KR102174061B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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장석원
장윤옥
이형태
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세메스 주식회사
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    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus 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
    • B05C5/027—Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated
    • B05C5/0275—Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated flow controlled, e.g. by a valve
    • B05C5/0279—Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated flow controlled, e.g. by a valve independently, e.g. individually, flow controlled
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 베이스(B), 기판 지지 유닛(100), 갠트리(200), 헤드(300) 및 헤드 세정 유닛(400) 등을 포함한다. 헤드 세정 유닛(400)은 석션 노즐(420) 및 기액 분리 부재(440)를 포함한다. 기액 분리 부재(440)은 그 내부에 회전 기류를 형성하는 회전 날개(444) 및/또는 기류 발생 부재(441a)를 가짐으로써, 발생된 회전 기류의 원심력을 이용하여 석션 노즐(420)을 통하여 유입된 캐미컬에서 액체 성분을 효과적으로 분리한다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 헤드 세정 유닛을 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크젯 방식으로 액을 토출하는 헤드를 세정하는 헤드 세정 유닛을 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
영상을 표시하는 액정표시장치는 다양한 박막들이 증착된 두 장의 기판 및 두 장의 기판 사이에 개재된 액정층으로 이루어진다. 일반적으로, 각 기판에 형성된 박막들은 다양한 형상의 패턴을 가지므로, 패턴의 정밀도를 위해 증착 공정 및 사진 식각 공정을 통해 형성된다. 이와 같이, 하나의 박막을 형성하기 위해서는 고가의 마스크가 사용되는 사진 식각 공정이 이용되므로, 제조 원가가 상승하고, 제조 공정 시간이 증가한다.
최근, 이러한 박막 형성 방법의 대안으로 잉크젯 프린팅 방식을 이용한 박막 형성 방법이 사용되고 있다. 잉크젯 프린팅 방식은 기판의 특정 위치에 약액을 도포하여 박막을 형성하므로, 별도의 식각 공정을 필요로 하지 않는다. 이러한 잉크젯 프린팅 방식은 액정표시장치의 컬러필터 또는 배향막 등을 형성하는 데 사용될 수 있다.
일반적으로, 잉크젯 프린트 장치는 기판 상에 약액을 도포하는 헤드, 및 헤드를 세정하는 세정 유닛을 구비한다. 세정 유닛이 음압을 이용한 석션(Suction)을 동반하여 세정하는 경우, 석션에 의해 흡입된 약액과 기체의 혼함 불 중 약액이 펌프 등 음압 발생장치에 유입되는 경우 성능 저하가 발생되는 문제가 있다. 따라서 석션 헤드와 음압 발생 장치 사이에 흡수된 혼합물에서 약액을 분리하기 위한 유로를 늘리는 버퍼 박스(Buffer Box)를 설치하나 공간의 제약으로 인해 유로를 늘리는데 한계가 있다.
본 발명은 작은 공간에서 흡수된 혼합물의 기액 분리 효율을 높이는 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판 처리 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는 베이스; 상기 베이스에 설치되고 기판이 놓이는 기판 지지 유닛; 상기 기판 지지 유닛의 이동 경로 상부에 제공되며, 상기 기판 상에 잉크젯 방식으로 액을 토출하는 헤드가 결합된 갠트리; 및 상기 헤드의 노즐을 세정하는 헤드 세정 유닛을 포함하되, 상기 헤드 세정 유닛은, 상기 헤드에 잔류하는 케미컬을 흡입하는 석션 노즐; 및 상기 석션 노즐이 흡입한 케미컬을 기체와 액체로 분리하는 기액 분리 부재;를 가지고, 상기 기액 분리 부재는, 상기 석션 노즐과 연결되고, 상기 기액 분리 부재의 하부에 위치되며, 상기 석션 노즐이 흡입한 케미컬이 상기 기액 분리 부재 내로 유입되는 유입구; 상기 기액 분리 부재의 상부에 제공되고 상기 케미컬 중 기체가 배출되는 기체 배출구; 상기 기체 배출구에 연결되고, 상기 기액 분리 부재 내부에 음압을 발생시키는 음압 발생 부재; 및 상기 유입구와 상기 기체 배출구 사이에 상기 유입구를 마주보도록 제공되는 회전 날개;를 가진다.
상기 기액 분리 부재는, 상기 케미컬 유입시 회전 기류를 발생시키는 기류 발생 부재를 상기 유입구 내부에 가지며, 상기 기류 발생 부재는, 고정된 프로펠러 형태로 제공될 수 있다.
상기 기액 분리 부재에는, 상기 기액 분리 부재의 외부 격벽과 일정간격 이격되도록 상기 기액 분리 부재의 내부에 제공된 내부 격벽이 상기 회전 날개 하단에 제공되고, 흡수된 캐미컬에서 분리된 액체가 상기 외부 격벽과 상기 내부 격벽 사이로 배출된다. 상기 내측면은 그 길이 조절이 가능하다. 상기 회전 날개는, 상하 방향으로 일렬로 복수개가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 버퍼 박스 내로 유입된 혼합물의 흐름을 회전 기류로 방향을 변경함으로써 기액 분리의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 헤드 세정 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 기류 발생 부재를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2의 회전 날개를 나타낸 사시도이다.
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.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 처리 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 베이스(B), 기판 지지 유닛(100), 갠트리(200), 헤드(300), 그리고 헤드 세정 유닛(400)을 포함한다.
베이스(B)는 일정한 두께를 가지는 직육면체 형상으로 제공될 수 있다. 베이스(B)의 상면에는 기판 지지 유닛(100)이 배치된다. 기판 지지 유닛(100)은 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(110)에 수직한 회전 중심축을 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.
지지판(110)과 회전 구동 부재(120)는 직선 구동 부재(130)에 의해 제1 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 제1 방향(Ⅰ)으로 길게 연장된다. 슬라이더(132)에는 리니어 모터가 내장될 수 있으며, 슬라이더(132)는 리니어 모터에 의해 가이드 부재(134)를 따라 제1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동된다.
갠트리(200)는 지지판(110)이 이동되는 경로의 상부에 제공된다. 갠트리(200)는 베이스(B)의 상면으로부터 위방향으로 이격 배치되며, 갠트리(200)는 길이 방향이 제2 방향(Ⅱ)을 향하도록 배치된다. 갠트리(200)는 제 1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동이 가능하도록 제공된다.
헤드(300)는 헤드 이동 유닛(500)에 의해 갠트리(200)에 결합된다. 헤드(300)는 헤드 이동 유닛(500)에 의해 갠트리의 길이 방향, 즉 제2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동하고, 또한 제3 방향(Ⅲ)으로 직선 이동될 수 있다. 헤드 세정 유닛(400)에 의한 헤드(300) 세정시 헤드(300)는 갠트리(200) 및 헤드 이동 유닛(500)에 의해 헤드 세정 유닛(400)의 상부에 위치된다.
헤드(300)는 기판에 액정의 액적을 토출한다. 헤드(300)는 복수 개가 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 헤드(300a, 300b, 300c)가 제공된 예를 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 헤드(300)는 제2 방향(Ⅱ)으로 일렬로 나란하게 배열될 수 있으며, 갠트리(200)에 결합된다.
헤드(300)의 저면에는 액정의 액적을 토출하는 복수 개의 노즐들이 제공된다. 예를 들어, 각각의 헤드들에는 128개 또는 256개의 노즐들이 제공될 수 있다. 노즐들은 일정 피치의 간격으로 일렬로 배치될 수 있다.
각각의 헤드(300)에는 노즐들에 대응하는 수만큼의 압전 소자가 제공될 수 있으며, 노즐들의 액적 토출량은 압전 소자들에 인가되는 전압의 제어에 의해 각기 독립적으로 조절될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 헤드 세정 유닛의 개략적인 모습을 나타낸 도면이다. 도 2를 참고하면, 헤드 세정 유닛(400)은 석션 노즐(420) 및 기액 분리 부재(440)를 포함한다. 헤드 세정 유닛(400)은 헤드(300)에 잔류하는 액정 또는 세정액 등을 세정한다.
석션 노즐(420)은 헤드(300) 세정시 노즐이 제공된 헤드(300)의 일면에 인접되도록 위치하여 음압 발생 부재(443)에 의해 발생된 음압에 의한 압력차이를 이용해 헤드(300)에 잔류하는 액정 또는 세정액 등을 흡수한다. 액정 또는 세정액 등을 흡수시 액정 또는 세정액 등의 액체와 함께 헤드(300) 주변의 기체가 혼합되어 흡수된다. 흡수된 액체와 기체의 혼합된 캐미컬(이하 캐미컬이라 한다.)은 기액 분리 부재(440)로 유입된다.
기액 분리 부재(440)는 유입구(441), 기체 배출구(442), 음압 발생 부재(443) 및 회전 날개(444)를 포함한다. 기액 분리 부재(440)는 석션 노즐(420)과 연결된다. 기액 분리 부재(440)는 석션 노즐(420)로부터 흡수된 캐미컬에서 액체 성분을 분리함으로써 액체 성분이 음압 발생 부재(443)로 유입되는 것을 방지한다.
캐미컬은 유입구(441)를 통해 기액 분리 부재(440)내로 유입된다. 유입구(441)는 기액 분리 부재(440)의 하부에 위치한다. 유입구(441)의 내부에는 유입되는 캐미컬의 흐름에 회전 기류를 발생시키는 기류 발생 부재(441a)가 제공될 수 있다. 도 3은 도 2의 기류 발생 부재(441a)를 나타낸 도면이다. 도 3을 참고하면, 일 예에 의하면 기류 발생 부재(441a)는 유입구(441) 내부에 고정된 프로펠러 형태로 제공됨으로써 캐미컬이 프로펠러의 날개 사이를 통과함으로써 발생된 회전기류에 의한 원심력에 의해 캐미컬은 기액 분리 부재(440)의 외부 격벽(445)의 내측면에 충돌하고 충돌시 캐미컬 내 액체 성분은 기액 분리 부재(440)의 외부 격벽(445)의 내측면에 부착하여 모이게 된다. 액체 성분이 일정 크기 이상이 모이게 되면 그 무게에 의해 외부 격벽(445)의 내측면을 따라 아래 방향으로 흘러내려 기액 분리 부재(440)의 하단에 제공된 액체 배출구(449)를 통해 배출된다.
기체 배출구(442)는 기액 분리 부재(440)의 상부에 위치된다. 기액 분리 부재(440)에서 액체가 분리된 캐미컬은 기체 배출구(442)를 통해 기액 분리 부재(440)의 외부로 배출된다.
음압 발생 부재(443)는 기액 분리 부재(440) 내부의 압력이 기액 분리 부재 (440) 외부의 압력보다 낮아지도록 음압을 발생시킨다. 음압 발생 부재(443)는 기체 배출구(442)에 연결된 펌프 또는 이젝터(Ejector)로 제공될 수 있다.
도 4는 도 2의 회전 날개(444)의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 2 및 도 3을 참고하면, 회전 날개(444)는 유입구(441)와 기체 배출구(442) 사이에 제공된다. 회전 날개(444)는 유입구(441)을 마주보는 프로펠러 형태로 제공될 수 있다. 회전 날개(444)는 음압 발생 부재(443)에 의해 발생된 기류 또는 별도의 구동기(447)에 의해 회전 된다. 회전 날개(444)의 회전에 의해 발생된 회전 기류에 의한 원심력에 의해 캐미컬은 기액 분리 부재(440)의 외부 격벽(445)의 내측면에 충돌하고 충돌시 캐미컬 중 액체 성분은 기액 분리 부재(440)의 외부 격벽(445)의 내측면에 부착하여 모이게 된다. 액체 성분이 일정 크기 이상이 모이게 되면 그 무게에 의해 외부 격벽(445)의 내측면을 따라 아래 방향으로 흘러내려 기액 분리 부재(440)의 하단에 제공된 액체 배출구(449)를 통해 배출된다. 회전 날개(444)의 회전 축에는 회전축에 캐미컬에 포함된 액체의 유입을 방지하는 유입 방지 부재(448)가 제공될 수 있다. 도 2에는 회전 날개(444)가 하나만 제공된 것으로 도시되었으나 선택적으로 회전 날개(444)는 상하 방향으로 일렬로 복수개가 제공될 수 있다.
도 2에는 회전 날개(444)와 기류 발생 부재(441a)가 함께 제공된 경우를 도시하였으나, 선택적으로 회전 날개(444) 또는 기류 발생 부재(441a)중 하나만 제공될 수 있다.
기액 분리 부재(440)에는 외부 격벽(445)과 일정간격 이격되도록 기액 분리 부재(440)의 내부에 제공된 내부 격벽(446)이 회전 날개(444)의 하단에 제공될 수 있다. 회전 날개(444) 및 기류 발생 부재(441a)에 의해 외부 격벽(445)의 내측면에 모인 액체는 외부 격벽(445)의 내측면을 따라 아래 방향으로 이동하고, 기액 분리 부재(440)의 하단의 외부 격벽(445)과 내부 격벽(446) 사이에 형성된 액체 배출구(449)를 통해 배출된다. 내부 격벽(446)은 액체가 재 비산하는 것을 방지한다. 내부 격벽(446)은 액체가 외부 격벽(445)에 부착되는 높이에 따라 길이 조절이 가능하도록 제공된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 기액 분리 부재(440)에 회전 기류를 발생시키는 회전 날개(444) 및 기류 발생 부재(441a)를 제공함으로써, 작은 공간내에서 효과적으로 캐미컬의 액체 성분을 분리할 수 있다.
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: 기판 처리 장치 S: 기판
100: 기판 지지 유닛 200: 갠트리
300: 헤드 400: 헤드 세정 유닛
420: 석션 노즐 440: 기액 분리 부재

Claims (11)

  1. 베이스;
    상기 베이스에 설치되고 기판이 놓이는 기판 지지 유닛;
    상기 기판 지지 유닛의 이동 경로 상부에 제공되며, 상기 기판 상에 잉크젯 방식으로 액을 토출하는 헤드가 결합된 갠트리; 및
    상기 헤드의 노즐을 세정하는 헤드 세정 유닛을 포함하되,
    상기 헤드 세정 유닛은,
    상기 헤드에 잔류하는 케미컬을 흡입하는 석션 노즐; 및
    상기 석션 노즐이 흡입한 케미컬을 기체와 액체로 분리하는 기액 분리 부재;를 가지고,
    상기 기액 분리 부재는,
    상기 석션 노즐과 연결되고,
    상기 기액 분리 부재의 하부에 위치되며, 상기 석션 노즐이 흡입한 케미컬이 상기 기액 분리 부재 내로 유입되는 유입구;
    상기 기액 분리 부재의 상부에 제공되고 상기 케미컬 중 기체가 배출되는 기체 배출구;
    상기 기체 배출구에 연결되고, 상기 기액 분리 부재 내부에 음압을 발생시키는 음압 발생 부재; 및
    상기 유입구와 상기 기체 배출구 사이에 상기 유입구를 마주보도록 제공되는 회전 날개;를 가지고,
    상기 기액 분리 부재에는, 상기 기액 분리 부재의 외부 격벽과 일정간격 이격되도록 상기 기액 분리 부재의 내부에 제공된 내부 격벽이 상기 회전 날개 하단에 제공되고, 흡수된 캐미컬에서 분리된 액체가 상기 외부 격벽과 상기 내부 격벽 사이로 배출되는 기판 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기액 분리 부재는, 상기 케미컬 유입시 회전 기류를 발생시키는 기류 발생 부재를 상기 유입구 내부에 가지는 기판 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기류 발생 부재는, 고정된 프로펠러 형태로 제공되는 기판 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 격벽은 그 길이 조절이 가능한 기판 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기액 분리 부재는,
    상기 회전 날개를 회전 시키는 구동기를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기액 분리 부재는,
    상기 회전 날개의 회전축에 상기 케미컬에 포함된 액체의 유입을 방지하는 유입 방지 부재를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지제 7 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 회전 날개는, 상하 방향으로 일렬로 복수개가 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 베이스;
    상기 베이스에 설치되고 기판이 놓이는 기판 지지 유닛;
    상기 기판 지지 유닛의 이동 경로 상부에 제공되며, 상기 기판 상에 잉크젯 방식으로 액을 토출하는 헤드 부재가 결합된 갠트리; 및
    상기 헤드의 노즐을 세정하는 헤드 세정 유닛을 포함하되,
    상기 헤드 세정 유닛은,
    상기 헤드에 잔류하는 케미컬을 흡입하는 석션 노즐; 및
    상기 석션 노즐이 흡입한 케미컬을 기체와 액체로 분리하는 기액 분리 부재;를 가지고,
    상기 기액 분리 부재는,
    상기 석션 노즐과 연결되고,
    상기 기액 분리 부재의 하부에 위치되며, 상기 석션 노즐이 흡입한 케미컬이 상기 기액 분리 부재 내로 유입되는 유입구;
    상기 기액 분리 부재의 상부에 제공되고, 상기 케미컬 중 기체가 배출되는 기체 배출구;
    상기 기체 배출구에 연결되고, 상기 기액 분리 부재 내부에 음압을 발생시키는 음압 발생 부재; 및
    상기 케미컬 유입시 회전 기류를 발생시키는 기류 발생 부재를 상기 유입구 내부에 가지고,
    상기 기액 분리 부재에는, 그 외부 격벽과 일정간격 이격되도록 상기 기액 분리 부재의 내부에 제공된 내부 격벽이 상기 기액 분리 부재의 상단과 일정간격 이격되게 제공되며, 흡수된 캐미컬에서 분리된 액체가 상기 외부 격벽과 상기 내부 격벽 사이로 배출되는 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기류 발생 부재는,
    고정된 프로펠러 형태로 제공되는 기판 처리 장치.
  11. 삭제
KR1020140065588A 2014-05-30 2014-05-30 기판 처리 장치 KR102174061B1 (ko)

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