KR101223037B1 - 기판 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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KR101223037B1
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processing liquid
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unit
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김철우
이성희
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세메스 주식회사
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work

Abstract

기판 처리 장치가 개시된다. 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 기판으로 제1처리액을 토출하는 잉크젯 노즐; 상기 기판으로 제1처리액과 상이한 제2처리액을 토출하는 코팅 노즐; 및 상기 기판 지지 유닛에 대하여 상기 잉크젯 노즐과 상기 코팅 노즐의 위치가 변경되도록 상기 잉크젯 노즐과 상기 코팅 노즐을 제1방향으로 직선이동시키는 갠트리 유닛을 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시 패널의 공정 처리를 수행하는 장치에 관한 것이다.
액정 표시 패널의 제조 공정은 글래스 기판 표면에 처리액을 공급 및 도포하는 도포 공정과, 처리액이 도포된 기판에 코팅층을 형성하는 코팅 공정을 포함한다. 도포 공정을 수행하는 장치로써, 잉크젯 인쇄 방식으로 기판 표면에 직접 처리액을 인쇄하는 장치가 사용된다.
도포 공정과 코팅 공정은 공정에 사용되는 장치는 서로 상이하여 독립된 별개의 챔버에서 공정이 수행되었다. 때문에, 도포 장치와 코팅 장치간에 기판을 이송하기 위한 이송 장치가 요구되었다. 이러한 장치는 전체 설비 면적을 증가시킬 뿐만 아니라, 기판 이송으로 인한 전체 공정 시간을 증가시키는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들은 전체 공정 시간을 단축시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 설비 전체 면적이 감소될 수 있는 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 하나의 장치에서 복수개의 처리액들을 도포할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛; 상기 기판으로 제1처리액을 토출하는 잉크젯 노즐; 상기 기판으로 제1처리액과 상이한 제2처리액을 토출하는 코팅 노즐; 및 상기 기판 지지 유닛에 대하여 상기 잉크젯 노즐과 상기 코팅 노즐의 위치가 변경되도록 상기 잉크젯 노즐과 상기 코팅 노즐을 제1방향으로 직선이동시키는 갠트리 유닛을 포함한다.
또한, 상기 갠트리 유닛은 상기 잉크젯 노즐을 지지하며, 상기 기판 지지 유닛의 상부를 가로질러 상기 기판 지지 유닛의 일측에서 타측으로 상기 제1방향으로 직선이동하는 제1갠트리; 및 상기 코팅 노즐을 지지하며, 상기 기판 지지 유닛의 상부를 가로질러 상기 기판 지지 유닛의 일측에서 타측으로 상기 제1방향으로 직선이동하는 제2갠트리를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1갠트리와 상기 제2갠트리는 상기 기판 지지 유닛의 양측에 서로 마주하여 상기 제1방향으로 배치된 한 쌍의 가이드 레일을 따라 직선이동할 수 있다.
또한, 상기 코팅 노즐은 그 길이가 상부에서 바라볼 때, 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 배치되고, 저면에는 상기 제2처리액을 토출하는 슬릿 홀이 상기 제2방향으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1갠트리에는 상기 잉크젯 노즐이 복수개 장착되고, 상기 잉크젯 노즐들은 상부에서 바라볼 때, 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 배열되고, 상기 제1갠트리에 대한 상기 잉크젯 노즐들의 상대 위치가 변경되도록 상기 잉크젯 노즐들을 상기 제2방향으로 직선이동시키는 잉크젯 노즐 이동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 잉크젯 노즐들은 복수개가 상기 제2방향으로 배열되어 하나의 열을 형성하고, 상기 잉크젯 노즐들의 열은 적어도 2개 이상 제공될 수 있다.
또한, 상기 갠트리 유닛은 상부에서 바라볼 때, 상기 제1방향에 수직한 제2방향에 대해 상기 제1갠트리의 길이방향이 소정 각도 경사지게 배치되도록 상기 제1갠트리를 회전시키는 갠트리 구동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 갠트리 구동부는 상기 제1갠트리의 일단을 회전 중심으로 상기 제1갠트리의 타단을 회전시킬 수 있다.
또한, 상기 갠트리 유닛은 상기 잉크젯 노즐과 상기 코팅 노즐을 지지하고, 상기 기판 지지 유닛의 상부를 가로질러 상기 기판 지지 유닛의 일측에서 타측으로 상기 제1방향으로 직선이동하는 갠트리를 포함할 수 있다.
또한, 상기 코팅 노즐은 그 길이 방향이 상부에서 바라볼 때, 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 배치되고, 저면에는 상기 제2처리액을 토출하는 슬릿 홀이 상기 제2방향으로 형성되고, 상기 잉크젯 노즐은 상기 제1방향을 따라 상기 코팅 노즐의 전방과 후방에 각각 위치되고, 복수개가 상기 제2방향으로 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 기판 지지 유닛의 상부를 잉크젯 노즐들이 제1방향으로 직선이동하며 제1처리액을 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판으로 토출하는 제1처리액 토출 단계; 및 상기 기판 지지 유닛의 상부를 코팅 노즐이 제1방향으로 직선이동하며 상기 제1처리액과 상이한 제2처리액을 상기 기판으로 토출하는 제2처리액 토출 단계를 포함하되, 상기 제1처리액 토출 단계와 상기 제2처리액 토출 단계는 순차적이고, 연속적으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 잉크젯 노즐은 상기 제1방향으로 직선이동가능한 제1갠트리에 지지되어 이동하고, 상기 코팅 노즐은 상기 제1갠트리와 나란하게 배치되며, 상기 제1방향으로 직선이동가능한 제2갠트리에 지지되어 이동할 수 있다.
또한, 상기 잉크젯 노즐은 상부에서 바라볼 때, 상기 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 복수개가 일렬 배열되고, 인접한 상기 잉크젯 노즐들의 사이 간격이 고정되며, 상기 제1갠트리는 소정 각도 회전되어 상기 제2방향으로 상기 잉크젯 노즐들의 사이 간격을 변경시킬 수 있다.
또한, 상기 잉크젯 노즐과 상기 코팅 노즐은 상기 제1방향으로 직선이동가능한 갠트리에 지지되어 이동하며, 상기 잉크젯 노즐은 상기 제1방향으로 상기 코팅 노즐의 전방과 후방 중 적어도 어느 하나에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 장치들간에 기판 이송이 요구되지 않으므로, 전체 공정 시간이 단축될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 하나의 장치에서 복수 공정이 수행가능하므로, 설비 면적이 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1의 제1구동부를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 제2구동부를 나타내는 도면이다.
도 5는 제1갠트리가 회전하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 제1갠트리의 회전에 따른 잉크젯 노즐들의 위치를 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 9는 제1처리액 토출 단계를 나타내는 도면이다.
도 10은 제2처리액 토출 단계를 나타내는 도면이다.
도 11은 제2처리액이 기판으로 토출되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 12의 기판 처리 장치를 나타내는 평면도이다.
도 14는 도 12의 갠트리와 처리액 공급부를 나타내는 정면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 사시도이다.
도 16은 도 15의 장치를 이용하여 처리액을 토출하는 과정을 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 처리 장치 및 방법을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 기판 처리 장치를 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 기판(S)에 처리액들을 도포한다. 기판 처리 장치(10)는 기판 지지 유닛(100), 갠트리 유닛(200), 제1처리액 공급 유닛(300), 제2처리액 공급 유닛(400), 비전 검사 유닛(500), 그리고 노즐 세정 유닛(600)을 포함한다. 기판 지지 유닛(100)은 기판(S)을 지지하고, 갠트리 유닛(200)은 제1처리액 공급 유닛(300)의 잉크젯 노즐(310)과 제2처리액 공급 유닛(400)의 코팅 노즐(410)을 직선이동시킨다. 제1처리액 공급 유닛(300)은 기판(S)으로 제1처리액을 공급하고, 제2처리액 공급 유닛(400)은 제2처리액을 공급한다. 비전 검사 유닛(500)은 잉크젯 노즐(310)과 코팅 노즐(410)의 이상 유무를 검사하고, 노즐 세정 유닛(600)은 잉크젯 노즐(310)과 코팅 노즐(410)을 세정한다. 이하, 각 구성에 대해 상세하게 설명한다.
기판 지지 유닛(100)은 베이스(B)의 상면에 배치된다. 베이스(B)는 일정 두께를 가지는 직육면체 블럭으로 제공될 수 있다. 기판 지지 유닛(100)은 지지부재(110), 회전 구동 부재(미도시), 그리고 직선 구동 부재(120)를 포함한다.
지지부재(110)는 기판(S)을 지지한다. 지지부재(110)는 직사각 형상의 판으로 제공되며, 상면에는 기판(S)이 놓인다. 지지부재(110)는 기판(S)보다 큰 면적을 가진다. 지지부재(110)의 하부에는 회전 구동 부재(미도시)가 위치될 수 있다. 회전 구동 부재는 지지 부재(110)를 회전시킨다. 기판(S)은 지지 부재(110)와 함께 회전될 수 있다.
직선 구동 부재(120)는 지지 부재(110)와 회전 구동 부재를 레일(130)을 따라 직선 이동시킨다. 이하, 지지 부재(110)가 직선이동되는 방향을 제1방향(X)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(X)에 수직한 방향을 제2방향(Y)이라 한다. 그리고, 제1 및 제2방향(X, Y)에 수직한 방향을 제3방향(Z)이라 한다. 레일(130)은 베이스(B)의 중심영역에 제1방향(X)을 따라 배치된다.
갠트리 유닛(200)은 기판 지지 유닛(100)에 대하여 잉크젯 노즐(310)과 코팅 노즐(410)의 위치가 변경되도록 잉크젯 노즐(310)과 코팅 노즐(410)을 제1방향(X)으로 직선이동시킨다. 갠트리 유닛(200)은 제1갠트리(210), 제1갠트리 구동부(220), 제2갠트리(250), 그리고 제2갠트리 구동부(260)를 포함한다.
제1갠트리(210)는 지지 부재(110)의 이동 경로 상부에 배치한다. 제1갠트리(210)는 베이스(B)의 상면으로부터 상부로 소정 거리 이격하여 배치된다. 제1갠트리(210)는 그 길이방향이 제2방향(Y)과 나란하게 배치된다.
제1갠트리 구동부(220)는 제1갠트리(210)를 제1방향(X)을 직선 이동시킨다. 제1갠트리 구동부(220)는 지지 부재(110)의 상부를 가로질러 지지 부재(110)의 일측에서 타측으로 제1방향(X)으로 직선이동시킨다. 그리고, 제1갠트리 구동부(220)는 제1갠트리(210)가 제2방향(Y)에 대해 소정 각도 경사지게 배치되도록 제1갠트리(210)를 회전시킨다. 제1갠트리 구동부(220)는 제1갠트리(210)의 일단을 회전 중심으로 제1갠트리(210)를 회전시킬 수 있다. 또한, 제1갠트리 구동부(220)는 제1갠트리(210)의 중심을 축으로 제1갠트리(210)를 회전시킬 수 있다. 제1갠트리 구동부(220)는 제1구동부(230)과 제2구동부(240)를 포함한다. 제1구동부(230)는 제1갠트리(210)의 일단 하부에 제공되고, 제2구동부(240)는 제1갠트리(210)의 타단 하부에 제공된다.
도 3은 도 1의 제1구동부를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 제1구동부(230)는 제1슬라이더(231), 제1회전 지지 부재(232), 그리고 제1직선 구동 부재(234)를 포함한다.
제1슬라이더(231)는 제1갠트리(210)의 저면에 그 길이방향을 따라 형성된 홈(214)에 안내되어 직선 이동한다. 제1슬라이더(231)의 하단부에는 제1회전 지지 부재(232)가 결합한다. 제1회전 지지 부재(232)는 제1직선 구동 부재(234)에 대해 제1슬라이더(231)의 상대 회전이 가능하도록 제공된다. 제1회전 지지 부재(232)는 베어링을 포함한다.
제1회전 지지 부재(232)의 하단에는 제1직선 구동 부재(234)가 결합된다. 제1직선 구동 부재(234)는 제1회전 지지 부재(232)를 제1방향(X)으로 직선이동시킨다. 제1직선 구동 부재(234)는 슬라이더(235)와 가이드 레일(236)을 포함한다. 가이드 레일(236)은 베이스(B)의 일측에 제1방향(X)으로 배치된다. 가이드 레일(236)에는 슬라이더(235)가 이동 가능하게 결합된다. 슬라이더(235)의 상단에는 제1회전 지지 부재(232)가 결합한다. 슬라이더(235)에는 리니어 모터가 내장될 수 있다. 슬러이더(235)는 리니어 모터의 구동력에 의해 가이드 레일(236)을 따라 제1방향(X)으로 직선 이동할 수 있다.
도 4는 제2구동부를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 제2구동부(240)는 제1갠트리(210)가 제1방향(X)으로 직선 이동하는 경우, 제1갠트리(210)의 타단을 제1방향(X)으로 이동시킨다. 그리고, 제2구동부(240)는 제1갠트리(210)가 회전하는 경우, 제1갠트리(210)의 회전축으로 동작한다. 제2구동부(240)는 연결 부재(241), 제2회전 지지 부재(242), 그리고 제2직선 구동 부재(243)를 포함한다. 연결 부재(241)는 제1갠트리(210)의 타단 저면에 결합한다. 연결 부재(241)의 하단에는 제2회전 지지 부재(242)가 결합한다. 제2회전 지지 부재(242)는 제2직선 구동 부재(243)에 대해 연결 부재(241)의 상대 회전이 가능하도록 제공된다. 제2회전 지지 부재(242)는 베어링을 포함한다.
제2회전 지지 부재(242)의 하단에는 제2직선 구동 부재(243)가 결합한다. 제2직선 구동 부재(243)는 제2회전 지지 부재(242)를 제1방향(X)으로 직선 이동시킨다. 제2회전 지지 부재(242)의 직선 이동으로 연결부재(241)와 제1갠트리(210)는 함께 직선 이동한다.
제2직선 구동 부재(243)는 슬라이더(244)와 가이드 레일(245)을 포함한다. 가이드 레일(245)은 베이스(B)의 타측에 제1방향(X)으로 배치된다. 가이드 레일(245)은 제1직선 구동 부재(234)의 가이드 레일(236)과 나란하게 배치된다. 가이드 레일(245)에는 슬라이더(244)가 이동 가능하게 결합한다. 슬라이더(244)의 상단에는 제2회전 지지 부재(242)가 결합한다. 슬라이더(244)에는 리니어 모터가 내장될 수 있다. 슬라이더(244)는 리니어 모터의 구동력에 의해 가이드 레일(245)을 따라 제1방향(X)으로 직선 이동할 수 있다.
도 5는 제1갠트리가 회전하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1갠트리(210)는 그 길이방향이 제2방향(Y)에 대해 경사지도록 회전될 수 있고, 제1방향(X)으로 직선이동될 수 있다.
제1갠트리(210)가 회전하는 과정을 살펴보면, 제2직선 구동 부재(243)가 고정된 상태에서 제1직선 구동 부재(234)가 제1방향(X)으로 직선이동한다. 제1직선 구동 부재(234)의 이동에 따라 제1회전 지지 부재(232)가 제1방향(X)으로 직선 이동한다. 제1직선 구동 부재(234)와 슬라이더(231)의 상대 이동에 의해 제1회전 지지 부재(232)는 회전한다. 슬라이더(214)는 제1갠트리(210)의 가이드 홈(214)을 따라 제1갠트리(210)의 끝단 쪽으로 이동한다. 제1회전 지지 부재(232)는 제1갠트리(210)의 움직임을 따라 회전한다. 이러한 움직임에 의해, 제1갠트리(210)는 회전되어 제2방향(Y)에 대해 소정 각도 경사지게 배치될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제2갠트리(250)는 지지 부재(110)의 이동 경로 상부에 배치된다. 제2갠트리(250)는 제1갠트리(210)와 나란하게 배치될 수 있다.
제2갠트리 구동부(260)는 제2갠트리(250)를 제1방향(X)으로 직선이동시킨다. 제2갠트리 구동부(260)는 제2갠트리(250)의 양단 하단에 각각 제공된다. 제2갠트리 구동부(260)는 가이드 레일(236, 245)을 따라 제1방향(X)으로 직선이동한다.
제1처리액 공급유닛(300)은 기판(S)으로 제1처리액을 토출한다. 제1처리액 공급 유닛(300)은 잉크젯 노즐(310), 잉크젯 노즐 이동부(320), 그리고 제1처리액 공급부(330)를 포함한다.
잉크젯 노즐(310)은 제1갠트리(210)에 설치된다. 잉크넷 노즐(310)들은 복수개 제공된다. 잉크젯 노즐(310)들은 제1방향(X)으로 제1갠트리(210)의 전방면에, 또는 전방면 및 후방면 각각에 설치될 수 있다. 잉크젯 노즐(310)들은 제1갠트리(210)의 길이방향을 따라 이격하여 배치된다. 잉크젯 노즐(310)들의 사이 간격은 고정될 수 있다. 잉크젯 노즐(310)들은 제2방향(Y)을 따라 서로 상이한 직선상에 배치될 수 있다. 잉크젯 노즐(310)들은 지그재그 형상으로 배치될 수 있다. 잉크젯 노즐(310)들의 저면에는 토출구가 각각 형성된다. 토출구는 기판(S)으로 제1처리액을 토출한다. 토출구는 기판(S)에 형성된 패턴들 사이 공간으로 제1처리액을 토출한다. 잉크젯 노즐(310)들은 잉크젯 인쇄 방식으로 기판(S) 패턴들 사이 공간에 직접 제1처리액을 인쇄할 수 있다. 잉크젯 노즐(310)들은 제1갠트리(210)의 회전에 의해, 잉크젯 노즐(310)들의 제2방향(Y) 사이 간격이 조절될 수 있다. 제1갠트리(210)가 회전되어 제2방향(Y)에 대해 소정 각도 경사지게 배치될 경우, 도 6과 같이 잉크젯 노즐(310)들도 함께 회전되어 제2방향(Y)에 대해 경시지게 배치된다. 이러한 잉크젯 노즐(310)들의 배치는 잉크젯 노즐(310)들의 제2방향(Y) 사이 간격을 좁힌다. 예컨대, 제1갠트리(210)가 회전되기 전, 잉크젯 노즐(310a)들의 사이 간격(D1)이 l이라 할 경우, 제1갠트리(210)가 각도 θ만큼 회전되었을 때 잉크젯 노즐(310b)들의 제2방향(Y) 사이 간격(D2)은 l·cosθ로 나타난다. 제1갠트리(210)가 회전되는 각도 크기는 잉크젯 노즐(310)들의 사이 간격과 기판(S) 패턴 간격을 고려하여 결정된다. 이러한 잉크젯 노즐(310)들의 제2방향(Y) 간격 조절은 기판(S)의 패턴 간격 변경에 따라 잉크젯 노즐(310)들의 사이 간격을 개별적으로 조절해야 하는 불편을 해소할 수 있다.
잉크젯 노즐 이동부(320)는 잉크젯 노즐(310)들을 제2방향(Y)으로 이동시킨다. 잉크젯 노즐 이동부(320)는 잉크젯 노즐(310)들과 제1갠트리(210)를 연결하는 연결 블럭을 이동킬 수 있다. 잉크젯 노즐(310)들은 일체로 이동될 수 있다. 잉크젯 노즐(310)들은 제2방향(Y)으로 소정 거리 이동할 수 있다. 잉크젯 노즐(310)들은 제1방향(X)으로 제1처리액을 토출한 후, 제2방향(Y)으로 소정 거리 이동한다. 그리고, 제1방향(X)으로 제1처리액을 토출한다. 이러한 제1처리액 토출에 의해 기판(S)의 각 영역으로 제1처리액이 토출될 수 있다.
제1처리액 공급부(330)는 잉크젯 노즐(310)들 각각에 제1처리액을 공급한다. 제1처리액 공급부(330)는 제1갠트리(210)에 설치될 수 있다. 제1처리액 공급부(330)는 제1갠트리(210)의 상단에 설치될 수 있다. 제1처리액 공급부(330)는 제1처리액 저장부에서 공급되는 제1처리액을 복수 갈래로 분배하여 잉크젯 노즐(310)들 각각으로 공급한다. 이와 달리, 제1처리액 공급부(330)는 복수개의 제1처리액 저장부 각각으로부터 제1처리액을 제공받아 잉크젯 노즐(310)들 각각으로 공급할 수 있다. 제1처리액은 전기적 특성을 띄는 잉크를 포함한다. 잉크는 인가된 전류의 크기에 따라 그 형상이 변할 수 있다. 잉크는 인가된 전류의 크기에 따라 퍼짐 정도가 달라질 수 있다. 제1처리액은 낮은 친수성을 가질 수 있다. 제1처리액은 유성 잉크(oil ink)를 포함한다.
제2처리액 공급 유닛(400)은 기판(S)으로 제2처리액을 토출한다. 제2처리액 공급 유닛(400)은 코팅 노즐(410), 제2처리액 공급부(420), 코팅 노즐 제어부(430)를 포함한다.
코팅 노즐(410)은 제2갠트리(250)의 하부에 위치하며, 제2갠트리(250)에 장착된다. 코팅 노즐(410)은 그 길이방향이 제2방향(Y)과 나란하게 배치된다. 코팅 노즐(410)의 저면에는 토출구(411)가 형성된다. 토출구(411)는 슬릿 홀로 제공되며, 코팅 노즐(410)의 길이 방향을 따라 형성된다. 토출구(411)는 기판(S)의 제2방향(Y) 폭에 상응하거나 그보다 긴 길이로 제공될 수 있다. 토출구(411)는 제2처리액을 토출한다.
제2처리액 공급부(420)는 제2갠트리(250)에 설치된다. 제2처리액 공급부(420)는 제2갠트리(250)의 상단에 설치될 수 있다. 제2처리액 공급부(420)는 제2처리액 저장부에 저장된 제2처리액을 공급 라인을 통해 코팅 노즐(410)에 공급한다. 제2처리액은 제1처리액과 상이하다. 제2처리액은 제1처리액과 혼합되지 않는다. 제2처리액은 친수성이 높은 약액일 수 있다. 제2처리액은 물(water)을 포함한다.
코팅 노즐 제어부(430)는 제2갠트리(250)에 설치된다. 코팅 노즐 제어부(430)는 제2갠트리(250)의 전방면에 설치될 수 있다. 코팅 노즐 제어부(430)는 코팅 노즐(410)의 동작을 제어한다. 코팅 노즐 제어부(430)는 코팅 노즐(410)이 토출하는 제2처리액의 유량 및 토출 주기등을 제어할 수 있다.
비전 검사부(500)는 잉크젯 노즐(310)과 코팅 노즐(410)을 검사한다. 비전 검사부(500)는 제1방향(X)을 따라 베이스(B)의 후방부에 설치될 수 있다. 비전 검사부(500)는 카메라(510)와 카메라 이동부(520)를 포함한다. 카메라(510)는 노즐(310, 410)들의 토출구를 촬영한다. 촬영된 영상으로부터 노즐(310, 410) 토출구의 이상 유무를 확인할 수 있다. 카메라 이동부(520)는 제2방향(Y)으로 카메라(510)를 이동시킨다. 카메라 이동부(520)는 가이드 레일(521)과 구동기(미도시)를 포함한다. 가이드 레일(521)은 그 길이방향이 제2방향(Y)과 나란하게 배치된다. 구동기는 카메라(510)가 가이드 레일(521)을 따라 이동하도록 구동력을 제공한다. 카메라(510)는 가이드 레일(521)을 따라 이동하며 노즐(310, 410)들의 토출구를 연속적으로 촬영할 수 있다. 예컨대, 비전 검사부(500)의 상부에 코팅 노즐(410)이 위치하는 경우, 카메라(510)는 코팅 노즐(410)의 일단으로부터 타단으로 제2방향(Y)으로 이동하며 토출구(411)를 연속 촬영할 수 있다.
제1방향(X)으로 비전 검사부(500)의 후방에는 노즐 세정부(600)가 위치한다. 노즐 세정부(600)는 잉크젯 노즐(310)과 코팅 노즐(410)의 토출구를 세정한다. 노즐 세정부(600)는 하우징(610)과 롤러(620)를 포함한다. 하우징(610)은 상면이 개방된 공간이 내부에 형성되며, 내부에는 세정액이 저장된다. 롤러(620)는 하우징(610)의 내부에서 회전가능하도록 장착된다. 롤러(620)의 상단은 하우징(610)의 상단보다 높게 위치한다. 롤러(620)는 그 길이가 코팅 노즐(410)의 제2방향(Y) 폭에 대응하거나 그보다 크게 제공될 수 있다. 롤러(620)의 상단은 잉크젯 노즐(310)의 토출구와 코팅 노즐(410)의 토출구에 상응하는 높이에 위치될 수 있다. 또한, 롤러(620)는 높낮이 조절이 가능하도록 제공될 수 있다. 롤러(620)는 잉크젯 노즐(310)과 코팅 노즐(410)의 토출구에 접촉된 상태에서 회전한다. 롤러(620)는 잉크젯 노즐(310)과 코팅 노즐(410)의 토출구를 잔류하는 처리액 또는 이물질을 제거한다. 롤러(620) 표면에 묻은 처리액등은 하우징(610) 내의 세정액에 의해 세정된다.
이하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법을 설명한다.
기판 처리 방법은 제1처리액 토출 단계와 제2처리액 토출 단계를 포함한다. 제1처리액 토출 단계는 제1처리액을 기판(S)으로 토출하고, 제2처리액 토출 단계는 제1처리액이 토출된 기판(S)으로 제2처리액을 토출한다. 제1처리액 토출 단계와 제2처리액 토출단계는 순차적이고 연속적으로 수행된다.
도 7 내지 도 9는 제1처리액 토출 단계를 나타내는 도면이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 잉크젯 노즐(310)들의 제2방향(Y) 사이 간격이 기판(S)에 형성된 패턴(P)들의 사이 간격에 대응하도록 제1갠트리(210)가 회전한다. 제1갠트리(210)는 제1구동부(230)와 연결된 일단이 제1방향(X)으로 직선이동하고, 제2구동부(240)와 연결된 타단이 고정 위치한다. 이에 의해, 제1갠트리(210)는 타단을 중심으로 회전하며, 제2방향(Y)에 대해 소정 각도(θ) 경사지게 배치된다. 제1구동부(230)와 제2구동부(240)의 구동으로 제1갠트리(210)는 제1방향(X)으로 직선이동한다. 제1갠트리(210)는 지지부재(110)의 후방부에서 전방부로 직선이동한다. 잉크젯 노즐(310)은 기판(S) 상부를 통과하는 동안, 제1처리액(L1)을 기판(S)으로 토출한다. 도 8과 같이, 잉크젯 노즐(310)들 각각은 기판(S) 패턴(P) 사이 공간(A)으로 제1처리액(L1)을 토출한다. 잉크젯 노즐(310)들은 잉크젯 인쇄 회로 방식으로 제1처리액(L1)을 기판(S)에 인쇄할 수 있다.
지지부재(110)의 전방부로 이동한 제1갠트리(210)는 도 9와 같이, 제1방향을 따라 지지부재(110)의 후방부로 이동한다. 제1갠트리(210)가 이동하기 전, 잉크젯 노즐(310)들은 제1갠트리(210)의 길이방향을 따라 소정 거리 이동한다. 잉크젯 노즐(310)들은 제1처리액이 공급되지 않은 기판(S) 영역 상부로 이동한다. 잉크젯 노즐(310)들이 이동된 후, 제1갠트리(210)는 지지부재(110)의 후방부로 이동한다. 잉크젯 노즐(310)들은 기판(S) 상부를 통과하는 동안 제1처리액을 기판(S)으로 토출한다.
제1갠트리(210)가 지지부재(110)의 상부 영역을 가로질러, 지지부재(110)의 전방부와 후방부 사이 구간을 반복 이동하고, 잉크젯 노즐(310)들이 제1갠트리(210)의 길이방향을 따라 소정 거리 이동함으로써, 기판(S) 전체 영역에는 제1처리액이 토출될 수 있다. 제1처리액 토출이 완료된 후, 제1갠트리(210)는 베이스의 후방부로 이동하여 대기한다.
제1처리액 토출 단계가 완료되면 제2처리액 토출 단계가 순차적이고 연속적으로 진행된다.
도 10은 제2처리액 토출 단계를 나타내는 도면이다. 도 10을 참조하면, 제2갠트리(250)가 지지부재(100)의 전방부에서 후방부로 직선이동한다. 제2갠트리(250)가 기판(S) 상부를 통과하는 동안, 코팅 노즐(410)은 제1치리액이 도포된 기판(S)으로 제2처리액을 토출한다. 코팅 노즐(410)은 기판(S)의 제2방향(Y) 폭에 상응하는 토출구(411)를 가지므로, 도 11과 같이 1회의 토출로 기판(S) 전체 영역에 제2처리액(L2)을 토출할 수 있다. 제2갠트리(250)는 지지부재(110)의 후방부로 이동한 후, 다시 지지부재(110)의 전방부로 복귀한다. 제2갠트리(250)가 복귀하는 과정에서, 코팅 노즐(410)은 기판(S)으로 재차 제2처리액(L2)을 토출할 수 있다. 제2처리액(L2)은 제1처리액(L1)이 도포된 공간(A)으로 공급되며, 제1처리액(L1)을 도포한다. 제2처리액(L2)은 제1처리액(L1)이 공기 중에 노출되는 것을 차단한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 사시도이고, 도 13은 도 12의 기판 처리 장치를 나타내는 평면도이고, 도 14는 도 12의 갠트리와 처리액 공급부를 나타내는 정면도이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 기판 처리 장치는 기판 지지 유닛(100), 갠트리 유닛(200), 제1처리액 공급 유닛(300), 제2처리액 공급 유닛(400), 비전 검사 유닛(500), 그리고 노즐 세정 유닛(600)을 포함한다. 기판 지지 유닛(100), 비전 검사 유닛(500), 그리고 노즐 세정 유닛(600)은 도 1의 실시예와 동일한 구조로 제공된다.
갠트리 유닛(200)은 기판 지지 유닛(100)에 대하여 잉크젯 노즐(310)과 코팅 노즐(410)의 위치가 변경되도록 잉크젯 노즐(310)과 코팅 노즐(410)을 제1방향(X)으로 직선이동시킨다. 갠트리 유닛(200)은 갠트리(210), 갠트리 구동부(230, 240)를 포함한다.
도 1의 실시예와 달리, 갠트리 유닛(200)은 1개의 갠트리(210)를 포함한다. 갠트리(210)는 지지부재(110)의 이동 경로 상부에 배치된다. 갠트리(210)는 그 길이방향이 제2방향(Y)과 나란하게 배치된다.
갠트리 구동부(230, 240)는 갠트리(210)를 제1방향(X)으로 직선 이동시킨다. 갠트리 구동부(230, 240)는 제1방향(X)으로 지지 부재(110)의 상부를 가로질러 지지 부재(110)의 일측에서 타측으로 갠트리(210)를 이동시킨다. 그리고, 갠트리 구동부(230, 240)는 갠트리(210)가 제2방향(Y)에 대해 소정 각도 경사지게 배치되도록 제1갠트리(210)를 회전시킬 수 있다. 갠트리 구동부(230, 240)는 도 1의 실시예에서 설명한 제1갠트리 구동부(도 1의 230, 240)와 동일한 구조로 제공될 수 있다.
제1처리액 공급 유닛(300)과 제2처리액 공급 유닛(400)은 갠트리(210)에 설치된다. 제1처리액 공급 유닛(300)은 기판(S)으로 제1처리액을 공급한다. 제1처리액 공급 유닛(300)은 잉크젯 노즐(310), 잉크젯 노즐 이동부(320a, 320b), 그리고 제1처리액 공급부(330)을 포함한다.
잉크젯 노즐(310)은 갠트리(210)에 복수개 제공된다. 잉크젯 노즐(310)은 제1방향(X)을 따라 갠트리(210)의 전방부와 후방부에 각각 설치될 수 있다. 잉크젯 노즐(310a, 310b)들은 제2방향(Y)을 따라 일열 또는 복수열로 배열될 수 있다. 동일한 열에 배치된 잉크젯 노즐(310a, 310b)들은 제2방향(Y)을 따라 서로 이격하여 배치된다. 잉크젯 노즐(310)들의 저면에는 토출구가 각각 형성된다. 토출구는 제1처리액을 토출한다.
잉크젯 노즐 이동부(320a, 320b)는 잉크젯 노즐(310)들을 제2방향(Y)으로 이동시킨다. 잉크젯 노즐 이동부(320a, 320b)는 잉크젯 노즐(310)들을 일체로 이동시킨다.
제1처리액 공급부(330)는 갠트리(210)에 설치된다. 제1처리액 공급부(330)는 잉크젯 노즐(310)들 각각으로 제1처리액을 공급한다.
제2처리액 공급 유닛(400)은 기판(S)으로 제2처리액을 공급한다. 제2처리액 공급유닛(400)는 코팅 노즐(410), 제2처리액 공급부(420), 그리고 코팅 노즐 제어부(430)를 포함한다.
코팅 노즐(410)은 갠트리(210)의 하부에 위치하며, 갠트리(210)에 지지된다. 코팅 노즐(410)은 그 길이방향이 갠트리(210)의 길이방향과 나란하게 배치된다. 코팅 노즐(410)은 갠트리(21)의 전방부에 위치한 잉크젯 노즐(310a)들과 갠트리(210)의 후방부에 위치한 잉크젯 노즐(310b)들 사이 영역에 위치될 수 있다. 코팅 노즐(410)의 저면에는 토출구(411)가 형성된다. 토출구(411)는 기판(S)의 제2방향(Y) 폭에 상응하거나 그보다 긴 길이로 제공될 수 있다. 토출구(411)는 제2처리액을 토출한다.
제2처리액 공급부(420)는 갠트리(210)에 설치된다. 제2처리액 공급부(420)는 코팅 노즐(410)로 제2처리액을 공급한다.
코팅 노즐 제어부(430)는 갠트리(210)에 설치된다. 코팅 노즐 제어부(430)는 코팅 노즐(410)의 동작을 제어한다. 코팅 노즐 제어부(430)는 코팅 노즐(410)이 토출하는 제2처리액의 유량 및 토출 주기등을 제어할 수 있다.
상술한 기판 처리 장치에 의할 경우, 잉크젯 노즐(310)들과 코팅 노즐(410)은 1개의 갠트리(210)에 의해 이동한다. 갠트리(210)가 지지부재(110)의 상부 영역을 가로질러 지지부재(110)의 전방부에서 후방부로 반복 이동하면서, 잉크젯 노즐(310)들과 코팅 노즐(410)은 기판(S)으로 처리액을 토출한다. 잉크젯 노즐(310)들이 기판(S)의 전체 영역으로 제1처리액을 토출한 후, 순차적으로 코팅 노즐(410)이 제2처리액을 토출할 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다. 도 15를 참조하면, 도 13의 실시예와 달리, 코팅 노즐(410)은 제2방향(Y) 길이가 잉크젯 노즐(310)들이 제2방향(Y)으로 배열된 폭(W1)에 상응하는 크기로 제공된다. 코팅 노즐(410)에는 토출구(411)가 제2방향(Y)으로 형성된다. 토출구(411)는 잉크젯 노즐(310)들이 한번에 처리액을 토출할 수 있는 영역의 제2방향(Y) 너비에 상응하는 길이를 갖는다. 코팅 노즐(410)은 코팅 노즐 이동부(420)에 의하여, 갠트리(210)의 길이방향으로 이동할 수 있다. 코팅 노즐(410)은 잉크젯 노즐(310)들과 일체로 이동될 수 있다. 코팅 노즐 이동부(420)는 갠트리(210)에 설치될 수 있다.
갠트리(210)가 지지 부재(110)의 상부 영역을 이동하는 동안, 코팅 노즐(410)과 잉크젯 노즐(310)들은 도 16과 같이, 제1처리액(L1)과 제2처리액(L2)을 동시에 기판(S)으로 토출할 수 있다. 갠트리(210)가 지지 부재(110)의 후방부에서 전방부로 이동하는 동안, 갠트리(210)의 전방부에 위치한 잉크젯 노즐(310a)들이 기판(S)으로 제1처리액(L1)을 토출한다. 이와 반대로, 갠트리(210)가 지지 부재(110)의 전방부에서 후방부로 이동하는 동안, 갠트리(210)의 후방부에 위치한 잉크젯 노즐(310b)들이 기판(S)으로 제1처리액을 토출한다. 기판(S)에 형성된 패턴들 사이 공간에는 제1처리액(L1)이 도포된 후, 제2처리액(L2)이 도포된다. 코팅 노즐(410)과 잉크젯 노즐(310a, 310b)들은 제1방향(X)으로 처리액 토출을 완료한 후, 제2방향(Y)으로 소정 거리 이동하여 처리액들이 토출되지 않은 기판(S) 영역으로 제1 및 제2처리액을 순차적으로 토출한다.
도 16의 실시예에 의할 경우, 갠트리(210)의 1회 이동으로 제1 및 제2처리액(L1, L2) 토출이 가능하므로, 도 13의 실시예보다 갠트리(210)의 제1방향(X) 이동 횟수를 감소시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 기판 처리 장치 100: 기판 지지 유닛
200: 갠트리 유닛 300: 제1처리액 공급 유닛
400: 제2처리액 공급 유닛 500: 비전 검사 유닛
600: 노즐 세정 유닛

Claims (14)

  1. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛;
    상기 기판으로 제1처리액을 토출하는 잉크젯 노즐;
    상기 기판으로 제1처리액과 상이한 제2처리액을 토출하는 코팅 노즐; 및
    상기 기판 지지 유닛에 대하여 상기 잉크젯 노즐과 상기 코팅 노즐의 위치가 변경되도록 상기 잉크젯 노즐과 상기 코팅 노즐을 제1방향으로 직선이동시키는 갠트리 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 갠트리 유닛은
    상기 잉크젯 노즐을 지지하며, 상기 기판 지지 유닛의 상부를 가로질러 상기 기판 지지 유닛의 일측에서 타측으로 상기 제1방향으로 직선이동하는 제1갠트리; 및
    상기 코팅 노즐을 지지하며, 상기 기판 지지 유닛의 상부를 가로질러 상기 기판 지지 유닛의 일측에서 타측으로 상기 제1방향으로 직선이동하는 제2갠트리를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1갠트리와 상기 제2갠트리는 상기 기판 지지 유닛의 양측에 서로 마주하여 상기 제1방향으로 배치된 한 쌍의 가이드 레일을 따라 직선이동하는 기판 처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 코팅 노즐은 그 길이가 상부에서 바라볼 때, 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 배치되고, 저면에는 상기 제2처리액을 토출하는 슬릿 홀이 상기 제2방향으로 형성된 기판 처리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1갠트리에는 상기 잉크젯 노즐이 복수개 장착되고,
    상기 잉크젯 노즐들은 상부에서 바라볼 때, 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 배열되고,
    상기 제1갠트리에 대한 상기 잉크젯 노즐들의 상대 위치가 변경되도록 상기 잉크젯 노즐들을 상기 제2방향으로 직선이동시키는 잉크젯 노즐 이동부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 잉크젯 노즐들은 복수개가 상기 제2방향으로 배열되어 하나의 열을 형성하고,
    상기 잉크젯 노즐들의 열은 적어도 2개 이상 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 갠트리 유닛은
    상부에서 바라볼 때, 상기 제1방향에 수직한 제2방향에 대해 상기 제1갠트리의 길이방향이 소정 각도 경사지게 배치되도록 상기 제1갠트리를 회전시키는 갠트리 구동부를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 갠트리 구동부는
    상기 제1갠트리의 일단을 회전 중심으로 상기 제1갠트리의 타단을 회전시키는 기판 처리 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 갠트리 유닛은
    상기 잉크젯 노즐과 상기 코팅 노즐을 지지하고, 상기 기판 지지 유닛의 상부를 가로질러 상기 기판 지지 유닛의 일측에서 타측으로 상기 제1방향으로 직선이동하는 갠트리를 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 코팅 노즐은 그 길이 방향이 상부에서 바라볼 때, 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 배치되고, 저면에는 상기 제2처리액을 토출하는 슬릿 홀이 상기 제2방향으로 형성되고,
    상기 잉크젯 노즐은 상기 제1방향을 따라 상기 코팅 노즐의 전방과 후방에 각각 위치되고, 복수개가 상기 제2방향으로 배열되는 기판 처리 장치.
  11. 기판 지지 유닛의 상부를 잉크젯 노즐들이 제1방향으로 직선이동하며 제1처리액을 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판으로 토출하는 제1처리액 토출 단계; 및
    상기 기판 지지 유닛의 상부를 코팅 노즐이 제1방향으로 직선이동하며 상기 제1처리액과 상이한 제2처리액을 상기 기판으로 토출하는 제2처리액 토출 단계를 포함하되,
    상기 제1처리액 토출 단계와 상기 제2처리액 토출 단계는 순차적이고, 연속적으로 이루어지는 기판 처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 잉크젯 노즐은 상기 제1방향으로 직선이동가능한 제1갠트리에 지지되어 이동하고,
    상기 코팅 노즐은 상기 제1갠트리와 나란하게 배치되며, 상기 제1방향으로 직선이동가능한 제2갠트리에 지지되어 이동하는 기판 처리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 잉크젯 노즐은 상부에서 바라볼 때, 상기 제1방향에 수직한 제2방향을 따라 복수개가 일렬 배열되고, 인접한 상기 잉크젯 노즐들의 사이 간격이 고정되며,
    상기 제1갠트리는 소정 각도 회전되어 상기 제2방향으로 상기 잉크젯 노즐들의 사이 간격을 변경시키는 기판 처리 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 잉크젯 노즐과 상기 코팅 노즐은 상기 제1방향으로 직선이동가능한 갠트리에 지지되어 이동하며,
    상기 잉크젯 노즐은 상기 제1방향으로 상기 코팅 노즐의 전방과 후방 중 적어도 어느 하나에 위치하는 기판 처리 방법.
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