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KR20130045175A - 부상 반송 장치 - Google Patents

부상 반송 장치 Download PDF

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KR20130045175A
KR20130045175A KR1020120113586A KR20120113586A KR20130045175A KR 20130045175 A KR20130045175 A KR 20130045175A KR 1020120113586 A KR1020120113586 A KR 1020120113586A KR 20120113586 A KR20120113586 A KR 20120113586A KR 20130045175 A KR20130045175 A KR 20130045175A
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KR
South Korea
Prior art keywords
valve
differential pressure
substrate
main pipe
floating
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020120113586A
Other languages
English (en)
Inventor
켄지 하마카와
토시히로 모리
Original Assignee
도레 엔지니아린구 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도레 엔지니아린구 가부시키가이샤 filed Critical 도레 엔지니아린구 가부시키가이샤
Publication of KR20130045175A publication Critical patent/KR20130045175A/ko
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Abstract

[과제] 기판의 반송(搬送)에 수반하는 부상(浮上) 환경의 변화에 신속하게 응답하여, 기판을 일정한 부상 높이로 반송할 수 있는 부상 반송 장치를 제공한다.
[해결 수단] 분출구(11)와 흡인구(12)가 기판(W)이 반송되는 방향으로 복수개씩 배열된 표면을 가지는 부상 스테이지(2)와, 흡인력 공급 수단(30)과, 흡인력 공급 수단(30)과 연통(連通)하는 주 배관(13)과, 주 배관(13)과 연통하고 각각의 흡인구(12)와 연통하는 분기 배관(15)과, 주 배관(13)의 도중에 설치된 차압 댐퍼(damper)(20)를 구비하는 부상 반송 장치이고, 차압 댐퍼(20)는, 주 배관(13) 내와 외기를 연통하는 경로인 매니폴드(21) 및 당해 경로를 차단하는 밸브(22)를 가지고, 밸브(22)는, 주 배관(13) 내와 외기와의 차압이 밸브(22)에 미치는 외력에 의하여 개폐하는 동작을 취하며, 차압의 변화에 따라 밸브(22)가 동작하여 개도(開度)가 변화하는 것에 의하여, 소정의 차압을 보지(保持)하는 것을 특징으로 한다.

Description

부상 반송 장치{DEVICE WITH LEVITATION AND TRANSPORTATION}
본 발명은 압축 공기 등의 기체를 분출하여 기판을 부상(浮上)시킨 상태로 반송(搬送)을 행하는 부상 반송 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이나 플라스마 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이에는, 기판 상에 레지스트액이 도포된 것(도포 기판이라고 칭한다)이 사용되고 있다. 이 도포 기판은, 기판 상에 레지스트액이나 약액(藥液) 등의 도포액을 균일하게 도포하는 도포 장치에 의하여 형성되어 있다.
도포 장치의 개략도를 도 13에 도시한다. 도포 장치(80)는, 기판(W)을 반송하는 반송 장치(81)와, 기판에 도포액을 도포하는 도포부(82)를 가지고 있다. 도포부(82)는, 반송 장치(81)에 의한 기판(W)의 반송 방향과 수직인 방향으로 연장된 슬릿을 가지는 구금(口金)을 구비하고, 기판(W)을 소정 속도로 반송하면서 이 슬릿으로부터 도포액을 토출하여, 기판(W) 상에 도포막을 형성한다.
이 때, 도포 동작 중에 기판(W)에 이물이 부착하는 것을 막고 싶은 경우, 반송 장치(81)에는, 기체를 분출하여 그 압력으로 기판(W)을 부상시켜, 비접촉 상태로 기판(W)의 반송을 행하는 부상 반송 장치가 이용되는 것이 있다.
이 부상 반송 장치의 일례를 도 14에 도시한다. 이 부상 반송 장치(91)는, 기체를 분출하는 분출구(92) 외에 기체를 흡인하는 흡인구(93)를 가지고 있다. 그리고, 기판(W)을 부상시키는 데에 즈음하여 분출구(92)로부터 기체를 분출하는 것과 동시에 각 흡인구(93)로부터 기판(W)을 흡인하는 것에 의하여, 기체의 분출만을 행하여 기판(W)을 부상시킨 경우와 비교하여, 부상한 기판(W)의 휨을 억제하여 평면도를 유지할 수 있고, 또한, 기판(W)의 부상 높이를 정밀하게 제어할 수 있다.
한편, 도 14에 도시한 바와 같은 부상 반송 장치(91)에서는, 각 흡인구(93)에 흡인력을 부여하는 흡인력 공급 수단(94)으로부터의 출력이 일정한 경우여도, 기판(W)이 어느 위치에 있는지에 따라 흡인력이 변화한다고 하는 문제가 있다. 그 구체예를 도 15에 도시한다. 도 15(a)와 같이 부상 반송 장치(91)의 상방(上方)에 기판(W)이 존재하는 부분이 적은 경우는, 기판(W)에 상방이 차폐(遮蔽)되는 흡인구(93)의 수가 적고, 기체를 흡인하여도 리크(leak)가 크기 때문에, 도 15(a) 그래프에 V1로 도시하는 바와 같이, 기판(W)을 흡인하고 있는 흡인구(93)의 흡인력은 작다. 한편, 도 15(b)와 같이 부상 반송 장치(91)의 상방에 기판(W)이 존재하는 부분이 많아지면, 리크가 적어져, 그것에 수반하여, 도 15(b) 그래프에 V2로 도시하는 바와 같이, 기판(W)을 흡인하고 있는 흡인구(93)의 흡인력이 커진다. 그 결과, 기판(W)이 부상 반송 장치(91)에 달라붙거나 기판(W)의 단부(端部)가 부상 반송 장치(91)와 충돌하거나 할 우려가 있다.
이 흡인력의 변화를 억제하는 수단으로서, 예를 들어, 하기 특허 문헌 1에 나타내는 바와 같이, 흡인구와 흡인력 공급 수단과의 사이에 전기 제어 밸브를 설치하고, 압력 센서로 계측한 흡인구 내의 압력값에 따라 제어 장치로부터 당해 밸브의 개도(開度)를 조절하는 것에 의하여, 흡인력이 설정값으로 되도록 하는 것이 있다.
일본국 공개특허공보 특개2007-88201호
그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 부상 반송 장치에서는, 흡인력의 변화에 제어가 따라잡지 못하여, 흡인력을 일정하게 할 수 없는 경우가 있다고 하는 문제가 있었다. 구체적으로는, 밸브를 전기 제어하고, 목적하는 개도로 하기 위해서는, 압력 센서로 계측한 압력값을 제어 장치로 보내는 시간, 그 압력값에 기초하여 제어 장치가 적정한 개도를 계산하는 시간, 계산된 개폐도로 되도록 제어 장치가 밸브를 동작시키는 시간 등을 포함한 응답 시간이 필요하게 되는 것에 대하여, 기판(W)의 반송 속도가 빨라지면, 이 응답 시간이 경과할 때까지 흡인력이 변화하는 경우가 있다. 즉, 응답 지연이 생기고, 그 경우, 응답 시간을 지나 조절이 완료된 밸브의 개도는 이미 적절한 개도가 아니게 되어 있어, 그 결과, 정확한 흡인력 제어를 할 수 없게 된다.
특히, 도 13에 도시한 바와 같은 도포 장치에서는, 도포부(82)로부터 기판(W)에 도포액을 균일하게 도포하기 위하여 도포부(82)와 기판(W)과의 거리를 일정하게 유지하는 것, 즉, 기판(W)의 부상 높이를 일정하게 유지하는 것이 중요하고, 이와 같이 반송 장치(81)가 정확한 흡인력 제어를 하지 못하여, 기판(W)의 부상 높이가 불안정하게 되면, 도포 얼룩을 일으킬 우려가 있다.
나아가, 기판(W)과 반송 장치(81)가 접촉할 우려가 있고, 그것에 따라 기판(W)의 이면(裏面)에 상처가 나거나, 기판(W)이나 반송 장치(81)의 일부가 벗겨져 이물이 발생하거나, 기판(W)에 정전기가 생겨 이물의 부착이나 내부 회로가 파괴될 가능성이 있다.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점에 감안하여 이루어진 것이며, 기판의 반송에 수반하는 부상 환경의 변화에 신속하게 응답하여, 기판을 일정한 부상 높이로 반송할 수 있는 부상 반송 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 부상 반송 장치는, 기판을 부상시켜 반송하는 부상 반송 장치이고, 기체를 분출하는 분출구와 기체를 흡인하는 흡인구가 기판이 반송되는 방향으로 복수개씩 배열된 표면을 가지고, 기체의 분출 및 흡인에 의하여 기판을 소정의 높이로 부상시키는 부상 스테이지와, 상기 흡인구에 흡인력을 공급하는 흡인력 공급 수단과, 상기 흡인력 공급 수단과 연통(連通)하는 주 배관과, 상기 주 배관과 연통하고, 각각의 상기 흡인구와 연통하는 분기 배관과, 상기 주 배관의 도중에 설치된 차압 댐퍼(damper)를 구비하고, 상기 차압 댐퍼는, 상기 주 배관 내와 외기를 연통하는 경로 및 당해 경로를 차단하는 밸브를 가지고, 상기 밸브는, 상기 주 배관 내와 외기와의 차압이 당해 밸브에 미치는 외력에 의하여 개폐하는 동작을 취하며, 상기 차압의 변화에 따라 상기 밸브가 동작하여 개도가 변화하는 것에 의하여, 소정의 상기 차압을 보지(保持)하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 부상 반송 장치에 의하면, 흡인력 공급 수단과 연통하는 주 배관의 도중에 차압 댐퍼가 설치되고, 그 차압 댐퍼의 밸브가 주 배관 내와 외기와의 차압이 당해 밸브에 미치는 외력에 의하여 개폐하는 동작을 취하는 것에 의하여, 제어에 의하여 밸브가 동작하는 경우와 비교하여, 차압의 변화에 의하여 직접적으로 밸브가 동작한다. 따라서, 기판의 부상 반송과 같이 즉시 흡인구의 흡인력이 변화하는 경우여도 응답이 늦어지지 않게 밸브가 신속하게 동작하는 것이 가능하고, 흡인력을 소정의 값으로 보지하여, 기판을 일정한 부상 높이로 반송할 수 있다.
또한, 그 외의 형태로서, 기판을 부상시켜 반송하는 부상 반송 장치이고, 기체를 분출하는 분출구가 기판이 반송되는 방향으로 복수개 배열된 표면을 가지고, 기체의 분출에 의하여 기판을 소정의 높이로 부상시키는 부상 스테이지와, 상기 분출구에 기체를 공급하는 기체 공급 수단과, 상기 기체 공급 수단과 연통하는 주 배관과, 상기 주 배관과 연통하고, 각각의 상기 분출구와 연통하는 분기 배관과, 상기 주 배관의 도중에 설치된 차압 댐퍼를 구비하고, 상기 차압 댐퍼는, 상기 주 배관 내와 외기를 연통하는 경로 및 당해 경로를 차단하는 밸브를 가지고, 상기 밸브는, 상기 주 배관 내와 외기와의 차압이 당해 밸브에 미치는 외력에 의하여 개폐하는 동작을 취하며, 상기 차압의 변화에 따라 상기 밸브가 동작하여 개도가 변화하는 것에 의하여, 소정의 상기 차압을 보지하는 것을 특징이라고 하여도 무방하다.
상기 부상 반송 장치에 의하면, 기체 공급 수단과 연통하는 주 배관의 도중에 차압 댐퍼가 설치되고, 그 차압 댐퍼의 밸브가 주 배관 내와 외기와의 차압이 당해 밸브에 미치는 외력에 의하여 개폐하는 동작을 취하는 것에 의하여, 상기의 흡인력의 경우와 마찬가지로, 분출하는 기체의 압력을 소정의 값으로 보지할 수 있기 때문에, 기판을 일정한 부상 높이로 반송할 수 있다.
또한, 상기 차압 댐퍼는, 상기 밸브의 동작 범위를 소정의 범위로 제한하는 스토퍼(stopper)를 가지면 된다.
이와 같이 밸브의 동작 범위를 소정의 범위로 제한하는 스토퍼를 가지는 것에 의하여, 흡인력의 급격한 변화가 있었던 경우에 밸브가 너무 열리거나, 혹은 너무 닫히는, 이른바 오버 슈트(over shoot)하는 것을 막을 수 있기 때문에, 주 배관 내의 압력이 불안정하게 되는 것을 막아, 안정된 흡인력을 보지하는 것이 가능하다.
또한, 상기 차압 댐퍼는, 상기 밸브의 동작에 대한 저항 수단을 가지고, 상기 밸브의 동작 속도를 억제하여도 무방하다.
이와 같이, 밸브의 동작에 대한 저항 수단을 가지고, 상기 밸브의 동작 속도를 억제하는 것에 의하여, 흡인력의 급격한 변화가 있었던 경우에서도, 밸브의 동작 속도가 억제되고 있기 때문에, 밸브가 오버 슈트하기 어려워진다. 또한, 주 배관 내와 외기와의 차압의 미소한 변화에 밸브가 과잉으로 반응하는 것도 막아, 그 결과, 밸브가 미진동을 일으키는 것을 막는 것도 가능하다.
본 발명의 부상 반송 장치에 의하면, 기판의 반송에 수반하는 부상 환경의 변화에 신속하게 응답하여, 기판을 일정한 부상 높이로 반송할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서의 부상 반송 장치의 개략도이다.
도 2는 본 실시예에 있어서의 부상 스테이지의 개략도이다.
도 3은 본 실시예에 있어서의 차압 댐퍼의 개략도이다.
도 4는 본 실시예에 있어서의 흡인력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 다른 실시예에 있어서의 부상 스테이지의 개략도이다.
도 6은 다른 실시예에 있어서의 차압 댐퍼의 개략도이다.
도 7은 다른 실시예에 있어서의 분출력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 다른 실시예에 있어서의 부상 스테이지의 개략도이다.
도 9는 다른 실시예에 있어서의 부상 스테이지의 개략도이다.
도 10은 다른 실시예에 있어서의 부상 스테이지의 개략도이다.
도 11은 다른 실시예에 있어서의 차압 댐퍼의 개략도이다.
도 12는 다른 실시예에 있어서의 부상 스테이지의 개략도이다.
도 13은 반송 장치를 가진 도포 장치의 개략도이다.
도 14는 종래의 부상 반송 장치의 개략도이다.
도 15는 종래의 부상 반송 장치를 이용한 기판 반송의 일례의 개략도이다.
본 발명에 관련되는 실시예를 도면을 이용하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서의 부상 반송 장치를 도 1에 도시한다. 부상 반송 장치(1)는, 부상 스테이지(2) 및 반송 수단(3)을 가지고 있고, 부상 스테이지(2)에 의하여 기판(W)을 부상시켜, 이 기판(W)의 단부를 반송 수단(3)이 파지(把持)하고, 이 상태에서 반송 수단(3)이 일 방향으로 이동하는 것에 의하여, 기판(W)의 반송을 행한다.
부상 스테이지(2)는, 그 표면으로부터 기체의 분출을 행하고, 그 분출한 기체의 압력에 의하여 기판(W)을 부상시키는 것이며, 상세는 후술한다. 또한, 부상한 기판(W)의 평면도를 유지하기 위하여, 기체의 흡인도 동시에 행하고 있다.
반송 수단(3)은, 기판(W)을 반송하기 위하여 기판(W)을 파지하는 기구이며, 기판(W)의 이면을 흡착하는 흡착 블록, 기판(W)을 사이에 두고 파지하는 클럼핑(clumping) 기구 등을 들 수 있다. 본 실시예에서는, 반송 수단(3)은 기판(W)의 이면의 단부를 흡착하는 흡착 블록이다.
또한, 반송 수단(3)은, 리니어 스테이지 등의 직동(直動) 기구에 탑재되어 있고, 이 직동 기구가 동작하는 것에 의하여 반송 수단(3)은 일 방향으로 이동할 수 있다. 여기서, 기판(W)을 파지한 상태로 반송 수단(3)이 이동하는 것에 의하여, 기판(W)을 반송하는 것이 가능하다. 덧붙여, 이후의 설명에서는, 반송 수단(3)이 기판(W)을 반송하는 방향을 X축 방향, 수평면 상에서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향으로 하고, 이것들과 직교하는 방향을 Z축 방향으로 하여, 설명을 진행한다.
다음으로, 본 실시예에 있어서의 부상 스테이지(2)를 도 2에 도시한다.
부상 스테이지(2)는, 부상판(10), 차압 댐퍼(20) 및 흡인력 공급 수단(30)을 가지고 있다.
부상판(10)은, 본 실시예에서는, 표면에 분출구(11) 및 흡인구(12)를 가지는 평판(平板)이다. 이 부상판(10)은, 1매만으로 부상 스테이지(2)를 형성하여도 무방하고, 복수매를 배열하여 부상 스테이지(2)를 형성하여도 무방하다.
기판 반송 방향(X축 방향)으로 긴 1매의 부상판(10)을 설치한 경우, 부상판(10) 상의 기판(W)의 전면(前面)을 균등한 압력으로 부상시키는 것이 용이하기 때문에, 높은 정도(精度)의 부상량으로 기판(W)을 부상시키는 것이 가능하다. 한편, X축 방향으로 짧은 복수매의 부상판(10)을 적당한 간격을 마련하여 배열한 경우, 1매의 부상판(10)을 설치한 경우와 비교하여 기판(W)을 소정 거리만큼 부상 반송시키기 위하여 필요한 부상판(10)의 면적을 억제할 수 있기 때문에, 저비용으로 부상 스테이지(2)를 형성할 수 있다. 또한, 긴 부상판(10)을 일품물로 제작하는 것에 비하여 널리 유통되고 있는 사이즈의 부상판(10)을 배열하여 형성할 수 있는 것도, 비용면에서 효과적이다.
따라서, 필요로 하는 부상 정도에 따라, 부상판(10)의 배치 방법을 골라 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 도 13에 도시한 도포 장치(80)에서는, 도포부(82)의 직하(直下)에서는, 1매의 긴 부상판(10)을 가지는 부상 스테이지를 설치하고, 그 전후에서 도포부(82)에 기판(W)을 반입 및 반출하는 개소에서는, 복수의 짧은 부상판(10)이 간격을 마련하여 배치된 부상 스테이지를 설치하면 된다.
도 2에서는, 복수매의 부상판(10)을 X축 방향으로 배열한 예를 도시하고 있다. 다만, 그것에만 한정하지 않고, 부상판(10)을 Y축 방향으로 배열하여도 무방하고, 또한, X축 방향이나 Y축 방향과 비스듬히 교차하도록 하는 배열로 하여도 상관없다. 덧붙여, 어느 경우로 하여도, 후술대로, 분출구(11) 및 흡인구(12)가 X축 방향으로 배열된 형태를 취할 필요가 있다.
분출구(11)는, 도시하지 않는 기체 공급 수단으로부터 공급된 기체를 분출하는, 부상판(10)의 표면에 설치된 개구(開口)이며, 흡인구(12)는, 후술의 흡인력 공급 수단(30)에 의하여 흡인력이 부여되어, 부상 스테이지(2) 상의 기체를 흡인하는, 부상판(10)의 표면에 설치된 개구이다.
1매 혹은 복수의 부상판(10)이 배열되어 형성된 부상 스테이지(2)는, X축 방향으로 분출구(11) 및 흡인구(12)가 배열된 형태를 취한다. 이것에 의하여, 기판(W)이 부상 스테이지(2) 상의 어느 위치에 있어도, 그 때의 기판(W)의 존재 위치에 있는 분출구(11) 및 흡인구(12)에 있어서의 기체의 분출 및 흡인에 의하여 부상 높이를 제어하여, 기판(W)을 부상시킬 수 있다.
흡인력 공급 수단(30)은, 진공 펌프, 블로워(blower)라고 하는 배기 장치이고, 일정한 출력으로 배기를 행한다.
흡인력 공급 수단(30)은 주 배관(13)과 접속되어 있고, 주 배관(13)의 반대단에서는 배관은 복수의 분기 배관(15)으로 분기되며, 이러한 분기 배관(15)은 각 흡인구(12)와 접속되어 있다. 이와 같이, 배관을 이용하여 흡인력 공급 수단(30)과 각 흡인구(12)를 연통시켜, 흡인력 공급 수단(30)을 동작시키는 것에 의하여, 각 흡인구(12)에 있어서 흡인력이 발생한다.
또한, 주 배관(13)으로부터 분기 배관(15)으로 분기하는 것에 즈음하여, 도시대로 복수의 접속구를 가지는 관상(管狀)의 매니폴드(manifold, 14)를 이용하여도 무방하다. 주 배관(13) 및 각 분기 배관(15)의 단부를 매니폴드(14)에 접속하는 것에 의하여, 간단하게 배관을 분기할 수 있다.
차압 댐퍼(20)는, 주 배관(13)의 도중에 설치되어 있고, 주 배관(13)의 내부와 외기와의 차압을 소정의 값으로 보지한다.
본 실시예에 있어서의 차압 댐퍼(20)의 구성을 도 3에 도시한다.
차압 댐퍼(20)는, 매니폴드(21), 밸브(22) 및 축(23)을 가지고 있고, 매니폴드(21) 내에 설치된 밸브(22)가 축(23)을 중심으로 회전하여, 매니폴드(21)의 개구에 대한 밸브(22)의 개도가 변화하는 것에 의하여, 주 배관(13)의 내부와 외기와의 차압을 소정의 값으로 보지하는 동작을 취한다.
매니폴드(21)는, 편단(片端)이 닫히고, 편단이 개구로 되어 있는 관이며, 관벽의 2개소에 접속구(27)가 관벽을 관통하여 설치되고, 각각의 접속구(27)에서 주 배관(13)이 접속되어 있다. 이것에 의하여, 주 배관(13)의 경로의 도중에 매니폴드(21)가 있고, 매니폴드(21)의 개구에서 외기와 연통하는 형태를 취한다. 또한, 매니폴드(21)는, 후술의 축(23)을 통하기 위한 구멍이 관벽을 관통하여 설치되어 있다.
밸브(22)는 매니폴드(21)의 개구의 형상과 동등하거나, 혹은 약간 작은 형상을 가진 평판이다.
축(23)은 원기둥형의 봉이며, 수평 방향으로, 매니폴드(21)를 관통하여 설치되어 있다. 여기서, 매니폴드(21)의 개구 내에 밸브(22)가 들어간 상태로 축(23)에 밸브(22)를 고정하는 것에 의하여, 주 배관(13)이 외기와 연통하는 경로를 밸브(22)가 차단하는 형태를 취한다.
여기서, 축(23)이 자신의 중심축을 중심으로 하여 회전 동작하는 것에 의하여, 밸브(22)도 회전한다. 이것에 의하여, 매니폴드(21)의 개구에 대한 밸브(22)의 개도가 변화하고, 주 배관(13)이 외기와 연통하는 경로의 차단량이 변화한다. 덧붙여, 축(23)이 흔들리지 않고 회전하도록, 축(23)의 직경에 따른 베어링(28)을 매니폴드(21)에 취부하고, 이 베어링(28)과 매니폴드(21)의 관통 구멍을 축(23)이 통과하도록 하면 된다.
또한, 밸브(22)는, 자신의 중심보다도 상방의 위치에서 축(23)에 고정되어 있다. 이것에 의하여, 밸브(22)가 외력을 받지 않는 상태인 경우에 넘어지는 일 없이, 밸브(22)의 자중(自重)에 의하여, 예를 들어 연직인 자세로 안정되게 정지한다.
또한, 축(23)에는, 축(23)과 직교하도록 축(29)이 취부되어 있고, 축(29)에는 추(24)가 취부되어 있다. 이것에 의하여, 추(24) 및 축(29)에 의한 모멘트가 축(23)에 더하여진다.
여기서, 축(29)을 따라 추(24)의 위치를 변경하는 것, 즉, 추(24)와 축(23)과의 거리를 변경하는 것에 의하여, 추(24)를 갈아 끼우는 것 없이 축(23)에 부여하는 모멘트의 조절이 가능하다.
또한, 매니폴드(21)에는, 밸브(22)와 간섭하는 위치에 스토퍼(25)가 설치되어 있고, 밸브(22)가 취할 수 있는 개도의 범위가 제한되어 있다.
또한, 축(23)에는, 축(23)의 회전 운동에 대한 저항으로 될 수 있는 저항 수단(26)이 취부되어 있다. 이 저항 수단(26)은, 축(23)의 회전 속도를 억제할 수 있는 것이며, 오일의 점성 저항에 의하여 회전 운동에 제동력을 부여하는 로터리 댐퍼(rotary damper), 고무의 접동(摺動, 접촉하여 미끄러져 움직임) 저항에 의하여 회전 운동에 제동력을 주는 프릭션 댐퍼(friction damper) 등을 들 수 있다.
다음으로, 본 실시예에 있어서의 차압 댐퍼(20)의 동작에 관하여 도 3의 화살표 방향으로부터 보여지는 도면을 이용하여 설명한다.
흡인력 공급 수단(30)이 동작하여 주 배관(13)의 내부와 외기와의 사이에 차압이 생긴 경우, 기압이 높은 쪽으로부터 낮은 쪽으로 밸브(22)를 누르는 외력, 즉, 외기 측으로부터 주 배관(13) 측으로 밸브(22)를 누르는 외력이 밸브(22)에 가하여진다(도 3 화살표 방향으로부터 보여지는 도면 중의 (a)의 화살표 참조).
이 외력이, 밸브(22)가 중력에 의하여 원래의 자세로 되돌아오려고 하는 힘보다도 큰 경우, 그 외력에 의하여 밸브(22)는 작동되어 회전하여, 매니폴드(21)의 개구에 대하여 열린 상태로 된다(도 3 화살표 방향으로부터 보여지는 도면 중의 (b)의 화살표 참조). 그 때문에, 주 배관(13)의 내부와 외기가 리크하여 외기가 주 배관(13)으로 흘러들고(도 3 화살표 방향으로부터 보여지는 도면 중의 (c)의 화살표 참조), 주 배관(13)의 내부와 외기와의 사이의 차압이 작아지기 때문에, 밸브(22)에 가하여지는 외력은 작아진다. 또한, 밸브(22)의 개도가 커지는 만큼, 리크량은 커진다.
이 리크에 의하여 밸브(22)에 가하여지는 외력이 밸브(22)가 원래의 자세로 되돌아오려고 하는 힘보다도 작아지면, 밸브(22)는 닫히는 방향으로 움직인다. 이 때, 밸브(22)가 완전히 닫힐 때까지 밸브(22)에 가하여지는 외력과 밸브(22)가 원래의 자세로 되돌아오려고 하는 힘이 균형이 잡히는 밸브(22)의 개도가 존재하면, 밸브(22)는 그 개도로 정지한다. 이 때의 주 배관(13) 내의 압력이, 부상 스테이지(2)의 흡인구(12)에 있어서의 흡인력과 동일해진다.
여기서, 밸브(22)가 원래의 자세로 되돌아오려고 하는 힘은, 밸브(22)의 자중에 의한 힘과 추(24) 및 축(29)이 축(23)에 부여하는 모멘트에 의한 것의 합으로 구하여지고, 전술의 추(24)에 의하여 조절이 가능하다. 따라서, 이 추(24)의 조절에 의하여, 흡인력 공급 수단(30)이 동작하고 있는 상태에 있어서의 밸브(22)의 개도를 조절할 수 있다.
이 때, 외력에 대하여 밸브(22)가 원래의 자세로 되돌아오려고 하는 힘이 너무 크면, 밸브(22)에 어느 정도의 외력이 가하여질 때까지 밸브가 완전히 닫힌 상태로 되어, 작은 차압의 변화가 생겨도 밸브가 열리지 않을 우려가 있다. 한편, 밸브(22)가 원래의 자세로 되돌아오려고 하는 힘이 너무 작으면, 밸브(22)가 열린 상태로 균형이 잡혀 정지하지만, 차압의 변화에 의한 밸브(22)의 개도의 변화의 정도가 커져, 조금의 차압의 변화로 밸브(22)가 너무 열려 매니폴드(21)와 간섭할 우려가 있다.
그래서, 밸브(22)가 외력과 균형이 잡혀 정지하고 있는 경우에, 예를 들어 10도 이하 등, 밸브(22)가 약간 열려 있는 상태이면, 그것으로부터 작은 차압의 변화가 생겨도 밸브(22)의 개도가 변화하고, 또한 밸브(22)의 개도의 변화의 정도를 작게 할 수 있다. 따라서, 부상 스테이지(2) 상에 기판(W)이 없는 조건으로 흡인력 공급 수단(30)을 동작시켜 흡인구(12)에서 적절한 흡인력이 얻어지고 있을 때에, 밸브(22)가 이와 같이 약간 열린 상태로 되도록, 흡인력 공급 수단(30)의 출력, 밸브(22)의 중량 및 추(24)의 수와 위치를 조절하는 것이 바람직하다.
다음으로, 흡인력 공급 수단(30)이 동작하여, 이미 밸브(22)를 사이에 둔 내외에 차압이 생기고 있는 상태에 있어서, 부상 스테이지(2) 상을 기판(W)이 통과할 때와 같이, 그 차압이 잠시 동안만 증가한 경우, 그 증가에 수반하여 밸브(22)에 가하여지는 외력이 커지기 때문에, 그 외력에 의하여 즉시 밸브(22)의 개도가 커진다. 그 때문에 리크량이 늘어나, 외기가 주 배관(13)으로 들어가 차압이 작아진다. 이와 같이, 차압의 변화를 상쇄하는 동작이 행하여져 원래의 차압으로 되돌아오는 것에 의하여, 차압이 일정하게 유지된다.
반대로 그 차압이 잠시 동안만 감소한 경우, 그 감소에 수반하여 밸브(22)에 가하여지는 외력이 작아지기 때문에, 그 외력에 의하여 즉시 밸브(22)의 개도가 작아진다. 그 때문에 리크량이 줄어, 차압이 커져도 원래의 차압으로 되돌아와, 차압이 일정하게 유지된다.
이 일련의 동작은, 밸브(22)를 사이에 둔 내외의 차압의 변화가 직접적으로 밸브(22)의 개도에 영향을 미치기 때문에, 예를 들어 주 배관(13)의 내부의 압력을 압력계로 측정하고, 그 값에 따라 밸브(22)의 개도를 변화시킨다는 것과 같이 제어를 통하여 전기적으로 밸브(22)의 개도를 조절하는 기구였던 경우와 비교하여, 밸브(22)가 신속하게 동작하는 것이 가능하고, 밸브(22)를 사이에 둔 내외의 차압이 단시간에 변동하는 경우는, 제어로 밸브(22)를 조절하는 것보다도 안정된 차압의 유지가 가능해진다.
여기서, 기판(W)이 부상 스테이지(2) 상을 고속으로 통과할 때와 같이, 밸브(22)를 사이에 둔 내외의 차압의 변화가 급격한 경우, 차압의 변화가 느린 경우에 비하여 밸브(22)에 순간적으로 가하여지는 외력이 커지기 때문에, 밸브(22)가 힘차게 너무 열릴 우려가 있다. 이 때, 밸브(22)는 본래 그 차압의 변화량에서 도달할 수 있는 밸브(22)의 개도를 넘어 버린다(오버 슈트한다). 이와 같이 상정한 개도를 넘으면, 이번은 차압이 너무 작아지기 때문에, 그것에 의하여 밸브(22)가 힘차게 닫혀, 또한 오버 슈트를 일으킬 우려가 있다.
이와 같이 오버 슈트가 발생하면, 주 배관(13)의 내부의 압력이 불안정하게 되기 때문에, 부상 스테이지(2)의 흡인구(12)에 있어서의 흡인력이 불안정하게 되어, 기판(W)의 부상 높이를 일정하게 유지할 수 없게 된다.
그래서, 본 실시예에서는, 이 오버 슈트의 동작을 막기 위하여, 스토퍼(25)가 설치되어 있다. 즉, 기판(W)의 반송 동작에 있어서 취할 수 있는 상기 차압의 변화량에 따른 밸브(22)의 개도의 범위 내에서 밸브(22)의 개도가 변화할 수 있도록, 스토퍼(25)의 위치를 설정하여, 그 범위를 넘은 밸브(22)의 동작을 저지하면 된다.
또한, 오버 슈트의 동작을 막기 위해서는, 밸브(22)의 동작 속도를 억제하는 것도 유효하다. 그래서, 본 실시예에서는, 밸브(22)의 동작 속도, 즉 축(23)의 회전 속도를 억제하기 위하여, 저항 수단(26)이 축(23)에 취부되어 있다.
또한, 이 저항 수단(26)이 설치되어 적당한 저항력이 축(23)의 회전 동작에 부여되고 있는 것에 의하여, 주 배관(13) 내와 외기와의 차압의 미소한 변화에 밸브(22)가 과잉으로 반응하여 동작하는 것도 막을 수도 있다. 그 결과, 흡인력 공급 수단(30)의 동작 중, 밸브(22)가 미진동하는 것을 막는 것이 가능하다.
도 4에, 본 실시예와 같이 흡인의 배관에 차압 댐퍼를 설치한 경우에 있어서의 흡인력의 변화를 나타내는 그래프를 도시한다.
차압 댐퍼(20)가 설치되지 않았던 경우는, 전술대로, 기판(W)의 반송이 진행되어 부상 스테이지(2)의 흡인구(12)를 차폐하는 수가 증가하여, 흡인구(12)에 있어서의 리크가 적어지는 것에 따라, 도 4의 원형 플롯이 나타내는 대로 기판(W)을 흡인하고 있는 흡인구(12)의 흡인력이 커지고 있었다. 그것에 대하여, 차압 댐퍼(20)가 설치된 경우는, 차압 댐퍼(20)의 밸브(22)의 개도가 변화하여 주 배관(13) 내와 외기와의 차압을 소정의 값으로 보지하는 동작을 하기 위하여, 도 4의 능형(菱形) 플롯이 나타내는 대로, 차폐되는 흡인구(12)의 수가 증가하여도 소정의 흡인력을 보지하는 것이 가능하다.
또한, 기판(W)의 반송 속도가 빠르고, 기판(W)이 흡인구(12)를 차폐하는 상황의 변화가 급격한 경우, 즉 주 배관(13) 내와 외기와의 차압의 변화가 급격했던 경우여도, 스토퍼(25) 및 저항 수단(26)에 의하여 오버 슈트하는 것 없이 안정되게 소정의 흡인력을 보지하는 것이 가능하고, 제어에 의한 밸브(22)의 개도 조절의 경우보다도 양호하게 소정의 흡인력을 보지할 수 있다.
다음으로, 차압 댐퍼를 부상 스테이지(2)의 분출구(11) 측의 배관에 적용한 형태를 도 5에 도시한다.
기체 공급 수단(31)은 블로워 등이며, 외부로부터 받아들인 압축 공기, 질소 등의 기체를 일정한 출력으로 하류에 공급한다.
기체 공급 수단(31)은 주 배관(33)과 접속되어 있고, 주 배관(33)의 반대단에서는 배관은 복수의 분기 배관(35)으로 분기되며, 이러한 분기 배관(35)은 각 분출구(11)와 접속되어 있다. 덧붙여, 도 5에 도시하는 대로, 매니폴드(34)를 이용하여 주 배관(33)으로부터 각 분기 배관(35)으로의 분기를 구성하여도 무방하다.
이와 같이, 배관을 이용하여 기체 공급 수단(31)과 각 분출구(11)를 연통시켜, 기체 공급 수단(31)을 동작시키는 것에 의하여, 각 분출구(11)에 있어서 기체가 분출된다.
차압 댐퍼(40)의 상세한 구성을 도 6에 도시한다.
차압 댐퍼(40)는 주 배관(33)의 도중에 설치되어 있고, 전술의 흡인구(12) 측의 배관에 설치한 경우의 구성과 마찬가지로, 매니폴드(41), 밸브(42), 축(43)을 가지며, 주 배관(33)의 내부와 외기와의 차압을 소정의 값으로 보지한다. 또한, 전술의 차압 댐퍼(20)와 마찬가지로, 밸브(42)의 개도를 조절하기 위한 추(44)와, 밸브(42)의 오버 슈트를 막기 위한 스토퍼(45) 및 저항 수단(46)을 가지고 있다.
덧붙여, 추(44)의 취부 위치는, 밸브(42)가 외기 측으로 열리는 것을 상정하여, 흡인 배관에 차압 댐퍼(20)를 설치하는 경우와 비교하여, 밸브(42)를 사이에 두고 반대 측의 위치로 하고 있다.
다음으로, 이 때의 차압 댐퍼(40)의 동작에 관하여, 도 6의 화살표 방향으로부터 보여지는 도면을 이용하여 설명한다.
부상 스테이지(2) 상에 기판(W)이 반송되어, 분출구(11) 상에 기판(W)이 존재하면, 분출구(11) 상방의 기체의 흐름이 기판(W)에 저해되기 때문에, 각 분출구(11)에 있어서의 기압(분출력)은 높아지는 경향이 있다.
그 때, 주 배관(33) 내의 기압이 높아져 외기와의 차압이 커지기 때문에, 주 배관(33) 측으로부터 외기 측으로 밸브(42)를 누르는 외력이 밸브(42)에 가하여져(도 6 화살표 방향으로부터 보여지는 도면 중의 (a)의 화살표 참조), 밸브(42)는 외기 측으로 열린다(도 6 화살표 방향으로부터 보여지는 도면 중의 (b)의 화살표 참조). 이 동작에 의하여, 주 배관(33) 내의 기체가 외기 측으로 흐르게 되어(도 6 화살표 방향으로부터 보여지는 도면 중의 (c)의 화살표 참조), 차압의 변화가 상쇄되기 때문에, 소정의 차압을 보지할 수 있다.
따라서, 도 7에 도시하는 바와 같이 각 분출구(11)에 있어서의 분출력을 일정하게 유지하는 것이 가능하고, 부상 높이가 안정된 기판(W)의 부상 반송이 가능하다.
또한, 이 차압 댐퍼(40)는, 도 8에 도시하는 바와 같은, 흡인구(12)가 없고, 분출구(11)만을 가지는 부상 스테이지(2)에도 적용 가능하고, 이 경우도, 상기대로, 부상 높이가 안정된 기판(W)의 부상 반송이 가능하다.
또한, 도 2에서 도시한 바와 같은, 흡인 배관에 차압 댐퍼(20)를 설치한 구성과, 도 5에서 도시한 바와 같은, 분출 배관에 차압 댐퍼(40)를 설치한 구성을 조합하여, 도 9에 도시하는 바와 같은 부상 스테이지(2)를 구성하여도 무방하다.
이상 설명한 부상 반송 장치에 의하여, 기판의 반송에 수반하는 부상 환경의 변화에 신속하게 응답하여, 기판을 일정한 부상 높이로 반송하는 것이 가능하다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이 본 실시예에서는 복수매의 부상판(10)을 배열하고 있지만, 전술대로, 도 10에 도시하는 바와 같이 1매의 부상판(10)으로 부상 스테이지(2)를 형성하여도 무방하다. 또한, 이 경우도, 전술과 같이 차압 댐퍼를 분출구(11) 측만, 혹은 흡인구(12) 측 및 분출구(11) 측의 양방(兩方)에 설치하여도 무방하다. 또한, 흡인구(12)가 없고, 분출구(11)만을 부상판(10)이 가지며, 분출 배관에 차압 댐퍼가 설치되어도 무방하다.
또한, 전술의 설명에서는, 차압 댐퍼(20)는 도 3에 도시한 바와 같이 밸브(22)가 축(23)을 중심으로 회전하여 개도가 변화하는 구성이었지만, 도 11이 도시하는 바와 같이, 수직 방향으로 경사를 가지는 축(23)을 설치하고, 그 축(23)을 따라 밸브(22)가 경사 방향으로 동작하여 개도가 변화하는 것에 의하여, 주 배관(13) 내와 외기와의 차압을 소정의 값으로 보지하는 구성이어도 무방하다.
또한, 전술의 설명에서는, 차압 댐퍼(20)는 1개만 가지는 구성을 취하고 있지만, 밸브(22)가 열린 상태에서 충분한 흡인력 혹은 분출력을 확보하기 위하여, 또는, 장치 내의 배관의 취급 상황 등의 요인에 의하여, 예를 들어 도 12(a) 및 도 12(b)와 같이 복수의 차압 댐퍼(20)를 가지는 구성이어도 무방하다. 이 때, 기판(W)을 안정되게 반송하기 위하여, 각 차압 댐퍼(20)가 통하는 주 배관(13)의 압력이 동등하게 되는 것이 바람직하다.
1 : 부상 반송 장치 2 : 부상 스테이지
3 : 반송 수단 10 : 부상판
11 : 분출구 12 : 흡인구
13 : 주 배관 14 : 매니폴드
15 : 분기 배관 20 : 차압 댐퍼
21 : 매니폴드 22 : 밸브
23 : 축 24 : 추
25 : 스토퍼 26 : 저항 수단
27 : 접속구 28 : 베어링
29 : 축 30 : 흡인력 공급 수단
31 : 기체 공급 수단 33 : 주 배관
34 : 매니폴드 35 : 분기 배관
40 : 차압 댐퍼 41 : 매니폴드
42 : 밸브 43 : 축
44 : 추 45 : 스토퍼
46 : 저항 수단 80 : 도포 장치
81 : 반송 장치 82 : 도포부
91 : 부상 반송 장치 92 : 분출구
93 : 흡인구 94 : 흡인력 공급 수단
W : 기판

Claims (4)

  1. 기판을 부상(浮上)시켜 반송(搬送)하는 부상 반송 장치이고,
    기체를 분출하는 분출구와 기체를 흡인하는 흡인구가 기판이 반송되는 방향으로 복수개씩 배열된 표면을 가지고, 기체의 분출 및 흡인에 의하여 기판을 소정의 높이로 부상시키는 부상 스테이지와,
    상기 흡인구에 흡인력을 공급하는 흡인력 공급 수단과,
    상기 흡인력 공급 수단과 연통(連通)하는 주 배관과,
    상기 주 배관과 연통하고, 각각의 상기 흡인구와 연통하는 분기 배관과,
    상기 주 배관의 도중에 설치된 차압 댐퍼(damper)
    를 구비하고,
    상기 차압 댐퍼는, 상기 주 배관 내와 외기(外氣)를 연통하는 경로 및 당해 경로를 차단하는 밸브를 가지고, 상기 밸브는, 상기 주 배관 내와 외기와의 차압이 당해 밸브에 미치는 외력에 의하여 개폐하는 동작을 취하며, 상기 차압의 변화에 따라 상기 밸브가 동작하여 개도(開度)가 변화하는 것에 의하여, 소정의 상기 차압을 보지(保持)하는 것을 특징으로 하는, 부상 반송 장치.
  2. 기판을 부상시켜 반송하는 부상 반송 장치이고,
    기체를 분출하는 분출구가 기판이 반송되는 방향으로 복수개 배열된 표면을 가지고, 기체의 분출에 의하여 기판을 소정의 높이로 부상시키는 부상 스테이지와,
    상기 분출구에 기체를 공급하는 기체 공급 수단과,
    상기 기체 공급 수단과 연통하는 주 배관과,
    상기 주 배관과 연통하고, 각각의 상기 분출구와 연통하는 분기 배관과,
    상기 주 배관의 도중에 설치된 차압 댐퍼
    를 구비하고,
    상기 차압 댐퍼는, 상기 주 배관 내와 외기를 연통하는 경로 및 당해 경로를 차단하는 밸브를 가지고, 상기 밸브는, 상기 주 배관 내와 외기와의 차압이 당해 밸브에 미치는 외력에 의하여 개폐하는 동작을 취하며, 상기 차압의 변화에 따라 상기 밸브가 동작하여 개도가 변화하는 것에 의하여, 소정의 상기 차압을 보지하는 것을 특징으로 하는, 부상 반송 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차압 댐퍼는, 상기 밸브의 동작 범위를 소정의 범위로 제한하는 스토퍼(stopper)를 가지는 것을 특징으로 하는, 부상 반송 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차압 댐퍼는, 상기 밸브의 동작에 대한 저항 수단을 가지고, 상기 밸브의 동작 속도를 억제하는 것을 특징으로 하는, 부상 반송 장치.
KR1020120113586A 2011-10-25 2012-10-12 부상 반송 장치 Ceased KR20130045175A (ko)

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JPJP-P-2011-233533 2011-10-25

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