KR101339987B1 - 액적 질량편차 측정장치와 이의 액적 질량편차 측정방법과이를 이용하는 패턴형성 시스템 및 이를 이용하는 패턴형성시스템의 제어방법 - Google Patents

액적 질량편차 측정장치와 이의 액적 질량편차 측정방법과이를 이용하는 패턴형성 시스템 및 이를 이용하는 패턴형성시스템의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액적 질량편차 측정장치와 이의 액적 질량편차 측정방법과 이를 이용하는 패턴형성시스템 및 이를 이용하는 패턴형성시스템의 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들의 질량편차를 실시간으로 측정할 수 있으며 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들이 높은 정밀도를 요구하는 직경을 가지는 경우에도 질량편차를 측정할 수 있는 액적 질량편차 측정장치와 이의 질량편차 측정방법과 이를 이용하는 패턴형성시스템 및 이를 이용하는 패턴형성시스템의 제어방법을 제공함에 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 액적 질량편차 측정장치는 복수의 액적토출유닛 각각에서 토출되는 복수의 액적; 상기 복수의 액적에 상기 복수의 액적의 토출방향과 다른 방향의 이동력을 개별적으로 제공하는 액적 이동력 제공부; 상기 복수의 액적의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상들을 취득하는 토출액적위치감지부재; 상기 토출액적위치감지부재에서 취득된 상기 액적위치영상들을 이용하여 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 산출하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 측정하는 액적 질량편차 측정 제어부를 포함한다.
액적, 액적 질량편차 측정장치

Description

액적 질량편차 측정장치와 이의 액적 질량편차 측정방법과 이를 이용하는 패턴형성 시스템 및 이를 이용하는 패턴형성 시스템의 제어방법{Apparatus for measureing drop mass deviation and controlling method of thereof and pattern forming system using thereof and controlling method of pattern forming system using thereof}
본 발명은 액적 질량편차 측정장치와 이의 액적 질량편차 측정방법과 이를 이용하는 패턴형성 시스템 및 이를 이용하는 패턴형성 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들의 질량편차를 실시간으로 측정할 수 있으며 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들이 높은 정밀도를 요구하는 직경을 가지는 경우에도 질량편차를 측정할 수 있는 액적 질량편차 측정장치와 이의 액적 질량편차 측정방법과 이를 이용하는 패턴형성시스템 및 이를 이용하는 패턴형성시스템의 제어방법에 관한 것이다.
디스플레이 산업을 주도하는 액정표시장치의 컬러필터 또는 반도체 회로의 패턴을 형성하기 위한 패턴화 방법 및 장치로는 포토리소그라피(potolithography)방법과 포토리소그라피(potolithography)방법을 이용하는 패턴형성 시스템이 있다.
포토리소그라피방법은 공정재료의 도포, 노광, 현상 등의 세부단계를 포함하여 복잡하고, 긴 공정시간이 필요하게 되고, 포토레지스트 및 포토 마스크를 사용하는 데 소요되는 비용이 큰 단점이 있다.
최근에는 상기와 같은 단점을 가지는 포토리소그라피방법을 대체하기 위한 잉크젯 방법 및 잉크젯 방법을 이용하는 패턴형성 시스템이 대두되고 있다. 잉크젯 방법 및 잉크젯 방법을 이용하는 시스템은 복수의 액적토출유닛을 구비하는 액적토출장치를 이용하여 액정표시장치의 컬러필터 또는 반도체 회로의 패턴을 형성한다.
그런데, 전기적 및 기계적 요인에 의해 복수의 액적토출유닛에서 토출되는 액적들의 질량편차가 발생하는 경우, 반도체 회로의 패턴 또는 액정표시장치 컬러필터 패턴이 불균일하게 형성되는 문제점이 있다. 이에 따라, 복수의 액적토출유닛에서 토출되는 액적들의 질량편차 발생을 방지하기 하기 위해 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들의 질량편차를 측정하기 위한 장치 내지 방법이 요구된다.
이러한 요구에 대응하여 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들의 질량편차를 측정하는 방법으로 탄착 액적 분석방법과 액적 촬영 분석방법이 제시될 수 있다.
탄착 액적 분석방법은 액적을 종이 혹은 대상물에 탄착시킨 후에 대상물에 탄착된 액적의 결과물을 분석하여 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들의 질량편차를 측정한다. 액적 촬영 분석방법은 조명과 비전용 카메라 사이에 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들을 통과시켜 얻어지는 액적영상을 이용하여 액적의 직경을 측정하여 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들의 질량편차를 측정한다.
한편, 전술되는 탄착 액적 분석방법은 액적을 탄착 대상물에 탄착시키고, 이렇게 액적이 탄착된 대상물을 분석하여 액적의 질량편차를 측정한다. 이에 따라, 실시간으로 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들의 질량편차를 구하는 데에 용이하지 않아, 반도체 회로의 패턴 또는 액정표시장치 컬러필터 패턴을 형성하는 공정에 적용하는 데에 한계가 있다. 그리고 대상물에 탄착된 액적의 결과물이 흡수, 증발 등의 영향이 반영되어 탄착된 액적 결과물의 분석에 오차가 발생하는 문제점이 있다.
그리고 전술되는 액적 촬영분석방법은 액적이 촬영된 액적영상에서 액적의 직경을 직접 측정하여 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들의 질량편차를 구한다. 이에 따라, 액적의 직경이 높은 정밀도를 요구하는 직경인 경우, 액적의 직경을 측정하는 데에 오차의 한계가 있는 문제가 있다.
나아가서, 전술한 탄착 액적 분석방법 또는 액적 촬영분석방법을 이용하는 패턴 형성시스템 및 이의 제어방법은 패턴형성 공정시간이 길게 되며, 높은 정밀도를 요하는 패턴을 형성하는 데에 한계가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들의 질량편차를 실시간으로 측정할 수 있으며 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들이 높은 정밀도를 요구하는 직경을 가지는 경우에도 질량편차를 측정할 수 있는 액적 질량편차 측정장치와 이의 액적 질량편차 측정방법을 제공함에 있다.
또 다른 본 발명의 목적은 패턴형성 공정시간이 단축되도록 하며 높은 정밀도를 요하는 패턴을 형성할 수 있도록 하기 위해, 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들의 질량편차를 실시간으로 측정할 수 있으며 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들이 높은 정밀도를 요구하는 직경을 가지는 경우에도 질량편차를 측정할 수 있는 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템 및 이의 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액적 질량편차 측정장치는 복수의 액적토출유닛 각각에서 토출되는 복수의 액적; 상기 복수의 액적에 상기 복수의 액적의 토출방향과 다른 방향의 이동력을 개별적으로 제공하는 액적 이동력 제공부; 상기 복수의 액적의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상들을 취득하는 토출액적위치감지부재; 상기 토출액적위치감지부재에서 취득된 상기 액적위치영상들을 이용하여 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 산출하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 측정하는 액적 질량편차 측정 제어부를 포함한다.
삭제
그리고 상기 액적 이동력 제공부는 양전극판과 음전극판을 포함하고, 상기 양전극판과 상기 음전극판은 상기 복수의 액적을 사이에 두고 배치된다.
그리고 상기 액적 질량편차 측정 제어부는 상기 액적위치영상들에서 상기 복수의 액적의 토출점들로부터 상기 복수의 액적의 위치들로 잇는 이동방향들과 상기 복수의 액적의 토출방향들 사이 각을 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들로 한다.
그리고 상기 액적 질량편차 측정 제어부는 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들에서 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들의 평균을 각각 차감하여 상기 복수의 액적의 토출방향이탈각편차를 구하고, 상기 복수의 액적의 토출방향이탈각편차들에 음수를 곱하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 측정한다.
다른 측면에서 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액적 질량편차 측정장치의 액적 질량편차 측정방법은 복수의 액적토출유닛에서 순차적으로 토출되는 복수의 액적의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상들을 취득하는 단계; 상기 액적위치영상들을 이용하여 상기 복수의 액적의 이동방향들을 산출하는 단계; 상기 복수의 액적의 이동방향들과 상기 복수의 액적의 토출방향들 사이 각인 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 산출하는 단계; 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 이용하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 산출하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 복수의 액적의 이동방향들은 상기 액적위치영상들에서 상기 복수의 액적의 토출점들로부터 상기 복수의 액적의 위치들로 잇는 방향들이다.
그리고 상기 복수의 액적의 질량편차들을 산출하는 단계는 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들에서 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들의 평균으로 각각 차감하여 상기 복수의 액적의 토출방향이탈각편차들을 구하고, 상기 복수의 액적의 토출방향이탈각편차들에 음수를 곱하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 산출한다.
또 다른 측면에서 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템은 복수의 액적토출유닛 각각에서 토출되는 복수의 액적; 상기 복수의 액적에 상기 복수의 액적의 토출방향과 다른 방향의 이동력을 개별적으로 제공하는 액적 이동력 제공부; 상기 복수의 액적의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상들을 취득하는 토출액적위치감지부재; 상기 토출액적위치감지부재에서 취득된 상기 액적위치영상들을 이용하여 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 산출하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 측정하는 액적 질량편차 측정 제어부; 상기 액적 질량편차 측정 제어부에서 측정된 상기 복수의 액적의 질량편차들을 이용하여 상기 복수의 액적토출유닛 각각에서 토출되는 상기 복수의 액적의 질량이 균일하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또 다른 측면에서 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템의 제어방법은 복수의 액적토출유닛에서 순차적으로 토출되는 복수의 액적의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상들을 취득하는 단계; 상기 액적위치영상들을 이용하여 상기 복수의 액적의 이동방향들을 산출하는 단계; 상기 복수의 액적의 이동방향들과 상기 복수의 액적의 토출방향들 사이 각인 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 산출하는 단계; 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 이용하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 산출하는 단계; 상기 복수의 액적의 질량편차들을 이용하여 상기 복수의 액적토출유닛 각각에서 토출되는 상기 복수의 액적의 질량이 균일하도록 하는 액적질량 조절단계를 포함한다.
여기서, 상기 액적질량 조절단계는, 상기 복수의 액적토출유닛 중 음의 질량편차를 가지는 액적을 토출하는 액적토출유닛을 선별하고, 상기 선별된 액적토출유닛에서 토출되는 액적이 음의 질량편차 크기에 비례하여 증가된 질량을 갖도록 하고, 상기 복수의 액적토출유닛 중 양의 질량편차를 가지는 액적을 토출하는 액적토출유닛을 선별하고, 상기 선별된 액적토출유닛에서 토출되는 액적이 양의 질량편차 크기에 비례하여 감소된 질량을 갖도록 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 액적 질량편차 측정장치 및 이의 액적 질량편차 측정방법에 의하여, 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들의 질량편차를 실시간으로 구할 수 있으며, 복수의 액적토출유닛으로부터 토출되는 액적들이 높은 정밀도를 요구하는 직경을 가지는 경우에도 질량편차를 측정할 수 있는 효과가 있다.
그리고 상기와 같은 본 발명에 따른 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템 및 이의 제어방법에 의하여, 패턴형성 공정시간이 단축되며 높은 정밀도를 요하는 패턴을 형성할 수 있게 되는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면과 함께 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템(1: 이하, '패턴형성 시스템'이라 한다.)은 지지부(11)에 의해 지지되는 스테이지(10)와, 기판이 안착된 상태로 스테이지(10)의 상부에서 이동 가능하게 설치되는 기판이송부(20)와, 기판을 향하여 액적을 토출하는 액적 토출장치(100)를 지지하는 게이트구조물(40)과, 액적 토출장치(100)에서 토출되는 액적 질량 편차를 측정하는 액적 질량편차 측정장치(200) 및 패턴형성 시스템(1)을 전반적으로 제어하는 제어부(300)를 포함한다.
기판이송부(20)는 제어부(300)에 의해 제어되는 기판이송구동부(21)에 의하여 이동된다.
액적토출장치(100)는 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)이 일렬로 설치되는 액적토출헤드(105)와 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)에 액적용액을 제공하는 액적용액공급부(130)를 포함한다.
액적용액공급부(130)는 액적토출유닛(110-1~110-n)각각에 연결되는 액적용액공급로(120)를 통하여 후술되는 액적용액실(112-1~112-n)로 액적용액을 제공한다.
복수의 액적토출유닛(110-1~110-n) 각각은 액적토출헤드(105)의 내부에 형성되는 액적용액실(112-1~112-n)과, 액적(DR-1~DR-n)이 토출되는 노즐(114-1~114-n)이 웨이퍼를 향하여 형성되도록 하며 액적용액실(112-1~112-n)의 하부에서 액적용액실(112-1~112-n)을 폐쇄하는 노즐플레이트(113-1~113-n)와, 피에조소자로 구현되며 액적용액실(112-1~112-n)의 상부에 설치되어 액적용액실(112-1~112-n)을 가압하는 액적토출구동부(111-1~111-n)로 이루어진다.
액적토출구동부(111-1~111-n)는 전기가 인가되면 휘어지는 성질을 이용하는 피에조소자로 구현된다. 이러한 액적토출구동부(111-1~111-n)의 휨의 정도는 액적토출구동부(111-1~111-n)에 인가되는 전압에 비례한다. 따라서, 액적토출구동부(111-1~111-n)에 인가되는 전압이 조절되어 액적용액실(112-1~112-n)에 가해지는 압력이 조절되고, 이렇게 액적용액실(112-1~112-n)의 압력이 조절되어 노즐(122-1~122-n)을 통하여 토출되는 액적의 부피 및 질량이 조절될 수 있게 된다.
액적 질량편차 측정장치(200)는 액적토출헤드(105)의 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)의 위치를 감지하는 토출액적위치감지부재(210)와, 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)에 이동력을 제공하는 액적 이동력 제공부(230)와, 액적 이동력 제공부(230)가 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)에서 토출되는 각각의 액적에 이동력을 순차적으로 제공하도록 액적 이동력 제공부(230)를 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n) 각각에 대응하는 위치로 이동시키는 이동부(240) 및 액적 질량편차 측정장치(200)를 전반적으로 제어하는 액적 질량편차 측정제어부(205)를 포함한다.
액적 이동력 제공부(230)는 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)에 쿨롱 작용력(Coulomb’s force)을 제공하도록, 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)의 일측에 배치되는 양전극판(232)과, 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)의 타측에 배치되는 음전극판(233) 및 양전극판(232)과 음전극판(233)을 지지하는 전극지지부재(231)를 포함한다.
이러한 액적 이동력 제공부(230)는 원거리에서 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1))에 이동력(F)을 제공한다. 다시 말하면, 양전극판(232)과 음전극판(233)에 전원이 인가되면 양전극판(232)과 음전극판(233) 사이에 전기장(E)이 형성되고, 전하를 띤 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)은 전기장(E)에 의한 이동력(F)을 받게 된다. 예컨데, 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)이 양전하를 띄게 되면, 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)과 양극판(232)의 사이에는 척력이 발생하고, 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)과 음전극판(233)과의 사이에서는 인력이 발생한다. 이에 따라, 액적(DR-1)은 음전극판(233)을 향하는 이동력(F)을 제공받게 된다.
그리고 액적(DR-1)의 토출방향이탈각 측정의 정확도를 높이기 위하여, 양전극판(232)과 음전극판(233)은 이동력방향(FD)과 액적토출방향(GD)이 직교되도록 하는 위치에 배치된다.
여기서, 액적 이동력 제공부(230)는 쿨롱 작용력(Coulomb’s force)을 이용하는 방법에 한정되지 않으며, 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)에 충격력을 제공하는 방법이 이용될 수 있다. 다시 말하면, 액적 이동력 제공부(230)의 양전극판(232) 또는 음전극판(233)이 설치되는 위치에 에어노즐이 설치되고, 에어노즐에서 분사되는 에어의 운동력이 액적에 전달되도록 하는 방법이 제안될 수 있다. 이때에, 에어의 운동력은 액적의 입장에서는 이동력(F)이 된다.
한편, 액적 이동력 제공부(230)에 의해 이동력(F)를 제공 받는 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)의 이동방향(SFD1)은 액적(DR-1)의 토출방향(GD)으로부터 액적(DR-1)의 질량에 반비례하는 크기를 가지는 액적토출방향이탈각(Q1)만큼 이탈된다.
다시 말하면, 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)은 중력방향으로 질량에 비례하는 크기의 중력(G1)과 일정한 크기를 가지는 이동력(F)의 합력(SF1)을 받게 된다. 이에 따라, 합력(SF1)의 방향(SFD1)은 중력(G1)의 크기가 클수록 중력방향(GD)에 근접하게 되어, 중력방향(GD)와 합력방향(SFD1)사이의 액적토출방향이탈각(Q1)은 작아진다. 그리고 합력(SF1)의 방향(SFD1)은 중력(G1)의 크기가 작을수록 중력방향(GD)으로부터 멀어지게 되어, 중력방향(GD)와 합력방향(SFD1)사이의 액적토출방향이탈각(Q1)은 커진다. 따라서, 액적 이동력 제공부(230)에 의해 이동력(F)를 제공 받는 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들 중 어느 하나에서 토출되는 액적(DR-1)의 이동방향(SFD1)은 액적(DR-1)의 토출방향(GD)으로부터 액적(DR-1)의 질량에 반비례하는 크기를 가지는 액적토출방향이탈각(Q1)만큼 이탈된다.
토출액적위치감지부재(210)는 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)의 열(R)의 후방(RR)에 설치되고 일반적으로 알려진 씨씨디 카메라로 구현되고 액적위치촬영부재(211)와 액적위치촬영부재(211)에 대면되도록 하는 위치에 배치되는 광원(220)을 포함한다.
광원(220)은 액적위치촬영부재(211)를 향하여 빛을 비추어 씨씨디 카메라에서 촬영되는 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들에서 토출되는 액적들이 개별적으로 반영되는 액적의 위치가 선명하게 나타나도록 한다.
토출액적위치감지부재(210)는 광원(220)이 광을 조사하고 액적토출유닛(110-1)으로부터 액적(DR-1)이 토출되고 액적위치촬영부재(211)가 작동을 하게 되면, 액적위치촬영부재(211)의 씨씨디카메라(212)는 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)들에서 토출되는 어느 하나의 액적(DR-1)의 위치가 반영된 액적위치영상을 취득하여 액적 질량편차 측정 제어부(205)로 송신한다.
이동부(240)는 액적 이동력 제공부(230)가 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)에서 토출되는 액적들에 개별적으로 이동력(F)을 제공할 수 있도록 액적 이동력 제공부(230)를 각각의 액적토출유닛(110-1~110-n)에 대응하는 위치로 순차 이동시킨다.
제어부(300)의 입력 측에는 입력부(330)가 제공되고, 출력 측에는 액적용액공급부(130)와 액적토출구동부(111-1~111-n)를 개별적으로 구동하는 액적질량조절부(310)와 기판이송구동부(21)가 제공된다. 그리고 제어부(300)는 액적 질량편차 측정 제어부(205)와 통신적으로 연결된다. 액적 질량편차 측정제어부 (205)의 입력측에는 액적위치촬영부재(211)가 제공되고, 출력측에는 광원(220)과 액적 이동력제공부(230)과 이동부(240)가 제공된다. 그리고 액적 질량편차 측정제어부 (205)에는 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)에서 토출되는 액적들의 위치가 개별적으로 반영된 액적위치영상(FV1~FVn)들을 저장하는 메모리(260)가 연결된다.
액적 질량편차 측정 제어부(205)는 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)에서 토출되는 액적들의 위치가 개별적으로 반영된 액적위치영상(FV1~FVn)들을 이용하여, 액적(DR-1~DR-n)들의 이동방향(SFD1~SFDn: 도 7참조)들을 산출하고, 액적(DR-1~DR-n: 도 7참조)들의 이동방향(SFD1~SFDn)과 토출방향의 사이각인 액적(DR-1~DR-n)들의 토출방향이탈각(Q1~Qn)들을 산출하고, 액적(DR-1~DR-n)들의 토출방향이탈각(Q1~Qn)들에서 액적들의 토출방향이탈각(Q1~Qn)들의 평균을 각각 차감하여 액적들의 토출방향이탈각편차를 구한다. 그 다음, 액적(DR-1~DR-n)들의 토출방향이탈각편차들에 음수를 곱하여 액적들의 질량편차들을 구한다.
제어부(300)는 액적 질량편차 측정 제어부(205)로부터 입력되는 액적 질량편차들을 이용하여, 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)에서 토출되는 액적(DR-1~DR-n)들의 질량이 균일하도록 제어한다.
다시 말하면, 액적 질량편차 측정 제어부(205)로부터 입력되는 액적 질량편차들을 이용하여, 음의 질량편차를 가지는 액적을 토출하는 액적토출유닛을 선별하고, 이렇게 선별된 액적토출유닛을 제어하여, 선별된 액적토출유닛에서 토출되는 액적이 음의 질량편차 크기에 비례하여 가중된 질량을 갖도록 한다. 그리고 액적 질량편차 측정 제어부(205)로부터 입력되는 액적 질량편차들을 이용하여, 양의 질량편차를 가지는 액적을 토출하는 액적토출유닛을 선별하고, 이렇게 선별된 액적토출유닛을 제어하여, 선별된 액적토출유닛에서 토출되는 액적이 양의 질량편차 크기에 비례하여 감소된 질량을 갖도록 한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액적 질량편차 측정장치의 액적 질 량편차 측정방법과 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템의 제어방법을 도면과 함께 설명하기로 하되, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템의 제어방법을 중심으로 하여 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 먼저, 제어부(300)에 액적 질량 균일도 조절명령이 입력되면(701), 제어부(300)는 액적 질량편차 측정 제어부(205)로 액적 질량편차 송출명령을 송출한다(702).
이렇게 하면, 액적 질량편차 측정 제어부(205)는 광원(220)이 온(ON)되도록 제어한다(703). 이에 따라, 광원(220)은 액적위치촬영부재(211)를 향하여 광을 발산한다.
그 다음, 액적 질량편차 측정 제어부(205)는 액적 이동력 제공부(230)가 온(ON)되도록 제어한다(704). 이에 따라, 액적 이동력 제공부(230)의 양전극판(232)과 음전극판(233)에 전원이 인가되어, 양전극판(232)과 음전극판(233) 사이에는 전기장(E)이 형성된다.
이어서, 액적 질량편차 측정 제어부(205)는 이동부(240)에 제어신호를 공급하여 이동부(240)가 액적 이동력 제공부(230)를 원위치에 위치하도록 제어한다(705). 여기서, 원위치는 노즐 열(R)의 전방(FR) 또는 후방(RR)의 끝일 수 있다.
그 다음, 액적 질량편차 측정제어부(205)는 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)에서 토출되는 액적(DR-1~DR-n)들의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상(FV1~FVn)들을 취득하는 제어를 수행한다.
다시 말하면, 액적 질량편차 측정 제어부(205)는 이동부(240)에 제어신호를 공급하여 이동부(240)가 액적 이동력 제공부(230)를 n 번째 액적토출유닛(110-n)의 액적 토출 노즐(114-n)에서 토출되는 액적(DR-n)으로 이동력을 제공하도록 n 번째 액적토출유닛(110-n)에 대응하는 위치로 이동시킨다(706).
그리고 액적 질량편차 측정 제어부(205)는 제어부(300)로 n 번째 액적토출유닛(110-n)토출 제어신호를 제공한다. 이에 따라, 제어부(300)는 n 번째 액적토출유닛(110-n)이 액적을 토출하도록 하는 제어를 수행하여(707), n 번째 액적토출유닛(110-n)의 노즐(114-n)에서 n 번째 액적(DR-n)이 토출된다.
이어서, 액적 질량편차 측정제어부(205)는 액적위치촬영부재(211)가 n 번째 액적(DR-n)을 촬영하도록 제어를 한 후, 액적위치촬영부재(211)로부터 n 번째 액적(DR-n)의 위치가 반영된 액적위치영상(FVn)을 취득하여 메모리(260)에 저장한다(708).
한편, 상기되는 706단계 ~708단계를 첫 번째 수행하는 경우, n은 1이 부여된다.
그 다음, 액적 질량편차 측정 제어부(205)는 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)에서 토출되는 액적(DR-1~DR-n)들의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상(FV1~FVn)들 모두가 취득되었는가를 판단한다(709).
이때에, 액적 질량편차 측정 제어부(205)는 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)에서 토출되는 액적(DR-1~DR-n)들의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상(FV1~FVn)들 모두가 취득되지 않았으면, 액적 질량편차 측정 제어부(205)는 n을 n+1로 변경하면서(710), 706단계로 회귀 및 그 이후의 단계를 수행한다.
이에 반하여, 복수의 액적토출유닛(110-1~110-n)에서 토출되는 각각 액적(DR-1~DR-n)들의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상(FV1~FVn)들 모두가 취득되었으면, 액적 질량편차 측정 제어부(205)는 액적위치영상(FV1~FVn)들을 이용하여, 액적(DR-1~DR-n)의 이동방향(SFD1~SFDn)들을 산출하고, 액적(DR-1~DR-n)의 이동방향(SFD1~SFDn)들과 토출방향(GD)들의 사이각인 액적(DR-1~DR-n)의 토출방향이탈각(Q1~Qn)들을 산출한다(711).
그 다음, 액적(DR-1~DR-n)의 토출방향이탈각(Q1~Qn)들을 이용하여, 복수의 액적토출노즐유닛(110-1~110-n)에서 토출되는 액적(DR-1~DR-n)의 질량편차들을 산출하고, 이를 제어부(300)로 송신한다(712).
다시 말하면, 액적(DR-1~DR-n)의 토출방향이탈각(Q1~Qn)들의 평균을 구하고, 액적(DR-1~DR-n)들의 토출방향이탈각(Q1~Qn)들에서 액적(DR-1~DR-n)들의 토출방향이탈각(Q1~Qn)의 평균을 각각 차감하여 액적(DR-1~DR-n)의 토출방향이탈각편차들을 구한다. 그 다음, 액적(DR-1~DR-n)들의 토출방향이탈각편차들에 소정크기의 음수를 곱하여 액적(DR-1~DR-n)들 질량편차들을 구한다.
이어서, 제어부(300)는 액적 질량편차 측정 제어부(205)로부터 액적토출유닛(110-1~110-n)에서 토출되는 액적(DR-1~DR-n)의 질량편차들을 수신하여,액적토출유닛(110-1~110-n)에서 토출되는 액적(DR-1~DR-n)들의 질량이 균일하도록 제어한다(713).
다시 말하면, 제어부(300)는 액적 질량편차 측정 제어부(205)로부터 입력되는 액적 질량편차들을 이용하여, 음의 질량편차를 가지는 액적을 토출하는 액적토출유닛을 선별하고, 이렇게 선별된 액적토출유닛을 제어하여, 선별된 액적토출유닛에서 토출되는 액적이 음의 질량편차 크기에 비례하여 가중된 질량을 갖도록 한다. 그리고 액적 질량편차 측정 제어부(205)로부터 입력되는 액적 질량편차들을 이용하여, 양의 질량편차를 가지는 액적을 토출하는 액적토출유닛을 선별하고, 이렇게 선별된 액적토출유닛을 제어하여, 선별된 액적토출유닛에서 토출되는 액적이 양의 질량편차 크기에 비례하여 감소된 질량을 갖도록 한다.
그 다음, 제어부(300)는 패턴형성 시스템(1)이 액적토출공정을 수행하도록 제어한다(714).
마지막으로, 제어부(300)는 액적토출공정종료조건인지를 판단하여(715), 액적토출공정종료조건이 아니면 계속하여 액적토출공정종료조건인지를 판단하고 액적토출공정종료조건이면 종료한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액적 질량편차 측정장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3는 도 2의 I-I'따라 절개한 단면도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템의 제어계통을 나타낸 블럭도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템의 제어수순을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액적 질량편차 측정장치의 액적 질량 편차 측정방법을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 액적토출장치 200: 액적 질량편차 측정장치
210: 토출액적위치감지부재

Claims (11)

  1. 복수의 액적토출유닛 각각에서 토출되는 복수의 액적;
    상기 복수의 액적에 상기 복수의 액적의 토출방향과 다른 방향의 이동력을 개별적으로 제공하는 액적 이동력 제공부;
    상기 복수의 액적의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상들을 취득하는 토출액적위치감지부재;
    상기 토출액적위치감지부재에서 취득된 상기 액적위치영상들을 이용하여 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 산출하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 측정하는 액적 질량편차 측정 제어부를 포함하는 액적 질량편차 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액적 이동력 제공부는 양전극판과 음전극판을 포함하고,
    상기 양전극판과 상기 음전극판은 상기 복수의 액적을 사이에 두고 배치되는 액적 질량편차 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액적 질량편차 측정 제어부는 상기 액적위치영상들에서 상기 복수의 액적의 토출점들로부터 상기 복수의 액적의 위치들로 잇는 이동방향들과 상기 복수의 액적의 토출방향들 사이 각을 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들로 하는 액적 질량편차 측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 액적 질량편차 측정 제어부는 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들에서 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들의 평균을 각각 차감하여 상기 복수의 액적의 토출방향이탈각편차를 구하고, 상기 복수의 액적의 토출방향이탈각편차들에 음수를 곱하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 산출하는 액적 질량편차 측정장치.
  5. 복수의 액적토출유닛에서 순차적으로 토출되는 복수의 액적의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상들을 취득하는 단계;
    상기 액적위치영상들을 이용하여 상기 복수의 액적의 이동방향들을 산출하는 단계;
    상기 복수의 액적의 이동방향들과 상기 복수의 액적의 토출방향들 사이 각인 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 산출하는 단계;
    상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 이용하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 산출하는 단계를 포함하는 액적 질량편차 측정장치의 액적 질량편차 측정방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 액적의 이동방향들은 상기 액적위치영상들에서 상기 복수의 액적의 토출점들로부터 상기 복수의 액적의 위치들로 잇는 방향들인 액적 질량편차 측정장치의 액적 질량편차 측정방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 액적의 질량편차들을 산출하는 단계는 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들에서 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들의 평균을 각각 차감하여 상기 복수의 액적의 토출방향이탈각편차들을 구하고, 상기 복수의 액적의 토출방향이탈각편차들에 음수를 곱하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 산출하는 액적 질량편차 측정장치의 액적 질량편차 측정방법.
  8. 복수의 액적토출유닛 각각에서 토출되는 복수의 액적;
    상기 복수의 액적에 상기 복수의 액적의 토출방향과 다른 방향의 이동력을 개별적으로 제공하는 액적 이동력 제공부;
    상기 복수의 액적의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상들을 취득하는 토출액적위치감지부재;
    상기 토출액적위치감지부재에서 취득된 상기 액적위치영상들을 이용하여 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 산출하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 측정하는 액적 질량편차 측정 제어부;
    상기 액적 질량편차 측정 제어부에서 측정된 상기 복수의 액적의 질량편차들을 이용하여 상기 복수의 액적토출유닛 각각에서 토출되는 복수의 액적의 질량이 균일하도록 제어하는 제어부를 포함하는 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템.
  9. 복수의 액적토출유닛에서 순차적으로 토출되는 복수의 액적의 위치가 개별적으로 반영되는 액적위치영상들을 취득하는 단계;
    상기 액적위치영상들을 이용하여 상기 복수의 액적의 이동방향들을 산출하는 단계;
    상기 복수의 액적의 이동방향들과 상기 복수의 액적의 토출방향들 사이 각인 상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 산출하는 단계;
    상기 복수의 액적의 액적토출방향이탈각들을 이용하여 상기 복수의 액적의 질량편차들을 산출하는 단계;
    상기 복수의 액적의 질량편차들을 이용하여 상기 복수의 액적토출유닛 각각에서 토출되는 상기 복수의 액적의 질량이 균일하도록 하는 액적질량 조절단계를 포함하는 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템의 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액적질량 조절단계는,
    상기 복수의 액적토출유닛 중 음의 질량편차를 가지는 액적을 토출하는 액적토출유닛을 선별하고, 상기 선별된 액적토출유닛에서 토출되는 액적이 음의 질량편차 크기에 비례하여 증가된 질량을 갖도록 하고, 상기 복수의 액적토출유닛 중 양의 질량편차를 가지는 액적을 토출하는 액적토출유닛을 선별하고, 상기 선별된 액적토출유닛에서 토출되는 액적이 양의 질량편차 크기에 비례하여 감소된 질량을 갖도록 하는 액적 질량편차 측정장치를 이용하는 패턴형성 시스템의 제어방법.
  11. 삭제
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