기가 저장부(54a)로 인입되는 유량이 많아짐으로써, 흡인구멍(21a)에 있어서의 흡인력을 더 급속하게 발생시킬 수 있다. 이에 따라 흡인구멍(21a)에 흡인력이 급속하게 발생함으로써 순간적으로 기판(10)이 스테이지(21) 상에 흡착된다.
이어서 기판(10)이 스테이지(21)의 표면에 흡착되면, 배관(50) 내의 압력이 설정압에 도달하였는지 아닌지를 판단한다(스텝S4). 구체적으로는, 압력계(53)가 설정압에 도달하였는지 아닌지를 판단하여 설정압에 도달하여 있지 않은 경우에는, NO의 방향으로 진행하여 기판흡착동작이 계속하여 이루어진다.
또한 압력계(53)가 설정압에 도달한 경우에는, YES의 방향으로 진행하여 기판을 흡착하여 지지하는 동작이 이루어진다(스텝S5). 구체적으로는, 서브 밸브(52a)가 열린상태로부터 닫힌상태로 전환된다. 즉 진공펌프(81)와 흡인구멍(21a)의 연결이 메인 배관(51)만으로 이루어짐으로써, 흡인구멍(21a)에 있어서의 흡인력이 레귤레이터(51b)에서 설정된 지지압에 따른 흡인력으로 조절된다. 따라서 기판(10)은 스테이지(21) 상에 지지압에 따른 흡인력으로 흡착되어 지지된다.
다음에 스텝S6에 있어서, 도포동작이 이루어진다. 즉 도포 유니트(30)를 특정한 방향으로 주행시키면서 도포액을 토출시킴으로써, 기판(10)의 표면에 도포막을 형성시킨다.
다음에 스텝S7에 있어서, 기판(10)의 꺼내기가 이루어진다. 즉 S6에 있어서의 도포동작에 의하여 기판(10)의 표면에 도포막이 형성된 후, 진공펌프(81)를 정지시켜 흡인구멍(21a)에 있어서의 압력을 대기압으로 되돌린다. 그리고 리프트 핀을 상승시킴으로써 리프트 핀의 선단부분으로 기판(10)을 지지하고, 도면에 나타나 있지 않은 로봇 핸드로 기판(10)의 반송이 이루어져 스테이지(21)의 표면으로부터 기판(10)이 배출된다.
이러한 도포장치에 의하면, 메인 밸브(51a)와 서브 밸브(52a)가 닫힌상태에서 열린상태로 됨으로써 설정압으로 유지된 저장 탱크(54)의 저장부(54a)가 단숨에 개방되기 때문에, 서브 밸브(52a)로부터 흡인구멍(21a)에 이르는 배관(50) 내의 대기가 단숨에 저장부(54a)로 인입된다. 즉 흡인구멍(21a)에 흡인력을 급속하게 발생시켜서 기판(10)을 스테이지(21)에 순간적으로 흡착할 수 있다. 따라서 메인 밸브(51a)와 서브 밸브(52a)를 동작시키는 것 만으로 흡인구멍(21a)에 흡인력을 급속하게 발생시킬 수 있기 때문에, 진공펌프(81)의 설정압을 변경하지 않고 기판(10)을 흡착시키는 흡착시간을 단축할 수 있고, 나아가서는 도포장치 전체의 택트 타임을 향상시킬 수 있다.
또한 상기 실시예에서는 저장 탱크(54)의 저장부(54a)가, 서브 배관(52)의 내경보다 큰 직경의 원기둥 형상을 가질 경우에 대하여 설명하였지만, 소정의 구간에 있어서 서브 배관(52)의 용량에 비하여 큰 용량을 가지고 있는 것이면 좋다. 즉 서브 배관(52)의 용량에 비하여 큰 용량을 가지고 있으면, 메인 밸브(51a) 및 서브 밸브(52a)를 닫힌상태에서 열린상태로 함으로써, 설정압으로 유지된 저장 탱크(54)의 저장부(54a)가 단숨에 개방되어, 서브 밸브(52a)에서 흡인구멍(21a)에 이르는 배관(50) 내의 대기가 저장부(54a)로 인입된다. 이에 따라 흡인구멍(21a)에 흡인력을 급속하게 발생시켜 기판(10)을 스테이지(21)에 순간적으로 흡착할 수 있다. 구체적인 저장부(54a)의 예로서는, 상기 실시예와 같이 원기둥 형상이면 범용성이 있는 일반적인 탱크를 사용할 수 있어 비용을 낮게 억제할 수 있다. 또한 원기둥에 한하지 않고 단면이 사각형이나 다각형 등으로서 통 모양으로 형성되어 있는 것이더라도 좋다. 이 경우에는, 저장 탱크(54)를 설치하는 스페이스가 제한되어 있는 경우에, 비어 있는 스페이스의 형상에　따라 저장 탱크(54)를 설계하여 설치하기 쉽다고 하는 장점이 있다. 또한 저장 탱크(54) 전체가 소정의 피치의 나선형상을 하고 있어 소정의 구간에 있어서 서브 배관(52)의 용량보다 크게 형성되어 있는 것이더라도 좋다.
또한 상기 실시예에서는 보조 배관(55)을 설치하는 예에 대하여 설명하였지만, 이 보조 배관(55)을 설치하지 않고 저장 탱크(54)만의 구성이더라도 좋다. 이 경우에도 설정압으로 유지된 저장 탱크(54)의 저장부(54a)가 단숨에 개방됨으로써, 흡인구멍(21a)에 흡인력을 발생시켜 급속하게 기판(10)을 스테이지(21)의 표면에 흡착시킬 수 있다.
또한 상기 실시예에서는 보조 배관(55)을 1개 설치하는 예에 대하여 설명하였지만, 보조 배관(55)을 복수 개 설치하는 것이더라도 좋다. 이 경우에도 저장 탱크(54)의 저장부(54a)가 단숨에 개방되면, 복수 개의 보조 배관(55) 내에 존재하고 있었던 대기가 흡인측 서브 배관(52c)을 통하여 저장부(54a)로 들어감으로써, 밸브측 서브 배관(52b) 내의 대기가 저장부(54a)로 인입되는 유량이 증가하여 흡인구멍(21a)에 있어서의 흡인력을 더 급속하게 발생시킬 수 있다. 또, 이 경우에도 복수 개의 보조 배관(55)의 용량을 저장부(54a)의 용량보다 작게 형성함으로써, 더 효과적으로 흡인구멍(21a)에 흡인력을 급속하게 발생시킬 수 있다.
또, 상기 실시예에서는 공장 등에 이미 설치된 진공펌프(81)를 사용하는 경우에 대하여 설명하였지만, 도포장치용으로서 별도로 단독으로 설치된 것이더라도 좋다. 이 경우에도 진공펌프(81)의 설정압을 변경하지 않고 기판(10)을 흡착시키는 흡인력을 급속하게 발생시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 기판을 재치(載置)하는 스테이지와,
    상기 스테이지의 표면에 형성된 흡인구멍에 흡인력(吸引力)을 발생시켜서 기판을 스테이지의 표면에 흡착하여 지지하는 기판지지수단과,
    상기 스테이지의 표면에 지지된 기판에 대하여 상대적으로 이동하면서 도포액(塗布液)을 토출(吐出)하는 도포 유니트를
    구비하는 도포장치에 있어서,
    상기 기판지지수단의 흡인구멍은, 흡인력을 발생시키는 흡인력 발생장치와 배관을 통하여 연결되어 접속되어 있고,
    상기 배관은, 메인 밸브에 의하여 개폐 가능한 메인 배관과 서브 밸브에 의하여 개폐 가능한 서브 배관을 구비하고,
    상기 서브 배관에는, 상기 서브 밸브보다 흡인력 발생장치 측에 소정의 용량을 가지는 저장부를 구비하는 저장 탱크가 설치되고, 그 저장부는, 일정 구간에 있어서 서브 배관의 용량에 비하여 큰 용량을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 도포장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저장부의 용량은, 상기 서브 밸브로부터 상기 흡인구멍에 이르는 배관의 용량의 총 합계보다 큰 것을 특징으로 하는 도포장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 서브 배관에는 보조 배관이 설치되어 있고, 이 보조 배관은, 상기 저장 탱크를 우회하여 저장 탱크와 흡인력 발생장치 측에서 접속되는 흡인측 서브 배관과, 저장 탱크와 서브 밸브측에서 접속되는 밸브측 서브 배관에 연결되어 접속되는 것을 특징으로 하는 도포장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 메인 밸브 및 서브 밸브의 개폐동작을 제어하는 제어장치를 구비하고 있고, 이 제어장치는, 메인 밸브 및 서브 밸브가 닫힌상태에서 흡인력 발생장치를 작동시킴으로써, 상기 저장 탱크의 저장부를 대기압보다 작은 압력으로 유지하고, 스테이지의 표면에 기판이 재치된 후, 메인 밸브와 서브 밸브를 열린상태로 함으로써 기판을 스테이지 표면에 흡착시키는 것을 특징으로 하는 도포장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어장치는, 메인 밸브와 서브 밸브를 열린상태로 함으로써 기판을 스테이지 표면에 흡착시킨 후, 흡인구멍의 압력이 소정의 압력에 도달한 경우에는, 서브 밸브를 닫힌상태로 하여 상기 소정의 압력보다 크고 또한 대기압보다 작은 압력으로 기판이 스테이지의 표면상에 지지된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
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