KR101713688B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR101713688B1
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최기훈
박철호
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세메스 주식회사
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    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H01L21/67167—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers surrounding a central transfer chamber

Abstract

본 발명은 기판 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크젯 방식으로 기판에 액정(Liquid Crystal), PI(Polyimide) 및 CF(Color Filter)등의 액적(Liquid drop)을 토출하는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 부재, 상기 기판 지지 부재에 지지된 상기 기판으로 처리액을 분사하는 하나 또는 복수의 헤드를 포함하는 헤드 유닛, 상기 헤드가 결합되고, 상기 기판 지지 부재 상측에서 이동 가능하도록 제공되는 갠트리 및 상기 헤드로 공급되는 상기 처리액이 저장되는 처리액 공급 유닛을 포함하되, 상기 처리액 공급 유닛은 상기 처리액이 저장되는 저장 탱크, 상기 저장 탱크와 상기 헤드가 연결되는 공급 라인, 상기 저장 탱크 내부를 가압하는 압력 조절 유닛과 상기 저장 탱크가 연결되는 압력 제어 라인 및 상기 저장 탱크로부터 상기 압력 제어 라인을 통해 액상의 상기 처리액이 배출되는 것을 방지하기 위해 상기 처리액 공급 유닛 내부에 제공되는 필터 부재를 포함한다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FDR TREATING SUBSTRATES}
본 발명은 기판 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크젯 방식으로 기판에 액정(Liquid Crystal), PI(Polyimide) 및 CF(Color Filter)등의 액적(Liquid drop)을 토출하는 장치에 관한 것이다.
최근에 휴대 전화기, 휴대형 컴퓨터 등의 전자 기기의 표시부에 액정 표시 장치가 널리 이용되고 있다. 액정 표시 장치는 블랙 매트릭스, 컬러 필터, 공통 전극 및 배향막이 형성된 컬러 필터 기판과 박막트랜지스터(TFT), 화소 전극 및 배향막이 형성된 어레이 기판 사이의 공간에 액정을 주입하여, 액정의 이방성에 따른 빛의 굴절률의 차이를 이용해 영상 효과를 얻는다.
컬러 필터 기판과 어레이 기판 상에 배향액이나 액정을 도포하는 장치로 잉크젯 방식의 도포 장치가 사용되고 있다.
종래의 잉크젯 방식의 도포 장치는 전기신호를 물리적인 힘으로 변환하여 작은 노즐을 통하여 액정을 액적의 형태로 토출되도록 하는 구조체이다. 잉크젯 방식의 도포 장치는 처리액이 저장되는 처리액 공급 유닛, 처리액 공급 유닛으로부터 처리액을 공급받아 기판 표면에 처리액을 토출하는 헤드 유닛을 포함한다.
처리액 공급 유닛에서는 저장 탱크에 처리액을 채워 놓고 상부에서 진공을 제공하여 저장 탱크로부터 헤드 유닛으로 공급하는 처리액의 양을 조절한다. 이때 저장 탱크에 진공이 인가되면 처리액이 기화하면서 처리액 수위 변동이 발생된다. 저장 탱크 내부의 처리액 수위가 불안정하게 되면, 헤드의 토출 볼륨에 영향을 주어 균일한 토출을 어렵게 만든다. 또한, 감압에 의한 계속적인 용매 손실로 인한 농도 증가 등으로 품질이 저하될 우려가 있다.
본 발명은 처리액 공급 유닛에서 저장 탱크 내부의 처리액의 수위를 균일하게 유지하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 잉크젯 헤드로 균일한 양의 처리액을 전달하여, 잉크젯 헤드에서 기판으로 처리액이 균일한 토출 볼륨으로 분사되도록 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 부재, 상기 기판 지지 부재에 지지된 상기 기판으로 처리액을 분사하는 하나 또는 복수의 헤드를 포함하는 헤드 유닛, 상기 헤드가 결합되고, 상기 기판 지지 부재 상측에서 이동 가능하도록 제공되는 갠트리 및 상기 헤드로 공급되는 상기 처리액이 저장되는 처리액 공급 유닛을 포함하되, 상기 처리액 공급 유닛은 상기 처리액이 저장되는 저장 탱크, 상기 저장 탱크와 상기 헤드가 연결되는 공급 라인, 상기 저장 탱크 내부를 가압하는 압력 조절 유닛과 상기 저장 탱크가 연결되는 압력 제어 라인 및 상기 저장 탱크로부터 상기 압력 제어 라인을 통해 액상의 상기 처리액이 배출되는 것을 방지하기 위해 상기 처리액 공급 유닛 내부에 제공되는 필터 부재를 포함한다.
상기 필터 부재는 상기 저장 탱크 내부에 제공될 수 있다.
상기 필터 부재는 상기 저장 탱크 내부의 압력 변화에 따라 상하로 이동될 수 있도록 제공될 수 있다.
상기 처리액 공급 유닛은 상기 저장 탱크 내부 측면에 설치되고, 상기 필터 부재가 이동하는 하한을 제공하는 하부 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 필터 부재는 링 형상의 프레임, 상기 프레임 내부에 제공되는 필터 및 상기 프레임의 외부면에 제공되는 실링 부재를 포함할 수 있다.
상기 필터 부재는 상기 압력 조절 유닛과 상기 저장 탱크 사이의 상기 압력 제어 라인상에 제공될 수 있다.
상기 압력 제어 라인은 상기 저장 탱크에 연결되는 제1 라인, 상기 압력 조절 유닛에 연결되는 제2 라인 및 상기 제1, 2 라인 사이에 위치하고, 상기 제1, 2 라인보다 큰 단면적을 갖는 제3 라인을 포함하되, 상기 제3 라인에 상기 필터 부재가 제공될 수 있다.
상기 처리액 공급 유닛은 상기 제3 라인의 바닥면과 상기 저장 탱크의 측면이 연결되는 제1 회수 라인을 더 포함하되, 상기 제1 회수 라인은 상기 제3 라인의 바닥면에서 액화되는 상기 처리액을 상기 저장 탱크로 회수될 수 있다.
상기 제3 라인은 바닥면이 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 형상으로 제공될 수 있다.
상기 처리액 저장 유닛은 상기 제3 라인의 바닥면을 냉각시키는 냉각 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 압력 제어 라인은 상기 저장 탱크로부터 상부로 연장되는 제1 라인, 상기 제1 라인으로부터 상부로 볼록하게 연결되어 하부로 연장되는 제2 라인, 상기 제2 라인으로부터 하부로 볼록하게 연결되어 상부로 연장되는 제3 라인 및 일단은 상기 제3 라인으로부터 연결되고, 타단은 상기 압력 조절 부재와 연결되는 제4 라인을 포함하되, 상기 필터 부재는 상기 제4 라인에 제공될 수 있다.
상기 처리액 공급 유닛은 상기 제3 라인의 바닥면과 상기 저장 탱크가 연결되는 제2 회수 라인을 더 포함하되, 상기 제2 회수 라인을 통해 액화된 상기 처리액이 상기 제3 라인의 바닥면에서 상기 저장 탱크로 회수될 수 있다.
상기 처리액 공급 유닛은 상기 제3 라인의 바닥면을 냉각시키는 냉각 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 필터 부재는 상기 저장 탱크 내부와 상기 제어 라인 내부의 압력 변화에 따라 상하로 이동되도록 제공될 수 있다.
상기 필터 부재는 링 형상의 프레임, 상기 프레임 내부에 제공되는 필터 및 상기 프레임의 외부면에 제공되는 실링 부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 처리액 공급 유닛을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 처리액 공급 유닛은 헤드로 공급되는 처리액이 저장되는 저장 탱크, 상기 저장 탱크와 상기 헤드가 연결되는 공급 라인, 상기 저장 탱크 내부를 가압하는 압력 조절 유닛과 상기 저장 탱크가 연결되는 압력 제어 라인 및 상기 저장 탱크로부터 상기 압력 제어 라인을 통해 액상의 상기 처리액이 배출되는 것을 방지하기 위해 상기 처리액 공급 유닛 내부에 제공되는 필터 부재를 포함한다.
상기 필터 부재는 상기 저장 탱크 내부에 제공되고, 상기 저장 탱크 내부의 압력 변화에 따라 상하로 이동될 수 있도록 제공될 수 있다.
상기 처리액 공급 유닛은 상기 저장 탱크 내부 측면에 설치되고, 상기 필터 부재가 이동하는 하한을 제공하는 하부 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 필터 부재는 링 형상의 프레임, 상기 프레임 내부에 제공되는 필터 및 상기 프레임의 외부면에 제공되는 실링 부재를 포함할 수 있다.
상기 압력 제어 라인은 상기 저장 탱크에 연결되는 제1 라인, 상기 압력 조절 유닛에 연결되는 제2 라인 및 상기 제1, 2 라인 사이에 위치하고, 상기 제1, 2 라인보다 큰 단면적을 갖는 제3 라인을 포함하되, 상기 제3 라인에 상기 필터 부재가 제공될 수 있다.
상기 처리액 공급 유닛은 상기 제3 라인의 바닥면과 상기 저장 탱크의 측면을 연결하는 제1 회수 라인을 더 포함하되, 상기 제1 회수 라인은 상기 제3 라인의 바닥면에서 액화되는 상기 처리액이 상기 저장 탱크로 회수될 수 있다.
상기 제3 라인은 바닥면이 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 형상으로 제공될 수 있다.
상기 처리액 공급 유닛은 상기 제3 라인의 바닥면을 냉각시키는 냉각 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 압력 제어 라인은 상기 저장 탱크로부터 상부로 연장되는 제1 라인, 상기 제1 라인으로부터 상부로 볼록하게 연결되어 하부로 연장되는 제2 라인, 상기 제2 라인으로부터 하부로 볼록하게 연결되어 상부로 연장되는 제3 라인 및 상기 일단은 제3 라인으로부터 연결되고, 타단은 상기 압력 조절 유닛과 연결되는 제4 라인을 포함하되, 상기 필터 부재는 상기 제4 라인에 제공될 수 있다.
상기 처리액 공급 유닛은 상기 제3 라인의 바닥면과 상기 저장 탱크가 연결되는 제2 회수 라인을 더 포함하되, 상기 제2 회수 라인을 통해 액화된 상기 처리액이 상기 제3 라인의 바닥면에서 상기 저장 탱크로 회수될 수 있다.
상기 처리액 공급 유닛은 상기 제3 라인의 바닥면을 냉각시키는 냉각 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 필터 부재는 상기 저장 탱크 내부의 압력 변화에 따라 상하로 이동되도록 제공될 수 있다.
상기 필터 부재는 링 형상의 프레임, 상기 프레임 내부에 제공되는 필터 및 상기 프레임의 외부면에 제공되는 실링 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 처리액 공급 유닛에서 저장 탱크 내부의 처리액의 수위를 균일하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 잉크젯 헤드로 균일한 양의 처리액을 전달하여, 잉크젯 헤드에서 기판으로 균일한 양의 처리액이 분사되도록 할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 액정 토출부의 사시도이다
도 3은 도 2의 처리액 공급 유닛, 압력 조절 유닛 및 헤드의 상호간의 관계를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 처리액 공급 유닛의 제1 실시예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 처리액 공급 유닛에서 처리액의 수위가 유지되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 2의 처리액 공급 유닛의 제2 실시예를 보여주는 도면이다
도 7은 도 6의 처리액 공급 유닛에서 수위가 유지되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 2의 처리액 공급 유닛의 제3 실시예를 보여주는 도면이다
도 9는 도 8의 처리액 공급 유닛에서 수위가 유지되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 10은 도 2의 처리액 공급 유닛의 제3 실시예를 보여주는 도면이다
도 11은 도 10의 처리액 공급 유닛에서 수위가 유지되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 12는 도 4의 처리액 공급 유닛의 변형예를 보여주는 도면이다.
도 13은 도 6의 처리액 공급 유닛의 변형예를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.4
도 1은 기판 처리 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 액정 토출부(10), 기판 이송부(20), 로딩부(30), 언로딩부(40), 액정 공급부(50), 그리고 메인 제어부(90)를 포함한다. 액정 토출부(10)와 기판 이송부(20)는 제 1 방향(Ⅰ)으로 일렬로 배치되고, 서로 간에 인접하게 위치할 수 있다. 액정 토출부(10)를 중심으로 기판 이송부(20)와 마주하는 위치에는 액정 공급부(50)와 메인 제어부(90)가 배치된다. 액정 공급부(50)와 메인 제어부(90)는 제 2 방향(Ⅱ)으로 일렬 배치될 수 있다. 기판 이송부(20)를 중심으로 액정 토출부(10)와 마주하는 위치에 로딩부(30)와 언로딩부(40)가 배치된다. 로딩부(30)와 언로딩부(40)는 제 2 방향(Ⅱ)으로 일렬 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 방향(Ⅰ)은 액정 토출부(10)와 기판 이송부(20)의 배열 방향이고, 제 2 방향(Ⅱ)은 수평면 상에서 제 1 방향(Ⅰ)에 수직한 방향이고, 제 3 방향(Ⅲ)은 제 1 방향(Ⅰ)과 제 2 방향(Ⅱ)에 수직한 방향이다.
액정이 도포될 기판은 로딩부(30)로 반입된다. 기판 이송부(20)는 로딩부(30)에 반입된 기판을 액정 토출부(10)로 이송한다. 액정 토출부(10)는 액정 공급부(50)로부터 액정을 공급받고, 액적을 토출하는 잉크젯 방식으로 기판상에 액정을 토출한다. 액정 토출이 완료되면, 기판 이송부(20)는 액정 토출부(10)로부터 언로딩부(40)로 기판을 이송한다. 액정이 도포된 기판은 언로딩부(40)로부터 반출된다. 메인 제어부(90)는 액정 토출부(10), 기판 이송부(20), 로딩부(30), 언로딩부(40), 그리고 액정 공급부(50)의 전반적인 동작을 제어한다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 액정 토출부의 사시도이다
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치의 액정 토출부는 베이스(B), 기판 지지 부재(100), 갠트리(200), 갠트리 이동 유닛(300), 헤드 유닛(400), 헤드 이동 유닛(500), 처리액 공급 유닛(600), 제어 유닛(700), 액정 토출량 측정 유닛(800), 노즐 검사 유닛(900), 그리고 헤드 세정 유닛(1000)을 포함한다.
기판 지지 부재(100)는 베이스(B)의 상면에 배치된다. 베이스(B)는 일정한 두께를 가지는 직육면체 형상으로 제공될 수 있다. 기판 지지 부재(100)는 기판(S)이 놓이는 지지판(110)을 가진다. 지지판(110)은 사각형 형상의 판일 수 있다. 지지판(110)의 하면에는 회전 구동 부재(120)가 연결된다. 회전 구동 부재(120)는 회전 모터일 수 있다. 회전 구동 부재(120)는 지지판(100)에 수직한 회전 중심 축을 중심으로 지지판(110)을 회전시킨다.
지지판(110)이 회전 구동 부재(120)에 의해 회전되면, 기판(S)은 지지판(110)의 회전에 의해 회전될 수 있다. 액정이 도포될 기판에 형성된 셀의 장변 방향이 제 2 방향(Ⅱ)을 향하는 경우, 회전 구동 부재(120)는 셀의 장변 방향이 제 1 방향(Ⅰ)을 향하도록 기판을 회전시킬 수 있다.
지지판(110)과 회전 구동 부재(120)는 직선 구동 부재(130)에 의해 제 1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동될 수 있다. 직선 구동 부재(130)는 슬라이더(132)와 가이드 부재(134)를 포함한다. 회전 구동 부재(120)는 슬라이더(132)의 상면에 설치된다. 가이드 부재(134)는 베이스(B)의 상면 중심부에 제 1 방향(Ⅰ)으로 길게 연장된다. 슬라이더(132)에는 리니어 모터(미도시)가 내장될 수 있으며, 슬라이더(132)는 리니어 모터(미도시)에 의해 가이드 부재(134)를 따라 제 1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동된다.
갠트리(200)는 지지판(110)이 이동되는 경로의 상부에 제공된다. 갠트리(200)는 베이스(B)의 상면으로부터 위방향으로 이격 배치된다. 갠트리(200)는 길이 방향이 제 2 방향(Ⅱ)을 향하도록 배치된다. 헤드 유닛(400)은 헤드 이동 유닛(500)에 의해 갠트리(200)에 결합된다. 헤드 유닛(400)은 헤드 이동 유닛(500)에 의해 갠트리의 길이 방향, 즉 제 2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동하고, 또한 제 3 방향(Ⅲ)으로 직선 이동될 수 있다.
갠트리 이동 유닛(300)은 갠트리(200)를 제 1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동시키거나, 갠트리(200)의 길이 방향이 제 1 방향(Ⅰ)에 경사진 방향을 향하도록 갠트리(200)를 회전시킬 수 있다. 갠트리(200)의 회전에 의해, 헤드 유닛(400) 제 1 방향(Ⅰ)에 경사진 방향으로 정렬될 수 있다.
헤드 유닛(400)은 기판에 처리액의 액적을 토출한다. 헤드 유닛(400)은 복수 개 제공될 수 있다. 본 실시 예에서는 3 개의 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)이 제공된 예를 들어 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 헤드 유닛(400)은 제 2 방향(Ⅱ)으로 일렬로 나란하게 배열될 수 있으며, 갠트리(200)에 결합된다.
헤드 유닛(400)의 저면에는 액정의 액적을 토출하는 복수 개의 노즐들(미도시)이 제공된다. 예를 들어, 각각의 헤드들에는 128 개 또는 256 개의 노즐들(미도시)이 제공될 수 있다. 노즐들(미도시)은 일정 피치의 간격으로 일렬로 배치될 수 있다. 노즐들(미도시)은 ㎍ 단위의 양으로 액정을 토출할 수 있다.
각각의 헤드 유닛(400)에는 노즐들(미도시)에 대응하는 수만큼의 압전 소자가 제공될 수 있으며, 노즐들(미도시)의 액적 토출량은 압전 소자들에 인가되는 전압의 제어에 의해 각기 독립적으로 조절될 수 있다.
헤드 이동 유닛(500)은 헤드 유닛(400)에 각각 제공될 수 있다. 본 실시 예의 경우, 3 개의 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)이 제공된 예를 들어 설명하므로, 헤드 이동 유닛(500) 또한 헤드의 수에 대응하도록 3 개가 제공될 수 있다. 이와 달리 헤드 이동 유닛(500)은 1 개 제공될 수 있으며, 이 경우 헤드 유닛(400)은 개별 이동이 아니라 일체로 이동될 수 있다. 헤드 이동 유닛(500)은 헤드 유닛(400)을 갠트리의 길이 방향, 즉 제 2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동시키거나, 제 3 방향(Ⅲ)으로 직선 이동시킬 수 있다.
도 3은 도 2의 처리액 공급 유닛, 제어 유닛 및 헤드의 상호간의 관계를 보여주는 도면이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 처리액 공급 유닛(600)은 저장 탱크(610), 공급 라인(620), 압력 제어 라인(630) 및 필터 부재(640)를 포함한다.
저장 탱크(610)는 헤드 유닛(400)에 공급하는 처리액이 저장된다. 처리액은 저장 탱크(610) 내부에서 일정한 수위가 유지된다. 처리액의 수위가 일정하지 않으면 헤드 유닛(400)으로 이동하는 처리액의 압력이 상이하게 되고, 이로 인해 기판(S)으로 토출되는 처리액의 볼륨이 일정하지 않게 된다. 이를 방지하기 위해 처리액이 헤드 유닛(400)으로 이동되는 만큼 저장 탱크(610)로 처리액이 공급되어 처리액의 수위가 일정하게 유지될 수 있도록 한다. 그러나 처리액이 헤드 유닛(400)으로 공급되지 않는 경우에도 처리액이 기화됨으로써 처리액의 수위가 일정하게 유지되지 않을 수 있다. 이를 방지하기 위한 본 발명의 실시예들은 이하에서 상세히 설명한다.
공급 라인(620)은 저장 탱크(610)와 헤드 유닛(400)이 연결된다. 공급 라인(620)은 제어 유닛(700)에서 전기적 신호를 받아서 처리액이 저장 탱크(610)에서 헤드 유닛(400)으로 이동되도록 제공된다.
압력 제어 라인(630)은 저장 탱크(610)와 제어 유닛(700)이 연결된다. 제어 유닛(700)의 압력 조절부(720)에서 저장 탱크(610) 내부의 압력을 공정에 따라 진공 상태로 조절하기 위해 압력 제어 라인(630)을 통해 양압과 음압을 인가하여 제어한다
필터 부재(640)는 저장 탱크(610) 내부의 처리액이 기화하여 저장 탱크(610) 외부로 이동되는 것을 차단한다. 실시예에 의하면 필터 부재(640)는 링 형상의 프레임(641), 프레임 내부에 제공되는 필터(642) 및 프레임의 외부면에 제공되는 실링 부재(643)로 구성될 수 있다. 필터 부재(640)는 저장 탱크(610) 내부의 압력 변화에 따라 상하로 이동될 수 있다. 필터(642)는 기체만이 통과하고 액체나 기화된 액체는 통과될 수 없는 재질로 이루어질 수 있다. 일 예에 의하면 멤브레인(Membrane)이 필터(642)로 제공될 수 있다. 실시예에 의하면, 필터 부재(640)는 저장 탱크(610) 내부 또는 압력 제어 라인(630)에 제공될 수 있다. 이는 이하에서 상세하게 설명한다.
제어 유닛(700)은 제어 보드(710), 압력 조절부(720)를 포함한다. 제어 유닛(700)은 헤드 이동 유닛(500)에 설치되어 헤드 유닛(400)으로의 액정 공급, 압력 제어 그리고 토출량 제어 등의 동작을 제어한다.
제어 보드(710)는 헤드 유닛(400)에 전기적으로 연결되고, 헤드 유닛(400)으로 토출 제어신호를 인가한다. 헤드 유닛(400)에는 노즐들에 대응하는 수의 압전소자가 제공되며, 제어 유닛(700)의 제어 보드(710)는 압전소자들에 인가되는 전압을 제어하여 노즐들의 액적 토출량을 조절하게 된다. 제어 보드(710)는 압력 조절부(720)에 전기적으로 연결되고, 헤드 유닛(400)의 저장 탱크(610) 내부 압력을 일정하게 유지하도록 제어하기 위하여 압력 조절부(720)에 제어신호를 인가한다. 제어 보드(710)는 헤드 유닛(400)으로의 처리액 공급을 위해 처리액 공급 유닛(600)을 제어한다.
압력 조절부(720)는 저장 탱크(610)의 내부 압력을 일정하게 유지하도록 양압과 음압을 제어하기 위한 것으로, 제어 보드(710)에 의해 제어된다.
도 4는 도 2의 처리액 공급 유닛의 제1 실시예를 보여주는 도면이고, 도 5는 도4의 처리액 공급 유닛에서 처리액의 수위가 유지되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 처리액 공급 유닛(6100)은 저장 탱크(6110), 공급 라인(6120), 압력 제어 라인(6130), 필터 부재(6140) 및 하부 스토퍼(6115)를 포함한다.
저장 탱크(6110)는 헤드 유닛(400)에 공급되는 처리액이 저장된다. 공급 라인(6120)은 저장 탱크(6110)와 헤드 유닛(400)에 연결된다. 압력 제어 라인(6130)은 저장 탱크(6110)와 제어 유닛(700)에 연결된다. 필터 부재(6140)는 저장 탱크(6110) 내부에 제공되며, 저장 탱크(6110) 내부의 압력 변화에 따라 상하로 이동될 수 있다.
하부 스토퍼(6115)는 저장 탱크(6110)의 측벽에 위치하고, 저장 탱크(6110)가 상하로 이동될 때 그 하한을 제공한다. 하부 스토퍼(6115)는 저장 탱크(6110) 내부에서 저장된 처리액에 근접한 위치에 제공된다. 이는 필터 부재(6140)로 인하여 액화된 처리액이 회수될 때 최대한 처리액에 근접한 위치에서 회수되어야 처리액의 수위의 변화가 적기 때문이다. 선택적으로, 하부 스토퍼(6115)는 제공되지 않을 수 있다.
기화된 처리액은 저장 탱크(6110)에서 압력 제어 라인(6130)으로 이동하다 필터 부재(6140)와 만난다. 이때 기체는 필터 부재(6140)를 통과하나 기화된 처리액은 필터 부재(6140)를 통과하지 못한다. 필터 부재(6140)를 통과하지 못한 처리액은 저장 탱크(6110) 내부에서 액화되어 회수된다. 이러한 과정을 통하여 저장 탱크(6110) 내부의 처리액의 수위를 일정하게 유지할 수 있다.
도 6은 도 2의 처리액 공급 유닛의 제2 실시예를 보여주는 도면이다. 도 7은 도 6의 처리액 공급 유닛에서 수위가 유지되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 처리액 공급 유닛(6200)은 저장 탱크(6210), 공급 라인(6220), 압력 제어 라인(6230), 필터 부재(6240) 및 냉각 부재(6260)를 포함한다.
처리액 공급 유닛(6200)은 도 4의 처리액 공급 유닛(6100)과 비교하여, 필터 부재(6240)의 위치가 상이하다. 또한, 처리액 공급 유닛(6200)은 냉각 부재(6260)를 더 포함하고 있고, 압력 제어 라인(6230)의 형상이 상이하다. 그 외에는 처리액 공급 유닛(6200)은 도 4의 처리액 공급 유닛(6100)과 유사한 형상과 기능을 갖는다. 따라서 도 4의 처리액 공급 유닛(6100)과 차이점을 중심으로 처리액 공급 유닛(6200)을 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.
압력 제어 라인(6230)은 저장 탱크에 연결되는 제1 라인(6231), 제어 유닛에 연결되는 제2 라인(6232) 및 제1, 2 라인 사이에 위치하고, 제1, 2 라인보다 큰 단면적을 갖는 제3 라인(6233)을 포함한다. 제3 라인(6233)은 하면(6233a)이 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 형상으로 제공된다. 이로 인하여 필터 부재(6240)로 인하여 제3 라인(6233)에서 액화된 처리액(6290)이 제3 라인(6233)의 하면(6233a)의 경사를 따라 미끄러져 내려감으로써 저장 탱크(6210) 내부로 회수될 수 있다.
필터 부재(6240)는 압력 제어 라인(6230)의 압력 변화로 인하여 상하로 움직일 수 있다. 그러나 제3 라인(6233)의 내부에 제공된 필터 부재(6240)의 단면적이 제1 라인(6231) 및 제2 라인(6232)보다 크기 때문에, 필터 부재(6240)의 상하 이동 범위가 제한된다. 따라서 제1 라인(6231)의 상면과 제3 라인(6233)의 하면이 필터 부재(6240)의 상한과 하한으로 제공되므로, 도 4의 처리액 공급 유닛(6100)의 하부 스토퍼(6115)와 동일한 기능이 제공된다.
냉각 부재(6260)는 제3 라인(6233)의 하면(6233a)을 냉각한다. 이로서 필터 부재(6240)로 인하여 제3 라인(6233)에 잔류하는 기화된 처리액의 액화가 촉진된다. 제3 라인(6233)의 하면(6233a)에서 액화된 처리액(6290)은 제3 라인(6233)의 하면(6233a)을 따라 미끄러져 저장 탱크(6210) 내부로 회수될 수 있다. 선택적으로, 냉각 부재(6260)는 제공되지 않을 수도 있다.
도 8은 도 2의 처리액 공급 유닛의 제3 실시예를 보여주는 도면이다. 도 9는 도 8의 처리액 공급 유닛에서 수위가 유지되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 처리액 공급 유닛(6300)은 저장 탱크(6310), 공급 라인(6320), 압력 제어 라인(6330), 필터 부재(6340), 회수 라인(6350) 및 냉각 부재(6360)를 포함한다.
처리액 공급 유닛(6300)은 도 4의 처리액 공급 유닛(6100)과 비교하여, 필터 부재(6340)의 위치가 상이하다. 또한, 처리액 공급 유닛(6300)은 회수 라인(6350)과 냉각 부재(6360)를 더 포함하고 있고, 압력 제어 라인(6330)의 형상이 상이하다. 그 외에는 처리액 공급 유닛(6300)은 도 4의 처리액 공급 유닛(6100)과 유사한 형상과 기능을 갖는다. 따라서 도 4의 처리액 공급 유닛(6100)과 차이점을 중심으로 처리액 공급 유닛(6300)을 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.
압력 제어 라인(6330)은 저장 탱크(6310)에 연결되는 제1 라인(6331), 제어 유닛에 연결되는 제2 라인(6332) 및 제1, 2 라인 사이에 위치하고, 제1, 2 라인보다 큰 단면적을 갖는 제3 라인(6333)을 포함한다.
필터 부재(6340)는 압력 제어 라인(6330)의 제3 라인(6333) 내부에 제공된다. 필터 부재(6340)는 압력 제어 라인(6330) 내부의 압력 변화로 인하여 상하로 움직일 수 있다. 그러나 제3 라인(6333)의 내부에 제공된 필터 부재(6340)의 단면적이 제1 라인(6331) 및 제2 라인(6332)보다 크기 때문에, 필터 부재(6340)의 상하 이동 범위가 제한된다. 따라서 제3 라인(6333)의 상면과 제3 라인(6333)의 하면이 필터 부재(6340)의 상한과 하한으로 제공된다.
냉각 부재(6360)는 제3 라인(6333)의 하면을 냉각한다. 이로서 필터 부재(6340)로 인하여 제3 라인(6333)에 잔류하는 기화된 처리액의 액화가 촉진된다. 이로 인해, 제3 라인(6333)의 하면에서 액화된 처리액(6390)이 모이게 된다. 선택적으로, 냉각 부재(6360)는 제공되지 않을 수도 있다.
회수 라인(6350)은 제3 라인(6333)의 하면과 저장 탱크(6310)를 연결한다. 이로 인해 제3 라인(6333)의 하면에서 액화된 처리액(6390)이 회수 라인(6350)을 통해 저장 탱크(6310)로 회수될 수 있다. 회수 라인(6350)은 저장 탱크(6310) 내측벽에서 처리액과의 거리가 가장 가까운 곳에 연결될 수 있다. 이는 회수 라인(6350)을 통해 액화된 처리액(6390)이 회수될 때 저장 탱크(6310) 내부의 처리액 수위의 변화를 최소화하기 위함이다. 선택적으로, 회수 라인(6350)은 제공되지 않을 수도 있다.
도 10은 도 2의 처리액 공급 유닛의 제4 실시예를 보여주는 도면이다. 도 11은 도 10의 처리액 공급 유닛에서 수위가 유지되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 처리액 공급 유닛(6400)은 저장 탱크(6410), 공급 라인(6420), 압력 제어 라인(6430), 필터 부재(6440), 회수 라인(6450) 및 냉각 부재(6460)를 포함한다.
처리액 공급 유닛(6400)은 도 4의 처리액 공급 유닛(6100)과 비교하여, 필터 부재(6440)의 위치가 상이하다. 또한, 처리액 공급 유닛(6400)은 회수 라인(6450)과 냉각 부재(6460)를 더 포함하고 있고, 압력 제어 라인(6430)의 형상이 상이하다. 그 외에는 처리액 공급 유닛(6400)은 도 4의 처리액 공급 유닛(6100)과 유사한 형상과 기능을 갖는다. 따라서 도 4의 처리액 공급 유닛(6100)과 차이점을 중심으로 처리액 공급 유닛(6400)을 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.
압력 제어 라인(6430)은 저장 탱크(6410)로부터 상부로 연장되는 제1 라인(6431), 제1 라인(6431)으로부터 상부로 볼록하게 연결되어 하부로 연장되는 제2 라인(6432), 제2 라인(6432)으로부터 하부로 볼록하게 연결되어 상부로 연장되는 제3 라인(6433) 및 일단은 제3 라인(6433)으로부터 연결되고, 타단은 제어 유닛(700)과 연결되는 제4 라인(6434)을 포함한다.
필터 부재(6440)는 압력 제어 라인(6430)의 제4 라인(6434) 내부에 제공된다. 필터 부재(6440)는 압력 제어 라인(6430) 내부의 압력 변화로 인하여 상하로 움직일 수 있다.
냉각 부재(6460)는 제3 라인(6433)의 하면을 냉각한다. 이로서 필터 부재(6440)로 인하여 제3 라인(6433)에 잔류하는 기화된 처리액의 액화가 촉진된다. 이로 인해, 제3 라인(6433)의 하면에서 액화된 처리액(6490)이 모이게 된다. 선택적으로, 냉각 부재(6460)는 제공되지 않을 수도 있다.
회수 라인(6450)은 제3 라인(6433)의 하면과 저장 탱크(6410)를 연결한다. 이로 인해 제3 라인(6433)의 하면에서 액화된 처리액(6490)이 회수 라인(6450)을 통해 저장 탱크(6410)로 회수될 수 있다. 회수 라인(6450)은 저장 탱크(6410) 내측벽에서 처리액과의 거리가 가장 가까운 곳에 연결될 수 있다. 이는 회수 라인(6450)을 통해 액화된 처리액(6490)이 저장 탱크(6410) 내부로 회수 될 때 저장 탱크(6410) 내부의 처리액 수위의 변화를 최소화 하기 위함이다. 선택적으로, 회수 라인(6450)은 제공되지 않을 수도 있다.
도시되지 않았지만, 압력 제어 라인(6430)은 필터 부재(6440)가 제공되는 제4 라인(6434)에 하부 스토퍼(미도시)를 더 포함할 수 있다. 하부 스토퍼(미도시)는 필터 부재(6440)가 상하 이동하는 하한을 제공한다.
도 12는 도 4의 처리액 공급 유닛의 변형예를 보여주는 도면이다.
도 12를 참조하면, 처리액 공급 유닛(6500)은 저장 탱크(6510), 공급 라인(6520), 압력 제어 라인(6530) 및 필터 부재(6540)를 포함한다.
처리액 공급 유닛(6500)은 도 4의 처리액 공급 유닛(6100)과 비교하여, 필터 부재(6540)의 구성이 상이하고, 필터 부재(6540)가 고정되어 제공된다.
필터 부재(6540)는 링 형상의 프레임(6541) 및 프레임 내부에 제공되는 필터(6542)를 포함한다. 도 4의 필터 부재(6140)와 비교할 때 실링 부재(6543)를 포함하지 않는다. 따라서 필터 부재(6540)는 저장 탱크(6510) 내벽에 고정되어 제공된다. 이때 필터 부재(6540)는 저장 탱크(6510) 내벽에서 처리액과 근접한 위치에 제공될 수 있다. 이는 필터 부재(6540)를 통과하지 못하고 액화되어 회수되는 처리액이 떨어지면서 처리액의 수위를 변동시키지 못하도록 하여, 균일한 토출 볼륨을 유지하기 위함이다.
도 13은 도 6의 처리액 공급 유닛의 변형예를 보여주는 도면이다.
도 13을 참조하면, 처리액 공급 유닛(6600)은 저장 탱크(6610), 공급 라인(6620), 압력 제어 라인(6630) 및 필터 부재(6640)를 포함한다.
처리액 공급 유닛(6600)은 도 4의 처리액 공급 유닛(6200)과 달리, 압력 제어 라인(6630)이 동일한 단면적을 갖도록 제공될 수 있다. 이러한 경우에 필터 부재(6640)는 압력 제어 라인(6630)에 위치하고, 압력 제어 라인(6630) 내부의 압력 변화에 따라 상하로 이동된다. 도시되지 않았지만, 압력 제어 라인(6630)은 하부 스토퍼(미도시)를 더 포함할 수 있다. 하부 스토퍼(미도시)는 필터 부재(6640)가 상하 이동할 때 그 하한을 제공한다. 하부 스토퍼(미도시)는 액화되어 회수되는 처리액으로 인하여 발생하는 수위 변동을 최소화 하기 위하여 저장 탱크(6610)내 처리액에 가깝도록 위치될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 액정 토출량 측정 유닛(800)은 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)의 액정 토출량을 측정한다. 구체적으로, 액정 토출량 측정 유닛(800)은 헤드 유닛(400a, 400b, 400c) 마다 전부의 노즐들(미도시)로부터 토출되는 액정 량을 측정한다. 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)의 액정 토출량 측정을 통해, 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)의 노즐들(미도시)의 이상 유무를 거시적으로 확인할 수 있다. 즉, 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)의 액정 토출량이 기준치를 벗어나면, 노즐들(미도시) 중 적어도 하나에 이상이 있음을 알 수 있다.
헤드 유닛(400a, 400b, 400c)은 갠트리 이동 유닛(300)과 헤드 이동 유닛(500)에 의해 제 1 방향(Ⅰ)과 제 2 방향(Ⅱ)으로 이동되어 액정 토출량 측정 유닛(800)의 상부에 위치할 수 있다. 헤드 이동 유닛(500)은 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)을 제 3 방향(Ⅲ)으로 이동시켜 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)과 액정 토출량 측정 유닛(800)과의 상하 방향 거리를 조절할 수 있다.
노즐 검사 유닛(900)은 광학 검사를 통해 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)에 제공된 개별 노즐의 이상 유무를 확인한다. 액정 토출량 측정 유닛(800)에서 거시적인 노즐의 이상 유무를 확인한 결과, 불특정의 노즐에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 노즐 검사 유닛(900)은 개별 노즐의 이상 유무를 확인하면서 노즐에 대한 전수 검사를 진행할 수 있다.
노즐 검사 유닛(900)은 베이스(B) 상의 기판 지지 부재(100) 일측에 배치될 수 있다. 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)은 갠트리 이동 유닛(300)과 헤드 이동 유닛(500)에 의해 제 1 방향(Ⅰ)과 제 2 방향(Ⅱ)으로 이동되어 노즐 검사 유닛(900)의 상부에 위치할 수 있다. 헤드 이동 유닛(500)은 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)을 제 3 방향(Ⅲ)으로 이동시켜 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)과 노즐 검사 유닛(900)과의 상하 방향 거리를 조절할 수 있다.
헤드 세정 유닛(1000)은 퍼징(Purging) 공정과 흡입(Suction) 공정을 진행한다. 퍼징(Purging) 공정은 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)의 내부에 수용된 액정의 일부를 고압으로 분사하는 공정이다. 흡입(Suction) 공정은, 퍼징(Purging) 공정 후, 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)의 노즐면에 잔류하는 액정을 흡입하여 제거하는 공정이다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 액정 토출부 400 : 헤드 유닛
600 : 처리액 공급 유닛 610 : 저장 탱크
630 : 압력 제어 라인 640 : 필터 부재
700 : 제어 유닛 800 : 액정 토출량 측정 유닛
900 : 노즐 검사 유닛 1000 : 헤드 세정 유닛

Claims (6)

  1. 기판을 지지하는 기판 지지 부재;
    상기 기판 지지 부재에 지지된 상기 기판으로 처리액을 분사하는 하나 또는 복수의 헤드를 포함하는 헤드 유닛;
    상기 헤드가 결합되고, 상기 기판 지지 부재 상측에서 이동 가능하도록 제공되는 갠트리; 및
    상기 헤드로 공급되는 상기 처리액이 저장되는 처리액 공급 유닛;을 포함하되,
    상기 처리액 공급 유닛은
    상기 처리액이 저장되는 저장 탱크;
    상기 저장 탱크와 상기 헤드가 연결되는 공급 라인;
    상기 저장 탱크 내부를 가압하는 제어 유닛과 상기 저장 탱크가 연결되는 압력 제어 라인; 및
    상기 저장 탱크로부터 상기 압력 제어 라인을 통해 액상의 상기 처리액이 배출되는 것을 방지하기 위해 상기 처리액 공급 유닛 내부에 제공되어 기체가 통과 가능한 필터 부재;를 포함하고,
    상기 필터 부재는 전체가 상기 저장 탱크 내부의 압력 변화에 따라 상하로 이동될 수 있도록 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터 부재는 상기 저장 탱크 내부에 제공되는 기판 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터 부재는 상기 제어 유닛과 상기 저장 탱크 사이의 상기 압력 제어 라인상에 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 삭제
  6. 기판에 분사되는 처리액이 저장되는 처리액 공급 유닛에 있어서,
    헤드로 공급되는 처리액이 저장되는 저장 탱크;
    상기 저장 탱크와 상기 헤드가 연결되는 공급 라인;
    상기 저장 탱크 내부를 가압하는 제어 유닛과 상기 저장 탱크가 연결되는 압력 제어 라인; 및
    상기 저장 탱크로부터 상기 압력 제어 라인을 통해 액상의 상기 처리액이 배출되는 것을 방지하기 위해 상기 처리액 공급 유닛 내부에 제공되어 기체가 통과 가능한 필터 부재;를 포함하고,
    상기 필터 부재는 상기 저장 탱크 내부에 제공되고, 전체가 상기 저장 탱크 내부의 압력 변화에 따라 상하로 이동될 수 있도록 제공되는 처리액 공급 유닛.
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