KR20160053792A - 도포액 펌프 유닛 및 도포 장치 - Google Patents

도포액 펌프 유닛 및 도포 장치 Download PDF

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KR1020150151587A
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켄지 하마카와
토시후미 이토
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도레 엔지니아린구 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 기판 상에 박막을 형성하는 경우여도, 횡단 차이의 발생을 억제할 수 있는 도포액 펌프 유닛 및 도포 장치를 제공한다.
[해결 수단] 기판과 도포 유닛을 상대적으로 이동시켜 기판 상에 도포막을 형성하는 도포 장치의 상기 도포 유닛에 도포액을 공급하는 도포액 펌프 유닛이고, 상기 도포액 펌프 유닛은, 도포액을 공급하는 펌프 본체와, 이 펌프 본체에 구동력을 전달하는 볼 나사 구동부와, 구동력을 발생시키는 모터부가 이 순으로 1축(軸) 상에 배치되어 있고, 상기 모터부와 상기 볼 나사 구동부와의 사이에는, 유성 롤러 감속기가 설치되어 있는 구성으로 한다.

Description

도포액 펌프 유닛 및 도포 장치{COATING LIQUID PUMP UNIT AND COATING DEVICE}
본 발명은, 약액(藥液) 등의 도포액을 공급하기 위한 도포액 펌프 유닛 및, 기판 상에 도포액을 도포하는 도포 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이나 플라스마 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이에는, 유리 기판 상에 레지스트액(이하, 도포액이라고 칭한다)이 도포된 것(도포 기판이라고 칭한다)이 사용되고 있다. 이 도포 기판은, 도포액을 균일하게 도포하는 도포 장치에 의하여 형성되어 있다. 즉, 이 도포 장치는, 도포액을 토출하는 구금부를 가지는 도포 유닛이 설치되어 있고, 구금부에 형성된 일 방향으로 연장되는 슬릿 노즐로부터 도포액을 토출시키면서, 기판 상을 소정 방향으로 구금부를 이동시키는 것에 의하여, 균일 두께의 레지스트액막이 형성된 도포 기판이 형성되도록 되어 있다.
이와 같은 도포 장치에는, 구금부에 일정량의 도포액을 공급하기 위하여, 예를 들어 하기 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 도포액 펌프 유닛(100)(피스톤 펌프)이 구비되어 있다. 이 도포액 펌프 유닛(100)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 펌프 본체(100a)와, 펌프 본체(100a)의 구동력을 발생시키는 모터부(101)를 가지고 있고, 펌프 본체(100a)와 모터부(101)가 볼 나사 구동부(102)를 통하여 연결되어 있다. 그리고, 모터부(101)를 구동 제어하는 것에 의하여, 펌프 본체(100a)로부터 일정량의 도포액이 도포 유닛에 공급되도록 되어 있다. 구체적으로는, 모터부(101)를 작동시켜 펌프 본체(100a)의 플런저(103)를 내리는 것에 의하여, 펌프 본체(100a) 내에 도포막을 형성하는데 필요한 양의 도포액을 유입구(106)로부터 받아들인다. 그리고, 모터부(101)를 작동시켜 플런저(103)를 밀어 올리는 것에 의하여, 펌프 본체(100a) 내에 저류된 도포액을 유출구(104)로부터 배출시켜 도포 유닛의 구금부에 공급하고, 구금부를 소정의 속도로 이동시키면서, 구금부로부터 도포액을 토출시키는 것에 의하여 기판 상에 도포막이 형성된다. 즉, 펌프 본체(100a)로부터의 도포액의 공급량을 제어하는 것에 의하여, 기판 상에 소정 막 두께의 도포막이 정도 좋게 형성된다.
근년에는, 도포막의 박막화의 수요가 높아지고 있다. 얇은 도포막의 형성에는, 펌프 본체(100a)를 저속으로 작동시키지 않으면 안되고, 그 때문에 모터부(101)를 저회전으로 작동시킬 필요가 있다. 그러나, 모터부(101)의 회전 속도가 느려지면 회전이 불안정하게 되고 코깅(cogging) 등의 영향으로 도포액의 공급이 안정되지 않는다. 그 결과, 형성된 도포막에는 두꺼운 부분과 얇은 부분이 반복하여 형성되는 횡단 차이가 생기게 된다. 그래서, 모터부(101)에 감속기(105)를 장착하는 것에 의하여, 모터부(101)를 안정된 회전수로 작동시키면서, 펌프 본체(100a)의 플런저(103)를 저속으로 이동시킬 수 있기 때문에, 박막 형상의 도포막을 안정되게 형성할 수 있도록 되어 있다.
특허 문헌 1: 일본국 공개특허공보 특개2011-159819호
그러나, 도포막의 박막화의 수요가 높아지고, 액정 디스플레이의 고분해능, 고색채화에 수반하여, 종래에서는 무시할 수 있던 횡단 차이도 문제시되도록 되었다. 즉, 상기 도포 장치와 같이, 감속기를 장착한 것에 의한 모터부(101)의 회전수의 조정만으로는 완전하게 횡단 차이가 없는 박막을 형성하는 것은 매우 곤란하였다.
본 발명은, 상기의 문제점에 감안하여 이루어진 것이며, 기판 상에 박막을 형성하는 경우여도, 횡단 차이의 발생을 억제할 수 있는 도포액 펌프 유닛 및 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 도포액 펌프 유닛 및 도포 장치는, 기판과 도포 유닛을 상대적으로 이동시켜 기판 상에 도포막을 형성하는 도포 장치의 상기 도포 유닛에 도포액을 공급하는 도포액 펌프 유닛이고, 상기 도포액 펌프 유닛은, 도포액을 공급하는 펌프 본체와, 이 펌프 본체에 구동력을 전달하는 볼 나사 구동부와, 구동력을 발생시키는 모터부가 이 순으로 1축(軸) 상에 배치되어 있고, 상기 모터부와 상기 볼 나사 구동부와의 사이에는, 유성 롤러 감속기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 도포액 펌프 유닛 및 도포 장치에 의하면, 감속기로서 유성 롤러 감속기를 이용하였기 때문에, 도포막에 형성되는 횡단 차이의 발생을 억제할 수 있다. 여기에서, 유성 롤러 감속기는, 유성 기어 타입의 감속기에 있어서, 태양 기어(태양 톱니바퀴), 유성 기어(유성 톱니바퀴), 내(內)기어(내치차)를 롤러에 대신한 것이고, 각 롤러 간의 유막을 통하여 동력을 전달하는 트랙션 드라이브 방식의 감속기이다. 즉, 종래의 도포액 펌프 유닛에서는, 박막을 형성하기 위한 감속기가 장착되어 있고, 감속기는 다수의 기어를 통하여 모터부의 동력을 볼 나사 구동부에 전달하기 때문에, 이 기어의 백래쉬, 맞물림의 영향이 크기 때문에 미소(微小)한 횡단 차이가 형성되어 버릴 가능성이 높지만, 유성 롤러 감속기를 이용하는 것에 의하여, 모터부로부터의 동력을 기어를 통하는 일 없이 도포액 펌프 유닛에 전달할 수 있기 때문에, 기어의 백래쉬, 기어의 맞물림 등의 진동이 요인이 되어 발생하는 횡단 차이를 억제할 수 있다. 따라서, 기판 상에 박막을 형성하는 경우여도, 횡단 차이의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기 모터부와 유성 롤러 감속기는, 커플링을 통하여 연결되어 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 경미한 횡단 차이를 한층 더 억제할 수 있다. 즉, 통상(通常)의 감속기는, 모터부와 감속기가 직접 연결되어 있기 때문에, 조립 시의 편심, 편각의 영향이 횡단 차이가 되어 발생할 우려가 있다. 그래서, 모터부와 유성 롤러 감속기를 커플링을 통하여 연결시키는 것에 의하여, 조립 시의 편심, 편각의 영향을 억제하고, 횡단 차이의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기 유성 롤러 감속기는, 급유구와 배유구가 설치되어 있고, 상기 유성 롤러 감속기의 윤활유 잔량이 소정값보다도 적게 되면 윤활유가 급유구로부터 공급되는 구성으로 하여도 무방하다.
이 구성에 의하면, 각 롤러 간의 유막을 항상 안정된 상태로 유지할 수 있고, 유막을 통하여 안정되게 동력을 전달할 수 있다.
또한, 상기 유성 롤러 감속기의 태양 롤러 및 유성 롤러는, 서로 접하는 외주면(外周面)에 다공질부를 가지고 있고, 이 다공질부에 윤활유가 함침(含浸)되어 있는 구성으로 하여도 무방하다.
이 구성에 의하면, 유성 롤러 감속기에 급유하는 빈도를 줄일 수 있기 때문에, 윤활유의 보충이 없어도 장기 운전이 가능하게 된다.
본 발명의 도포액 펌프 유닛 및 도포 장치에 의하면, 기판 상에 박막을 형성하는 경우여도, 횡단 차이의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 도포 장치(도포 장치 본체)의 외관을 도시하는 개략 사시도이다.
도 2는 상기 도포 장치의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 도포액 펌프 유닛을 도시하는 개략도이다.
도 4는 유성 롤러 감속기의 개략 단면도이다.
도 5는 유성 롤러 감속기의 급유 시스템을 도시하는 도면이다.
도 6은 종래의 도포액 펌프 유닛을 도시하는 개략도이다.
본 발명에 관련되는 실시예를 도면을 이용하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일실시예에 있어서의 도포 장치(도포 장치 본체(1))를 도시하는 사시도이며, 도 2는, 도포 장치의 도포액 경로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 도포 장치는, 공급되는 박판(薄板) 형상의 기판(2)에 약액이나 레지스트액 등의 도포액을 도포하는 것이다. 이 도포 장치는, 기대(基臺, 3)와, 기판(2)을 재치하기 위한 스테이지(4)와, 이 스테이지(4)에 대하여 일정 방향으로 이동 가능하게 구성되는 도포 유닛(5)을 구비하는 도포 장치 본체(1)와, 도포 장치 본체(1)의 도포 유닛(5)에 도포액을 공급하는 도포액 펌프 유닛(8)(도 2 참조)을 구비하고 있다.
덧붙여, 이하의 설명에서는, 도포 유닛(5)이 이동하는 방향을 X축 방향, 이것과 수평면 상에서 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 및 Y축 방향의 쌍방으로 직교하는 방향을 Z축 방향으로서 설명을 진행시키는 것으로 한다.
기대(3)는, 각 구성 부재, 예를 들어 스테이지(4) 및 도포 유닛(5)을 지지하는 것이고, 석재 등으로 형성되어 있다.
스테이지(4)는, 반입된 기판(2)을 그 표면에 재치하여 보지(保持)하는 것이다. 구체적으로는, 스테이지(4)에는, 그 표면에 개구(開口)하는 복수의 흡인 구멍(미도시)이 형성되어 있고, 이들의 흡인 구멍과 진공 펌프(미도시)가 연통하여 접속되어 있다. 그리고, 스테이지(4)의 표면에 기판(2)이 재치된 상태에서 진공 펌프를 작동시키는 것에 의하여, 흡인 구멍에 흡인력이 발생하고 기판(2)이 스테이지(4)의 표면 측에 흡인되어 흡착 보지되도록 되어 있다. 또한, 스테이지(4)에는, 기판(2)을 승강 동작시키는 기판 승강 기구가 설치되어 있다. 즉, 스테이지(4)의 표면에는 복수의 핀 구멍(미도시)이 형성되어 있고, 이 핀 구멍에는 Z축 방향으로 승강 동작 가능한 리프트 핀이 매설되어 있다. 이것에 의하여, 스테이지(4)의 표면에 기판(2)을 재치한 상태에서 리프트 핀을 상승시키는 것에 의하여, 리프트 핀의 선단 부분이 기판(2)에 당접한 상태에서, 기판(2)을 소정의 높이 위치로 보지할 수 있도록 되어 있다.
도포 유닛(5)은, 스테이지(4)에 재치된 기판(2)에 도포액을 도포하기 위한 것이고, 도포액을 도포하는 구금부(51)와, 이 구금부(51)의 양단 부분에 설치된 유닛 지지부(52)를 가지고 있다.
상기 유닛 지지부(52)는, 구금부(51)를 승강 동작 가능하게 지지하는 것과 함께, 이 구금부(51)를 X축 방향으로 이동시키기 위한 것이며, 주행 장치(53)와 이 주행 장치(53)에 지지되는 승강 장치(54)를 가지고 있다.
승강 장치(54)는, 구금부(51)를 승강 동작시키는 것이고, Z축 방향으로 연장되는 레일(54a)과 구금부(51)에 연결되는 슬라이더(54b)를 가지고 있다. 이 레일(54a)에는, 슬라이더(54b)가 레일(54a)을 따라 슬라이드 가능하게 장착되어 있다. 또한, 슬라이더(54b)에는 서보 모터에 의하여 구동되는 볼 나사 기구가 장착되어 있고, 이 서보 모터를 구동 제어하는 것에 의하여, 슬라이더(54b)가 Z축 방향으로 이동하는 것과 함께, 임의의 위치에서 정지할 수 있도록 되어 있다. 이것에 의하여, 구금부(51)는, Z축 방향으로의 승강 동작이 구동 제어되고, 스테이지(4)에 대하여 접리(接離) 가능하게 동작하도록 되어 있다.
주행 장치(53)는, 구금부(51)를 X축 방향으로 주행시키기 위한 것이며, 주행 장치 본체(11)와 X축 방향으로 연장되는 레일(13)을 가지고 있다. 이 주행 장치 본체(11)는, 기대(3)와의 사이에 설치되는 에어 패드(미도시)에 의하여 기대(3) 상에 지지되어 있다. 그리고, 주행 장치 본체(11)는, 그 일부가 레일(13)에 슬라이드 가능하게 장착되어 있고, 주행 장치 본체(11)에 장착된 리니어 모터(12)를 구동 제어하는 것에 의하여, 주행 장치 본체(11)가 X축 방향으로 이동하도록 되어 있다. 이것에 의하여, 구금부(51)는, X축 방향을 따라 주행할 수 있도록 되어 있다.
이와 같이 구성되는 유닛 지지부(52)에 의하여, 구금부(51)는, 스테이지(4)의 표면에 대하여 Z축 방향으로 승강 동작할 수 있는 것과 함께, 스테이지(4)의 표면으로부터 소정 높이를 유지한 상태에서 스테이지(4)의 표면 상을 X축 방향을 따라 주행할 수 있도록 되어 있다.
상기 구금부(51)는, Y축 방향으로 연장되는 형상을 가지는 기둥 형상 부재이며, 스테이지(4)의 표면과 대향하는 대향면에는 도포액을 토출하는 슬릿 노즐(51a)(도 2 참조)이 형성되어 있다. 이 슬릿 노즐(51a)은, 스테이지(4)의 표면 측으로 돌출하고, 이 돌출한 부분에는 Y축 방향으로 연장되는 형상의 간극(슬릿)이 형성되어 있다. 즉, 이 슬릿 노즐(51a)을 통하여 구금부(51)에 공급된 도포액이 기판(2)의 표면에 토출되도록 되어 있다.
구체적으로는, 이 구금부(51)의 상류 측에는, 도포액을 저류하는 도포액 탱크(T)와 도포액 펌프 유닛(8)이 구비되어 있고, 도포액 펌프 유닛(8)에 의하여, 도포액 탱크(T)의 도포액이 구금부(51)로 송액되는 것에 의하여, 구금부(51) 내의 도포액이 슬릿을 통하여 토출되도록 되어 있다.
도포액 펌프 유닛(8)은, 도포액 탱크(T)에 저류된 도포액을 구금부(51)에 공급하는 것이고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 펌프 본체(81)와 볼 나사 구동부(82)와 모터부(83)를 가지고 있다. 즉, 이들 펌프 본체(81)와 볼 나사 구동부(82)와 모터부(83)이 1축 상에 배치되어 있고, 모터부(83)를 구동시키는 것에 의하여, 볼 나사 구동부(82)를 통하여 구동력이 펌프 본체(81)에 전달되도록 되어 있다.
펌프 본체(81)는, 도포액 탱크(T)의 도포액을 일시적으로 저류하고 구금부(51)로 송액하는 것이고, 하우징(811)과, 하우징(811)에 고정되는 막 형상 실(seal)부(812)와, 이 막 형상 실부(812)에 연결된 피스톤 축부(813)(플런저)를 가지고 있다. 그리고, 피스톤 축부(813)가 볼 나사 구동부(82)와 연결되어 있고, 볼 나사 구동부(82)를 구동 제어하는 것에 의하여 피스톤 축부(813)가 축 방향(중심축 방향)으로 이동하고, 유입구(811a)로부터 하우징(811) 내에 도포액을 흡입하고, 유출구(811b)로부터 수용된 도포액을 배출할 수 있도록 되어 있다.
하우징(811)은, 1축 방향으로 연장되는 대략 원통 형상을 가지고 있고, 그 내부에 막 형상 실부(812)가 수용되어 있다. 구체적으로는, 하우징(811)은, 축 방향으로 분할할 수 있도록 형성되어 있고, 막 형상 실부(812)가 협지(挾持)된 상태에서 일체적으로 연결되어 있다. 이 하우징(811)과 막 형상 실부(812)에 의하여 액체 수용부(814)가 형성되어 있고, 이 액체 수용부(814)에 의하여 도포액 탱크(T)로부터 공급된 도포액을 일시적으로 저류할 수 있도록 되어 있다.
또한, 하우징(811)의 액체 수용부(814)와 반대 측에는, 압력 제어실(815)이 형성되어 있다. 압력 제어실(815)은, 하우징(811), 막 형상 실부(812)에 의하여 형성되어 있고, 진공 펌프(P)와 연통하여 접속되어 있다. 그리고, 진공 펌프(P)를 작동시키는 것에 의하여, 압력 제어실(815)을 대기압보다도 저압으로 조절할 수 있도록 되어 있다. 즉, 액체 수용부(814)에 도포액을 유입시킬 때, 피스톤 축부(813)를 액체 수용부(814)와 반대 측으로 구동시키면서, 진공 펌프(P)를 작동시켜 압력 제어실(815)을 감압시키는 것에 의하여, 막 형상 실부(812)의 형상을 유지한 상태에서 부드럽게 피스톤 축부(813)를 구동시킬 수 있다.
막 형상 실부(812)는, 하우징(811)에 고정되는 것에 의하여, 하우징(811) 내에 액체 수용부(814)를 형성하는 것이다. 구체적으로는, 막 형상 실부(812)는, 그 외주 부분이 플랜지부(81a)에 협지된 상태에서 플랜지부(81a)가 볼트(816)로 체결되는 것에 의하여 하우징(811) 내에 고정되어 있다. 이것에 의하여, 하우징(811) 내의 축 방향 일방 측에 도포액을 수용 가능한 액체 수용부(814)가 형성된다.
또한, 막 형상 실부(812)는, 가요성 재료로 형성되어 있고, 폴리에스테르 천 위에 고무를 피복하여 형성되고, 거의 균일 두께로 형성되어 있다. 이 막 형상 실부(812)는, 거의 실크해트 형상을 가지고 있고, 그 외주 부분에서 하우징(811)에 고정되고, 중앙 부분에서 피스톤 축부(813)의 헤드(813a)에 고정되어 있다. 또한, 외주 부분과 중앙 부분을 연결하는 부분은, 대략 U자 형상을 유지한 상태로 하우징(811) 내에 장착되어 있다. 그리고, 이 막 형상 실부(812)의 중앙 부분이 액체 수용부(814) 측, 및, 그 반대 측(축 방향 반대 측, 압력 제어실(815) 측)으로 변위하는 것에 의하여, 도포액이 구금부(51)에 공급된다. 즉, 하우징(811)에는, 도포액 탱크(T)와 배관을 통하여 연결되는 유입구(811a)와 구금부(51)와 배관을 통하여 연결되는 유출구(811b)가 형성되어 있고, 막 형상 실부(812)가 액체 수용부(814)와 반대 측으로 변위하는 것에 의하여, 도포액 탱크(T)로부터 유입구(811a)를 통하여 도포액이 액체 수용부(814)에 공급되고, 막 형상 실부(812)의 중앙 부분이 액체 수용부(814) 측으로 변위하는 것에 의하여, 도포액 탱크(T)로부터 유출구(811b)를 통하여 구금부(51)에 도포액이 공급되도록 되어 있다.
피스톤 축부(813)는, 막 형상 실부(812)를 축 방향으로 변위시키는 것이고, 막 형상 실부(812)에 연결되는 헤드(813a)와 축 방향으로 봉 형상으로 연장되는 형상의 축 본체(813b)를 가지고 있다. 헤드(813a)는, 하우징(811)의 내경보다도 작은 형상의 원기둥 형상 부재이며, 그 일방 측 단면에서 막 형상 실부(812)와 연결되어 있다. 구체적으로는, 축 본체(813b)의 접동 방향에 대하여 거의 직교하는 평판 형상의 대향면을 가지고 있고, 이 대향면과 막 형상 실부(812)의 액체 수용부(814) 측의 반대 측의 중앙 부분이, 각각의 중심을 일치시킨 상태로 연결되어 있다. 따라서, 축 본체(813b)가 하우징(811) 내를 접동하면, 막 형상 실부(812)의 중앙 부분이 접동 방향에 대하여 직교하는 자세를 유지한 상태로 액체 수용부(814) 측 및 액체 수용부(814)와 반대 측으로 변위하도록 되어 있다. 이것에 의하여, 액체 수용부(814) 내의 도포액을 구금부(51)에 공급할 수 있도록 되어 있다.
볼 나사 구동부(82)는, 모터부(83)의 회전 동력을 직선 운동으로 변환하는 동력 전달 장치이다. 볼 나사 구동부(82)는, 샤프트(82a)와 샤프트(82a)에 장착된 볼 나사 너트(82b)를 가지고 있고, 샤프트(82a)를 축 둘레로 회전시키는 것에 의하여, 볼 나사 너트(82b)가 샤프트(82a)를 따라 축 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 축 본체(813b)와 볼 나사 너트(82b)가 연결되어 있는 것에 의하여, 볼 나사 구동부(82)를 구동시켜 샤프트(82a)를 회전시키면, 축 본체(813b)가 축 방향으로 이동하고, 막 형상 실부(812)가 축 방향으로 변위할 수 있도록 되어 있다.
또한, 모터부(83)는, 펌프 본체(81)를 작동시키는 것이고, 본 실시예에서는 서보 모터가 사용되고 있다. 즉, 모터부(83)를 구동 제어하는 것에 의하여 펌프 본체(81)로부터 배출되는 도포액의 토출량이 미세하게 제어되고, 기판 상에 형성되는 도포막의 막 두께를 정도 좋게 제어할 수 있도록 되어 있다.
모터부(83)와 볼 나사 구동부(82)와의 사이에는, 유성 롤러 감속기(9)가 설치되어 있다. 유성 롤러 감속기(9)는, 유성 기어 타입의 감속기와 거의 같은 구조를 가지고 있고, 도 4에 도시하는 바와 같이, 케이스(91) 내에 태양 롤러(92)를 중심으로 3개의 유성 롤러(93)가 태양 롤러(92)의 외주면을 따라 배치되어 있다. 그리고, 케이스(91) 내가 윤활유로 채워져 있고, 태양 롤러(92)와 유성 롤러(93)와의 사이에 개재(介在)하는 윤활유가 점탄성 유체나 소성(塑性) 고체로서 작용하는 것에 의하여, 태양 롤러(92)의 회전에 의한 트랙션이 유성 롤러(93)에 전달되고, 모터부(83)의 동력이 전달되도록 되어 있다. 태양 롤러(92) 및 유성 롤러(93)는, 스테인리스강제의 원반 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 유성 롤러(93)는, 태양 롤러(92)가 축 둘레로 회전하는 것에 의하여 태양 롤러(92)의 회전을 자전하면서 공전하도록 되어 있고, 태양 롤러(92)에는 모터부(83) 측이 연결되고, 유성 롤러(93)에는 볼 나사 구동부(82) 측이 연결되어 있다. 그리고, 유성 롤러(93)는 태양 롤러(92)보다도 대경으로 형성되어 있는 것에 의하여, 모터부(83) 측의 회전에 대하여 직경의 차(差)에 따른 소정의 비율로 볼 나사 구동부(82) 측의 회전이 감속된다. 즉, 유성 기어 타입의 감속기에 비하여, 태양 롤러(92), 유성 롤러(93)가 기어로 서로 맞물려 있지 않기 때문에, 기어의 백래쉬, 맞물림 등에 의하여 발생하는 진동을 억제하면서 감속시켜 모터부(83)의 동력을 전달할 수 있고, 기어의 백래쉬, 맞물림 진동이 요인이 되는 횡단 차이의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 유성 롤러 감속기(9)에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 급유 시스템(10)이 설치되어 있다. 이 급유 시스템(10)은, 유성 롤러 감속기(9)의 케이스(91) 내에 충전되어 있는 윤활유가 규정량 이하가 되는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉, 유성 롤러 감속기(9)가 볼 나사 구동부(82)와 모터부(83)와 연결하여 조립될 때, 미소한 심 어긋남 등의 영향에 의하여 윤활유가 시간 경과와 함께 감소하는 일이 있다. 윤활유가 감소하면 유성 롤러(93), 태양 롤러(92), 내(內)롤러(94) 간의 동력 전달 불량에 의하여 진동 등이 발생하고 횡단 차이 발생의 원인이 되기 때문에, 급유 시스템(10)에 의하여 윤활유 부족을 해소하고 장기화 운전에 대응할 수 있도록 하는 것이다.
급유 시스템(10)은, 본 실시예에서는, 유성 롤러 감속기(9)에 예비 탱크(10a)가 배관(10b)에 의하여 접속되어 형성되어 있고, 유성 롤러 감속기(9)의 윤활유가 규정량 이하가 되면 예비 탱크(10a)로부터 윤활유가 공급되도록 되어 있다. 즉, 유성 롤러 감속기(9)의 케이스(91)에는, 케이스(91) 내의 윤활유량을 확인할 수 있는 유면계(10c)가 설치되어 있고, 이 유면계(10c)에 광전 센서가 장착되어 있다. 즉, 유면계(10c)의 윤활유량이 규정 이하가 되면 광전 센서가 반응하고, 배관(10b)에 설치된 밸브(10d)를 열림 상태로 하여 예비 탱크(10a)의 윤활유가 케이스(91) 내에 공급되도록 되어 있다. 이것에 의하여, 유성 롤러 감속기(9) 내의 윤활유 부족이 해소되기 때문에, 유성 롤러 감속기(9)의 장기 운전이 가능하게 되는 것과 함께, 윤활유 부족에 의한 횡단 차이 발생을 장기에 걸쳐 억제할 수 있다.
또한, 유성 롤러 감속기(9)와 모터부(83)와의 사이, 및, 유성 롤러 감속기(9)와 볼 나사 구동부(82)와의 사이에는, 커플링(C1, C2)이 장착되어 있다. 본 실시예에서는, 커플링(C1, C2)은, 더블 디스크 타입이나 고감쇠(高減衰) 고무 타입의 커플링이 사용되고 있다. 통상, 감속기와 모터부(83)는 직접 연결되어 있고, 감속기와 볼 나사 구동부(82)와의 사이에 커플링 C1이 설치된다. 그러나, 유성 롤러 감속기(9)와 모터부(83)와의 조립 시에는, 편심, 편각이 생기는 것에 의하여 미소한 진동이 발생하고, 이 진동이 펌프 본체(81)로부터 토출되는 도포액에 맥동(미소 간격으로 토출의 강약이 반복되는 현상)을 유발시켜 도포막에 횡단 차이가 발생할 우려가 있다. 따라서, 유성 롤러 감속기(9)와 모터부(83)와의 사이에 커플링 C2를 설치하는 것에 의하여, 조립 시의 편심, 편각에 의한 진동을 억제할 수 있고, 이 진동이 원인이 되는 횡단 차이의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예의 도포 장치에서는, 제어 장치(90)가 설치되어 있고, 미리 기억된 프로그램에 따라 일련의 도포 동작을 실행할 수 있도록, 각종 유닛의 구동 장치, 볼 나사 구동부(82) 등을 구동 제어하는 것과 함께 이 도포 동작에 있어서 필요한 각종 연산이 행하여지도록 되어 있다.
다음으로, 이 도포 장치에 있어서의 도포 동작에 관하여 설명한다. 덧붙여, 이들 일련의 동작은 제어 장치(90)에 의하여 제어된다.
우선, 기판(2)의 반입이 행하여진다. 구체적으로는, 스테이지(4)의 표면으로부터 복수의 리프트 핀이 돌출한 상태에서 대기되어 있고, 이들의 리프트 핀의 선단 부분에 기판(2)이 재치된다. 그리고, 리프트 핀을 하강시켜 기판(2)을 스테이지(4)의 표면에 재치하고, 이 상태에서 진공 펌프를 작동시켜 흡인 구멍에 흡인력을 발생시키는 것에 의하여, 기판(2)을 스테이지(4)의 표면 상에 흡착시켜 보지된다.
다음으로, 도포액의 흡입 동작이 행하여진다. 즉, 스테이지(4) 상에 세트된 기판(2)에 필요한 도포액(기판 1매분)이 도포액 펌프 유닛(8)으로 흡입된다. 구체적으로는, 진공 펌프(P)를 작동시켜 압력 제어실(815)의 압력을 대기압 이하의 소정의 압력으로 제어하면서 볼 나사 구동부(82)를 구동시키는 것에 의하여, 피스톤 축부(813)를 액체 수용부(814)와 반대 측으로 이동시킨다. 즉, 모터부(83)를 작동시키면 태양 롤러(92)가 회전하는 것에 의하여 유성 롤러(93)가 자전하면서 태양 롤러(92)의 둘레를 회전하는 것에 의하여 볼 나사 구동부(82)를 구동시키고, 피스톤 축부(813)를 이동시킨다. 이것에 의하여, 도포액 탱크(T)에 저류된 도포액이 유입구(811a)를 통하여 액체 수용부(814)에 유입하고, 이 액체 수용부(814)에 저류된다.
다음으로, 도포액의 도포 동작이 행하여진다. 즉, 도포액 펌프 유닛(8)에 공급된 도포액을 구금부(51)에 공급하는 것과 함께, 구금부(51)로부터 기판(2) 상에 도포액을 토출한다. 구체적으로는, 볼 나사 구동부(82)를 구동시키는 것에 의하여, 피스톤 축부(813)를 액체 수용부(814) 측으로 이동시킨다. 즉, 모터부(83)를 작동시켜 흡입 동작 때와는 태양 롤러(92) 및 유성 롤러(93)를 역회전시키는 것에 의하여 볼 나사 구동부(82)를 구동시켜 피스톤 축부(813)를 이동시킨다. 이것에 의하여, 액체 수용부(814)에 저류된 도포액이 유출구(811b)를 통하여 구금부(51)에 공급되고, 구금부(51)의 슬릿으로부터 도포액이 토출된다. 이 때, 유성 롤러(93)는, 태양 롤러(92)의 주위를 윤활유를 통하여 회전하기 때문에, 유성 기어 및 태양 기어를 사용한 유성 톱니바퀴 타입의 감속기를 이용하는 경우에 비하여 기어의 맞물림에 의한 진동이 생기지 않기 때문에, 토출되는 도포액에 맥동이 생기지 않고, 도포막에 횡단 차이가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 주행 장치(53)를 구동시켜 기판(2) 상에 도포막을 형성한다. 구체적으로는, 승강 장치(54)를 구동 제어하는 것에 의하여 구금부(51)가 기판(2)으로부터 소정의 높이 위치가 되도록 설정하고, 이 상태로부터 주행 장치(53)를 구동 제어하는 것에 의하여, 구금부(51)를 X축 방향으로 주행시킨다. 즉, 도포액 펌프 유닛을 작동시켜 구금부(51)의 슬릿으로부터 도포액을 토출시키면서 구금부(51)를 주행시키는 것에 의하여, 기판(2) 상에 도포액이 균일 두께로 도포된다.
다음으로, 기판(2)의 배출이 행하여진다. 즉, 도포 동작에 의하여 기판(2) 표면에 도포막이 형성된 후, 진공 펌프를 정지시켜, 흡인 구멍에 있어서의 압력을 대기압으로 되돌린다. 그리고, 리프트 핀을 상승시키는 것에 의하여, 리프트 핀의 선단 부분에서 기판(2)을 보지시키고, 도시하지 않는 로봇 핸드에 기판(2)의 수도(受渡)가 행하여져, 스테이지(4)의 표면으로부터 기판(2)이 배출된다.
이와 같이 본 실시예에 있어서의 도포액 펌프 유닛(8) 및 도포 장치에 의하면, 감속기로서 유성 롤러 감속기(9)를 이용하였기 때문에, 도포막에 형성되는 횡단 차이의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 종래의 도포액 펌프 유닛에서는, 박막을 형성하기 위한 감속기가 장착되어 있고, 감속기는 다수의 톱니바퀴를 통하여 모터부(83)의 동력을 볼 나사 구동부(82)에 전달하기 때문에, 이 톱니바퀴의 백래쉬, 맞물림의 영향이 크고 미소한 횡단 차이가 형성되어 버릴 가능성이 높지만, 유성 롤러 감속기(9)를 이용하는 것에 의하여, 모터부(83)로부터의 동력을 톱니바퀴를 통하는 일 없이 도포액 펌프 유닛에 전달할 수 있기 때문에, 톱니바퀴의 백래쉬, 톱니바퀴의 맞물림 등의 진동이 요인이 되어 발생하는 횡단 차이를 억제할 수 있다. 따라서, 기판 상에 박막을 형성하는 경우여도, 횡단 차이의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 태양 롤러(92) 및 유성 롤러(93)는, 스테인리스 강으로 형성되어 있는 예에 관하여 설명하였지만, 태양 롤러(92) 및 유성 롤러(93)의 외주면에 윤활유를 함침시켜 두는 것에 의하여, 장기화 운전에 대응시키고, 급유 시스템(10)을 생략하는 구성으로 하여도 무방하다. 즉, 태양 롤러(92) 및 유성 롤러(93)가 서로 접하는 외주면에 청동, 주철, 합금 등을 소결시킨 다공질부를 형성하고, 그 다공질부에 윤활유를 함침시킨다. 이것에 의하여, 케이스(91) 내의 윤활유가 규정량보다 적게 되었을 경우에서도, 소결부로부터 윤활유가 공급되기 때문에, 윤활유의 보충이 없어도 일정기간, 도포액 펌프 유닛을 구동시킬 수 있다. 덧붙여, 상술의 급유 시스템(10)을 병용하여 사용하는 것에 의하여, 윤활유를 교환하는 등의 메인터넌스 기간을 장기화하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시예에서는, 케이스(91) 내의 윤활유가 규정량 이하라고 판단되면 밸브(10d)가 닫힘 상태로부터 열림 상태가 되어 예비 탱크(10a)로부터 윤활유가 급유되는 구성에 관하여 설명하였지만, 배관(10b) 경로에 밸브(10d)를 설치하지 않고 예비 탱크(10a)와 케이스(91)를 연결시킨 것이어도 무방하다. 이 구성이면, 예비 탱크(10a)로부터 항상 윤활유가 급유되는 구성인 것과 함께, 케이스(91)만의 경우에 비하여 윤활유가 부족한 시기를 늦출 수 있기 때문에, 새로운 윤활유를 더 보태는 메인터넌스를 행하는 횟수를 줄일 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 케이스(91) 내를 윤활유로 채우는 것에 의하여, 태양 롤러(92)와 유성 롤러(93)와의 사이에 유막을 형성하고 동력을 전달하는 유성 롤러 감속기(9)에 관하여 설명하였지만, 윤활유를 이용하지 않고 태양 롤러(92)와 유성 롤러(93)와의 마찰에 의하여 동력을 전달하는 유성 롤러 감속기(9)여도 무방하다. 예를 들어, 스테인리스강제의 태양 롤러(92), 유성 롤러(93)의 외주면, 및, 내롤러(94)의 내주면(內周面)에 진공 증착법에 의하여 DLC(다이아몬드 라이크 코팅), 티탄 코팅, AlCrN 등의 코팅을 시행한 것을 사용한다. 이것에 의하여, 적당한 마찰 계수, 경도를 유지할 수 있고, 기어의 백래쉬, 기어의 맞물림 등의 진동을 억제하여 모터부(83)의 동력을 볼 나사 구동부(82)에 전달할 수 있다.
1: 도포 장치 본체
2: 기판
5: 도포 유닛
8: 도포액 펌프 유닛
9: 유성 롤러 감속기
10: 급유 시스템
10a: 예비 탱크
81: 펌프 본체
82: 볼 나사 구동부
83: 모터부
92: 태양 롤러
93: 유성 롤러
94: 내롤러
C1, C2: 커플링

Claims (5)

  1. 기판과 도포 유닛을 상대적으로 이동시켜 기판 상에 도포막을 형성하는 도포 장치의 상기 도포 유닛에 도포액을 공급하는 도포액 펌프 유닛이고,
    상기 도포액 펌프 유닛은, 도포액을 공급하는 펌프 본체와, 이 펌프 본체에 구동력을 전달하는 볼 나사 구동부와, 구동력을 발생시키는 모터부가 이 순으로 1축(軸) 상에 배치되어 있고,
    상기 모터부와 상기 볼 나사 구동부와의 사이에는, 유성 롤러 감속기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 도포액 펌프 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터부와 유성 롤러 감속기는, 커플링을 통하여 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 도포액 펌프 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유성 롤러 감속기는, 상기 유성 롤러 감속기의 윤활유 잔량이 소정값보다도 적게 되면 윤활유가 급유구로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 도포액 펌프 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유성 롤러 감속기의 태양 롤러 및 유성 롤러는, 서로 접하는 외주면(外周面)에 다공질부를 가지고 있고, 이 다공질부에 윤활유가 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 도포액 펌프 유닛.
  5. 상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 도포액 펌프 유닛을 구비한 도포 장치.
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