KR102232668B1 - 액 공급 유닛, 이를 가지는 기판처리장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 상에 액을 공급하는 장치 및 방법을 제공한다. 액 공급 유닛은 처리액을 분사하는 노즐 및 상기 노즐에 처리액을 공급하는 액 공급 부재를 포함하되, 상기 액 공급 부재는 내부에 버퍼 공간이 제공되는 보틀, 상기 노즐 및 상기 보틀 각각에 연결되는 유출 라인, 액 저장 탱크로부터 제공된 처리액을 상기 버퍼 공간에 공급하도록 상기 보틀에 결합되고, 유입 밸브가 설치되는 유입 라인, 상기 버퍼 공간에 음압을 제공하도록 상기 보톨에 결합되고, 음압 밸브가 설치되는 음압 라인, 그리고 상기 음압 밸브을 포함한다. 액 저장 탱크와 보틀 간에는 압력 차가 발생되고, 압력 차이로 인해 보틀 내에 처리액이 공급되므로, 보틀의 내부 압력을 일정하게 유지시킨 상태에서 보틀 내에 처리액을 공급할 수 있다.

Description

액 공급 유닛, 이를 가지는 기판처리장치 및 방법{Chemical discharging unit, Apparatus and Method for treating substrate with the unit}
본 발명은 기판 상에 액을 공급하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에는 휴대 전화기, 휴대형 컴퓨터 등의 전자 기기의 표시부에 액정 표시 장치가 널리 이용되고 있다. 이러한 액정 표시 장치는 블랙 매트릭스, 컬러 필터, 공통 전극 및 배향막이 형성된 컬러 필터 기판, 박막트랜지스터(TFT), 화소 전극 및 배향막이 형성된 어레이 기판 사이의 공간에 액정을 주입하여, 액정의 이방성에 따른 빛의 굴절률의 차이를 이용해 영상 효과를 얻는다.
이 같이 컬러 필터 기판과 어레이 기판 상에 배향액이나 액정과 같은 처리액을 도포하는 장치로는 잉크젯 방식의 도포 장치가 사용되고 있다. 이러한 처리액 도포 장치는 노즐 및 액 공급 부재를 포함하며, 노즐은 액 공급 부재로부터 처리액을 공급받아 기판 상에 처리액을 도포한다. 도 1은 일반적인 액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 액 공급 유닛은 액 저장 탱크(2), 보틀(4), 그리고 유입 라인(6)을 포함한다. 처리액은 유입 라인(6)을 통해 액 저장 탱크(2)에서 보틀(4)에 공급되고, 보틀(4) 내에 채워진 처리액은 노즐로 공급된다.
그러나 빈 보틀에 처리액을 채우는 과정에서 보틀의 내부는 가압된다. 이로 인해 보틀의 내부가 일정 수준 이상으로 가압되게 되면, 처리액은 보틀로 공급되는 중에 역류된다. 뿐만 아니라 보틀의 내부 압력이 계속적으로 증가됨에 따라 보틀이 파손될 수 있다.
보틀의 내부가 가압되는 것을 방지하고자, 처리액의 공급유량을 낮춰 보틀 내에 공급하고, 보틀의 내부 압력을 변동을 최소화하는 방안이 제기되었다. 그러나 보틀 내에 처리액이 채워지는 시간이 증가되고, 도포 공정에 대한 쓰루풋이 저하되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 보틀 내에 처리액을 공급하는 과정에서 보틀의 내부 압력을 일정하게 유지시킬 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 보틀의 내부 압력을 일정하게 유지시키면서 보틀 내에 처리액을 신속하게 충진할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 기판 상에 액을 공급하는 장치 및 방법을 제공한다. 액 공급 유닛은 처리액을 분사하는 노즐 및 상기 노즐에 처리액을 공급하는 액 공급 부재를 포함하되, 상기 액 공급 부재는 내부에 버퍼 공간이 제공되는 보틀, 상기 노즐 및 상기 보틀 각각에 연결되는 유출 라인, 액 저장 탱크로부터 제공된 처리액을 상기 버퍼 공간에 공급하도록 상기 보틀에 결합되고, 유입 밸브가 설치되는 유입 라인, 상기 버퍼 공간에 음압을 제공하도록 상기 보톨에 결합되고, 음압 밸브가 설치되는 음압 라인을 포함한다.
상기 음압 밸브 및 상기 유입 밸브를 제어하는 더 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 음압 라인 및 상기 유입 라인을 동시 개폐할 수 있다. 상기 액 공급 부재는 상기 버퍼 공간에 양압을 제공하도록 상기 보틀에 결합되고, 양압 밸브가 설치되는 양압 라인 및 상기 유출 라인을 개폐하는 유출 밸브를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 양압 라인 및 상기 유출 라인이 동시 개폐되도록 상기 양압 밸브 및 상기 유출 밸브를 제어할 수 있다. 상기 액 공급 부재는 상기 제어기는 상기 유입 라인과 상기 유출 라인 중 어느 하나가 개방되는 동안 다른 하나가 닫히도록 유입 밸브 및 유출 밸브를 제어할 수 있다. 상기 액 공급 부재는 상기 버퍼공간의 기설정 높이에 위치되며, 상기 버퍼 공간에 채워진 처리액의 수위를 측정하는 압력 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 기설정 높이는 처리액이 상기 버퍼 공간에 풀(Full)로 채워진 수위와 대응되게 제공될 수 있다. 상기 제어기는 상기 압력 센서로부터 수신된 측정 정보를 통해서 처리액이 상기 버퍼 공간에 상기 기설정 높이에 대응되게 채워졌다고 판단되면, 상기 음압 라인 및 상기 유입 라인이 닫히도록 상기 음압밸브 및 상기 유입 밸브를 제어할 수 있다. 처리액은 액정(Liquid Crystal), 배향액, 잉크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛 및 상기 기판 지지 유닛에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되, 상기 액 공급 유닛은 상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판 상에 처리액을 토출하는 노즐을 가지는 헤드 및 상기 노즐에 처리액을 공급하는 액 공급 부재를 포함하되, 상기 액 공급 부재는 내부에 버퍼 공간이 제공되는 보틀, 상기 노즐 및 상기 보틀 각각에 연결되는 유출 라인, 액 저장 탱크로부터 제공된 처리액을 상기 버퍼 공간에 공급하도록 상기 보틀에 결합되고, 유입 밸브가 설치되는 유입 라인, 상기 버퍼 공간에 음압을 제공하도록 상기 보톨에 결합되고, 음압 밸브가 설치되는 음압 라인을 포함한다.
상기 음압 밸브 및 상기 유입 밸브를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 음압 라인 및 상기 유입 라인을 동시 개폐할 수 있다. 상기 액 공급 부재는 상기 버퍼 공간에 양압을 제공하도록 상기 보틀에 결합되고, 양압 밸브가 설치되는 양압 라인 및 상기 유출 라인을 개폐하는 유출 밸브를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 양압 라인 및 상기 유출 라인이 동시 개폐되도록 상기 양압 밸브 및 상기 유출 밸브를 제어하고, 상기 유입 라인과 상기 유출 라인 중 어느 하나가 개방되는 동안 다른 하나가 닫히도록 유입 밸브 및 유출 밸브를 제어할 수 있다.
기판 처리 방법으로는 보틀은 헤드 및 처리액이 채워진 액 저장 탱크 각각에 연결되고, 상기 보틀 내에 제공된 버퍼 공간을 감압을 상기 처리액을 상기 액 저장 탱크에서 상기 보틀로 공급한다.
상기 버퍼 공간의 압력을 측정하는 압력 센서는 상기 버퍼 공간에 위치되고, 상기 압력 센서로부터 측정된 정보가 상기 액 저장 탱크보다 낮은 제1압력에서 상기 제1압력보다 높은 제2압력으로 변동되면, 상기 처리액이 상기 버퍼 공간에 풀(Full) 상태로 채워졌다고 판단할수 있다. 상기 처리액은 액정(Liquid Crystal), 배향액, 잉크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 액 저장 탱크로부터 보틀에 처리액에 공급 시 보틀의 내부압력은 감압된다. 액 저장 탱크와 보틀 간에는 압력 차가 발생되고, 압력 차이로 인해 보틀 내에 처리액이 공급되므로, 보틀의 내부 압력을 일정하게 유지시킨 상태에서 보틀 내에 처리액을 공급할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 보틀 내에 처리액을 공급하는 과정에서 보틀의 내부압력은 일정하게 유지되므로, 처리액이 역류하는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 보틀 내에 처리액을 공급하는 과정에서 보틀의 내부압력은 일정하게 유지되므로, 보틀이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 보틀 내에 처리액을 공급하는 과정에서 보틀의 내부압력은 일정하게 유지되므로, 보틀 내에 채워지는 처리액의 수위가 높아질지라도 처리액의 공급 유량을 일정하게 유지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 보틀 내에는 기설정 높이에 압력 센서가 위치된다. 이에 따라 보틀 내에 채워진 처리액의 수위가 기설정 높이에 도달할 경우, 측정된 압력값이 크게 증가되어 공급된 처리액의 양을 측정할 수 있다.
도 1은 일반적인 액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 방식의 기판처리장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 액정 토출부를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 갠트리 이동 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 3의 액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 6은 버퍼 공간에 처리액이 채워지는 중에서 시간에 따른 버퍼 공간의 압력을 도시한 표이다.
도 7 내지 도 9은 헤드에 처리액을 공급하는 과정을 보여주는 단면도들이다.
도 10은 도 5의 다른 실시예에 따른 액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 상술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시 예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에는 액적을 토출하는 잉크젯 방식으로 대상물에 처리액을 도포하는 기판처리장치를 설명한다. 예컨태, 대상물은 액정 표시 패널의 컬러 필터(CF) 기판 또는 박막트랜지스터(TFT) 기판일 수 있으며, 처리액은 액정(Liquid Crystal), 배향액, 용매에 안료 입자가 혼합된 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 잉크일 수 있다. 배향액으로는 폴리이미드(polyimide)가 사용될 수 있다.
배향액은 컬러 필터(CF) 기판과 박막트랜지스터(TFT) 기판의 전면에 도포될 수 있고, 액정은 컬러 필터(CF) 기판 또는 박막트랜지스터(TFT) 기판의 전면에 도포될 수 있다. 잉크는 컬러 필터(CF) 기판상에 격자 모양의 패턴으로 배열된 블랙 매트릭스의 내부 영역에 도포될 수 있다.
본 실시예의 기판처리장치(1)는 액적을 토출하는 잉크젯 방식으로 기판에 액정(Liquid Crystal)을 도포하는 설비이다.
기판은 액정 표시 패널의 컬러 필터(CF) 기판 또는 박막트랜지스터(TFT) 기판일 수 있으며, 액정은 컬러 필터(CF) 기판 또는 박막트랜지스터(TFT) 기판의 전면에 도포될 수 있다.
도 2는 잉크젯 방식의 기판처리장치을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 기판처리장치(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, 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 3은 도 2의 액정 토출부를 보여주는 사시도이다. 도 3을 참조하면, 액정토출부(10)는 베이스(B), 기판 지지 유닛(100), 갠트리(200), 갠트리 이동 유닛(300), 헤드 이동 유닛(500), 개별 헤드 제어 유닛(미도시), 세정 유닛(700), 측정 유닛(800), 검사 유닛(900), 그리고 액 공급 유닛을 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(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 배치되며, 갠트리(200)는 길이 방향이 제 2 방향(Ⅱ)을 향하도록 배치된다.
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 구동 유닛(300) 제 1 구동 유닛(310)과 제 2 구동 유닛(320)을 포함한다. 제 2 구동 유닛(320)은 회전 중심이 되는 갠트리(200)의 일단에 제공되고, 제 1 구동 유닛(310)은 갠트리(200)의 타단에 제공된다.
도 4는 도 3의 갠트리 이동 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 제 1 구동 유닛(310)은 가이드 레일(315) 및 슬라이더(317)를 포함한다. 가이드 레일(315)은 길이 방향이 제 1 방향(Ⅰ)을 향하고, 기판 지지 유닛(100)의 가이드 부재(134)를 중심으로 베이스(B) 상면의 타측 가장자리부에 배치된다. 가이드 레일(315)에는 슬라이더(317)가 이동 가능하게 결합된다. 슬라이더(317)는 갠트리의 저면에 결합된다. 슬라이더(317)에는 리니어 모터(미도시)가 내장될 수 있다. 슬라이더(317)는 리니어 모터(미도시)의 구동력에 의해 가이드 레일(315)을 따라 제 1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동한다.
제 2 구동 유닛(320)은 갠트리의 중심축을 중심으로 제 1 구동 유닛(310)과 대칭되게 위치된다. 제 2 구동 유닛(320)은 제 1 구동 유닛(310)과 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
헤드 제어 유닛은 각각의 헤드들(410,420,430)의 액정 토출을 제어한다. 헤드 제어 유닛은 헤드들(410,420,430)에 인접하게 액정 토출부(10) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 헤드 제어 유닛은 갠트리(200)의 일단에 배치될 수 있다. 본 실시 예에서는 헤드 제어 유닛이 갠트리(200)의 일단에 배치된 경우를 예로 들어 설명하지만, 헤드 제어 유닛의 위치는 이에 한정되는 것은 아니다.
헤드 제어 유닛은 비록 도시되지는 않았지만, 각각의 헤드들(410,420,430)에 전기적으로 연결되고, 각각의 헤드들(410,420,430)로 제어 신호를 인가한다. 각각의 헤드들(410,420,430)에는 노즐들(미도시)에 대응하는 수의 압전 소자(미도시)가 제공될 수 있으며, 헤드 제어 유닛은 압전 소자들에 인가되는 전압을 제어하여 노즐들(미도시)의 액적 토출 량을 조절할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 세정 유닛(700)은 헤드를 세정한다. 세정 유닛(700)은 헤드(400)의 토출단에 음압을 제공하여 토출단에 잔류된 처리액을 제거한다. 예컨대, 세정 유닛(700)은 석션 노즐일 수 있다.
측정 유닛(800)은 각각의 헤드(410,420,430)의 처리액 토출량을 측정한다. 구체적으로, 측정 유닛(800)은 각각의 헤드(410,420,430) 마다 전부의 노즐들(미도시)로부터 토출되는 유량을 측정한다. 각각의 헤드(410,420,430)의 처리액 토출량 측정을 통해, 헤드들(410,420,430)의 노즐들(미도시)의 이상 유무를 거시적으로 확인할 수 있다. 즉, 개별 헤드(410,420,430)의 처리액 토출량이 기준치를 벗어나면, 노즐들(미도시) 중 적어도 하나에 이상이 있음을 알 수 있다.측정 유닛(800)은 베이스(B) 상의 기판 지지 유닛(100)의 일측에 배치될 수 있다. 측정 유닛(800)은 제 1 내지 제 3 측정유닛(800a,800,800c)을 가질 수 있다.
검사 유닛(900)은 광학 검사를 통해 헤드들(410,420,430)에 제공된 개별 노즐의 이상 유무를 확인한다. 측정유닛(800)에서 거시적인 노즐의 이상 유무를 확인한 결과, 불특정의 노즐에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 검사유닛(900)은 개별 노즐의 이상 유무를 확인하면서 노즐에 대한 전수 검사를 진행할 수 있다.
액 공급 유닛(1000)은 기판(S) 상에 처리액을 공급한다. 액 공급 유닛(1000)은 헤드(400) 및 액 공급 부재(1050)를 포함한다. 헤드(400)는 기판(S)에 처리액을 토출한다. 헤드(400)는 복수 개 제공될 수 있다. 본 실시 예에서는 3 개의 헤드(410,420,430)가 제공된 예를 들어 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 헤드(400)는 제 2 방향(Ⅱ)으로 일렬로 나란하게 배열될 수 있으며, 갠트리(200)에 결합된다. 헤드(400)는 헤드 이동 유닛(500)에 의해 갠트리(200)의 길이 방향, 즉 제 2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동하고, 또한 제 3 방향(Ⅲ)으로 직선 이동될 수 있다.
헤드(400)의 저면에는 처리액을 토출하는 복수 개의 노즐들(미도시)이 제공된다. 예를 들어, 헤드들 각각에는 128 개 또는 256 개의 노즐들(미도시)이 제공될 수 있다. 노즐들(미도시)은 일정 피치의 간격으로 일렬로 배치될 수 있다. 노즐들(미도시)은 μg 단위의 양으로 액정을 토출할 수 있다.
각각의 헤드(400)에는 노즐들(미도시)에 대응하는 수만큼의 압전 소자가 제공될 수 있으며, 노즐들(미도시)의 액적 토출 량은 압전 소자들에 인가되는 전압의 제어에 의해 각기 독립적으로 조절될 수 있다.
액 공급 부재(1050)는 각각의 헤드에 처리액을 공급한다. 액 공급 부재(1050)는 복수 개로 제공되며, 헤드들(410, 420, 430)과 일대일 대응되게 위치된다. 액 공급 부재(1050)는 헤드 이동 유닛(500)에 고정 결합된다.
도 5는 도 3의 액 공급 부재를 보여주는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 액 공급 부재(1050)는 보틀(1100), 액 저장 탱크(1200), 유입 라인(1300), 유출 라인(1400), 압력 조절 부재(1500), 측정 센서(1600), 그리고 제어기(1700)를 포함한다. 보틀(1100)은 헤드 이동 유닛(500)에 고정 설치된다. 보틀(1100)은 내부가 밀폐된 통 형상을 가진다. 보틀(1100)의 내부에는 처리액이 채워지는 버퍼 공간(1150)이 제공된다. 일 예에 의하면, 보틀(1100)은 그 내부에 제공된 처리액이 빛에 의해 변질되는 것을 방지하기 위해 도색될 수 있다.
액 저장 탱크(1200)는 내부에 처리액이 저장된다. 액 저장 탱크(1200)의 내부 공간은 버퍼 공간(1150)에 비해 크게 제공된다. 액 저장 탱크(1200)는 버퍼 공간(1150)에 처리액이 충진시키는 충진 탱크로 기능한다. 유입 라인(1300)은 버퍼 공간(1150)에 처리액을 공급한다. 유입 라인(1300)은 액 저장 탱크(1200)와 보틀(1100)을 서로 연결한다, 처리액은 유입 라인(1300)을 통해 버퍼 공간(1150)에 공급 가능하다. 유입라인은 그 일단이 보틀(1100)에 고정 결합된다. 유입라인의 타단은 액 저장 탱크(1200)와 탈착 가능하도록 제공된다. 일 예에 의하면, 유입라인의 타단에는 액 저장 탱크(1200)가 도킹될 수 있다. 유입 라인(1300) 상에는 유입 밸브(1320)가 설치된다. 유입 밸브(1320)는 유입 라인(1300)을 개폐 가능하다. 유출 라인(1400)은 버퍼 공간(1150)에 채워진 처리액을 헤드에 공급한다. 유출 라인(1400)은 보틀(1100) 및 헤드(400) 서로 연결한다. 처리액은 유출 라인(1400)을 통해 노즐로 공급 가능하다. 유출 라인(1400) 상에는 유출 밸브(1420)가 설치된다. 유출 밸브(1420)는 유출 라인(1400)을 개폐 가능하다.
압력 조절 부재(1500)는 버퍼 공간(1150)의 압력을 조절한다. 압력 조절 부재(1500)는 양압 제공부(1530) 및 음압 제공부(1560)를 포함한다. 양압 제공부(1530)는 버퍼 공간(1150)에 가압하도록 제공한다. 양압 제공부(1530)는 버퍼 공간(1150)에 채워진 처리액이 유출 라인(1400)을 통해 헤드로 제공되도록 버퍼 공간(1150)을 가압할 수 있다. 양압 제공부(1530)는 양압 라인(1532) 및 양압 부재(1536)를 포함한다. 양압 라인(1532)은 보틀(1100)과 양압 부재(1536)를 서로 연결한다. 양압 라인(1532) 상에는 양압 밸브(1534)가 설치된다. 양압 밸브(1534)는 양압 라인(1532)을 개폐 가능하다. 예컨대, 양압 부재(1536)는 버퍼 공간(1150)을 양압을 제공하는 펌프일 수 있다.
음압 제공부(1560) 버퍼 공간(1150)을 감압한다. 음압 제공부(1560)는 버퍼 공간(1150)과 액 저장 탱크(1200)의 내부 공간 간의 압력 차를 발생시켜 버퍼 공간(1150)에 처리액이 공급되도록 버퍼 공간(1150)에 음압을 제공할 수 있다. 음압 제공부(1560)는 음압 라인(1562) 및 음압 부재(1566)를 포함한다. 음압 라인(1562)은 보틀(1100)과 음압 부재(1566)를 서로 연결한다. 음압 라인(1562) 상에는 음압 밸브(1564)가 설치된다. 음압 밸브(1564)는 음압 라인(1562)을 개폐 가능하다. 예컨대, 음압 부재(1566)는 버퍼 공간(1150)에 음압을 제공하는 펌프일 수 있다.
측정 센서(1600)는 버퍼 공간(1150)에 채워진 처리액의 수위를 측정한다. 측정 센서(1600)는 버퍼 공간(1150)에 위치된다. 측정 센서(1600)는 기설정 높이에 위치된다. 일 예에 의하면, 측정 센서(1600)는 압력 센서(1600)일 수 있다. 기설정 높이는 버퍼 공간(1150)에 풀(Full)로 채워진 처리액의 수위와 대응되는 높이일 수 있다. 도 6은 버퍼 공간에 처리액이 채워지는 중에서 시간에 따른 버퍼 공간의 압력을 도시한 표이다. 도 6을 참조하면, 제1시간(t1)에는 버퍼 공간(1150)이 제1압력(p1)으로 유지되며, 제2시간(t2)에는 버퍼 공간(1150)이 제1압력(p1)보다 높은 제2압력(p2)으로 유지된다. 여기서 제1압력(p1)은 액 저장 탱크(1200)의 내부 압력보다 낮은 압력으로 제공된다. 제1시간(t1)은 버퍼 공간에 채워진 처리액의 수위가 기설정 높이보다 낮게 제공되는 시간이고, 제2시간(t2)은 처리액의 수위가 기설정 높이 이상으로 제공되는 시간이다. 제1시간(t1)에는 측정 센서(1600)가 버퍼 공간(1150)의 분위기 압력을 측정하고, 제2시간(t2)에는 버퍼공간(1150)에 채워진 처리액으로 인해 측정 센서(1600)가 처리액의 수압을 측정하게 된다. 따라서 버퍼 공간(1150)에 처리액이 풀(Full) 상태로 채워지면, 측정 센서(1600)는 버퍼 공간(1150)을 제2압력(t2)으로 측정한다.
제어기(1700)는 유입 밸브(1320), 음압 밸브(1564), 유출 밸브(1420), 양압 밸브(1534), 그리고 측정 센서(1600)를 제어한다. 제어기(1700)는 유입 라인(1300) 및 음압 라인(1562)을 동시 개방하여 버퍼 공간(1150)에 처리액을 공급한다. 제어기(1700)는 유출 라인(1400) 및 양압 라인(1532)을 동시 개방하여 버퍼 공간(1150)에 채워진 처리액을 헤드에 공급한다. 제어기(1700)는 측정 센서(1600)로부터 수신된 측정 정보를 통해 유입 라인(1300) 및 음압 라인(1562)을 닫는다. 일 예에 의하면, 제어기(1700)는 유입 라인(1300) 및 음압 라인(1562), 그리고 유출 라인(1400) 및 양압 라인(1532) 중 하나가 개방되면, 다른 하나는 닫히도록 각 밸브들을 제어한다.
다음은 상술한 액 공급 부재(1050)를 통해 버퍼 공간(1150)에 처리액을 풀(Full) 상태로 채우고, 헤드(400)에 처리액을 공급하는 과정을 설명한다. 도 7 내지 도 9은 헤드에 처리액을 공급하는 과정을 보여주는 단면도들이다. 도 7 내지 도 9를 참조하면, 기판(S)의 액 처리 공정이 진행되기 전, 액 저장 탱크(1200)는 유입 라인(1300)에 장착된다. 유입 밸브(1320) 및 음압 밸브(1564)는 개방되고, 음압 부재(1566)는 음압을 제공하여 버퍼 공간(1150)의 압력은 점진적으로 낮아진다. 버퍼 공간(1150)의 압력이 제1압력(p1)으로 낮아지면, 버퍼 공간(1150)과 액 저장 탱크(1200)의 내부 공간 간에 압력 차로 인해 액 저장 탱크(1200)의 처리액은 유입 라인(1300)을 통해 버퍼 공간(1150)으로 공급된다. 버퍼 공간(1150)은 제1압력을 유지한 상태에서 처리액이 공급된다. 처리액의 수위가 측정 센서(1600)에 도달하면, 측정 센서(1600)는 버퍼 공간(1150)을 제2압력으로 측정한다. 제2압력(p2)이 측정되면, 버퍼 공간(1150)에 처리액이 풀(Full) 상태로 채워진 것으로 판단하고 유입 라인(1300) 및 음압 라인(1562)을 닫는다. 액 저장 탱크(1200)는 유입 라인(1300)과 탈착되고, 유출 라인(1400)과 양압 라인(1532)을 개방한다. 양압 부재(1536)는 양압을 제공하여 버퍼 공간(1150)을 가압하고, 버퍼 공간(1150)에 채워진 처리액은 유출 라인(1400)을 통해 헤드로 공급된다.
상술한 실시예에는 압력 조절 부재(1500)의 양압 라인(1532) 및 음압 라인(1562) 각각이 보틀(1100)에 독립되게 연결되는 것으로 설명하였다. 그러나 도 10과 같이 양압 라인(1532)은 음압 라인(1562)으로부터 분기되도록 제공될 수 있다. 양압 라인(1532)이 음압 라인(1562)으로부터 분기되는 지점에는 삼방 밸브(1580)가 설치될 수 있다.
또한 종래에는 처리액의 양에 따라 그 버퍼 공간(1150)의 압력이 상이해졌다. 이로 인해 투수광을 이용한 레벨 센서와 같이 보틀(1100)의 외부에서 광 소자를 조사하여 처리액의 수위를 측정하였다. 그러나 보틀(1100)의 외측면은 처리액의 변질을 방지하기 위해 도색된다. 이에 따라 광 소자의 일부는 반사 및 흡수되어 측정 오차가 발생된다. 그러나 상술한 실시예에는 버퍼 공간(1150)에 채워진 처리액의 수위를 측정하기 위해 압력 센서(1600)가 제공된다. 버퍼 공간(1150)은 처리액이 풀(Full) 상태로 채워지기 전까지 제1압력(p1)을 유지하며, 풀(Full) 상태가 되면 제2압력(p2)으로 제공되므로, 압력 센서(1600)를 통해 처리액의 수위를 측정할 수 있다.
1050: 액 공급 부재 1150: 버퍼 공간
1100: 보틀 1200: 액 저장 탱크
1300: 유입 라인 1320: 유입 밸브
1400: 유출 라인 1562: 음압 라인
1564: 음압 밸브 1600: 압력 센서
1700: 제어기

Claims (12)

  1. 처리액을 분사하는 노즐과;
    상기 노즐에 처리액을 공급하는 액 공급 부재를 포함하되,
    상기 액 공급 부재는,
    내부에 버퍼 공간이 제공되는 보틀과;
    상기 노즐 및 상기 보틀 각각에 연결되는 유출 라인과;
    액 저장 탱크로부터 제공된 처리액을 상기 버퍼 공간에 공급하도록 상기 보틀에 결합되고, 유입 밸브가 설치되는 유입 라인과;
    상기 버퍼 공간에 음압을 제공하도록 상기 보틀에 결합되고, 음압 밸브가 설치되는 음압 라인과;
    상기 버퍼공간에 처리액이 풀(Full)로 채워진 수위와 대응되게 제공되는 기설정 높이에 위치되며, 상기 버퍼 공간에 채워진 처리액의 수위를 측정하는 압력 센서와;
    상기 음압 밸브 및 상기 유입 밸브를 제어하는 더 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 압력 센서로부터 수신된 측정 정보를 통해서 처리액이 상기 버퍼 공간에 상기 기설정 높이에 대응되게 채워졌다고 판단되면, 상기 음압 라인 및 상기 유입 라인이 닫히도록 상기 음압밸브 및 상기 유입 밸브를 제어하는 액 공급 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 음압 라인 및 상기 유입 라인을 동시 개폐하는 액 공급 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액 공급 부재는,
    상기 버퍼 공간에 양압을 제공하도록 상기 보틀에 결합되고, 양압 밸브가 설치되는 양압 라인과;
    상기 유출 라인을 개폐하는 유출 밸브를 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 양압 라인 및 상기 유출 라인이 동시 개폐되도록 상기 양압 밸브 및 상기 유출 밸브를 제어하고, 상기 유입 라인과 상기 유출 라인 중 어느 하나가 개방되는 동안 다른 하나가 닫히도록 유입 밸브 및 유출 밸브를 제어하는 액 공급 유닛.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
    상기 기판 지지 유닛에 처리액을 공급하는 액 공급 유닛을 포함하되,
    상기 액 공급 유닛은,
    상기 기판 지지 유닛에 놓인 기판 상에 처리액을 토출하는 노즐을 가지는 헤드와;
    상기 노즐에 처리액을 공급하는 액 공급 부재를 포함하되,
    상기 액 공급 부재는,
    내부에 버퍼 공간이 제공되는 보틀과;
    상기 노즐 및 상기 보틀 각각에 연결되는 유출 라인과;
    액 저장 탱크로부터 제공된 처리액을 상기 버퍼 공간에 공급하도록 상기 보틀에 결합되고, 유입 밸브가 설치되는 유입 라인과;
    상기 버퍼 공간에 음압을 제공하도록 상기 보틀에 결합되고, 음압 밸브가 설치되는 음압 라인과;
    상기 버퍼공간에 처리액이 풀(Full)로 채워진 수위와 대응되게 제공되는 기설정 높이에 위치되며, 상기 버퍼 공간에 채워진 처리액의 수위를 측정하는 압력 센서와;
    상기 음압 밸브 및 상기 유입 밸브를 제어하는 더 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 압력 센서로부터 수신된 측정 정보를 통해서 처리액이 상기 버퍼 공간에 상기 기설정 높이에 대응되게 채워졌다고 판단되면, 상기 음압 라인 및 상기 유입 라인이 닫히도록 상기 음압밸브 및 상기 유입 밸브를 제어하는 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 음압 라인 및 상기 유입 라인을 동시 개폐하는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 액 공급 부재는,
    상기 버퍼 공간에 양압을 제공하도록 상기 보틀에 결합되고, 양압 밸브가 설치되는 양압 라인과;
    상기 유출 라인을 개폐하는 유출 밸브를 더 포함하되,
    상기 제어기는 상기 양압 라인 및 상기 유출 라인이 동시 개폐되도록 상기 양압 밸브 및 상기 유출 밸브를 제어하고,
    상기 유입 라인과 상기 유출 라인 중 어느 하나가 개방되는 동안 다른 하나가 닫히도록 유입 밸브 및 유출 밸브를 제어하는 기판 처리 장치.
  10. 제7항에 따른 기판 처리 장치에서 기판 상에 처리액을 공급하는 방법에 있어서,
    상기 보틀은 상기 헤드 및 처리액이 채워진 상기 액 저장 탱크 각각에 연결되고,
    상기 버퍼 공간의 압력을 측정하는 상기 압력 센서는 상기 버퍼 공간에 위치되고,
    상기 압력 센서로부터 측정된 정보가 상기 액 저장 탱크보다 낮은 압력인 제1압력인 경우 상기 보틀 내에 제공된 버퍼 공간에 감압을 제공하여 상기 처리액을 상기 액 저장 탱크에서 상기 보틀로 공급하되,
    상기 압력 센서로부터 측정된 정보가 상기 제1압력보다 높고 상기 버퍼공간에 처리액이 풀(Full)로 채워진 수위와 대응되는 기설정 높이에서의 압력인 제2압력으로 변동되면, 상기 음압 라인 및 상기 유입 라인이 닫히도록 상기 음압밸브 및 상기 유입밸브를 제어하는 기판 처리 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 처리액은 액정(Liquid Crystal), 배향액, 잉크 중 적어도 하나를 포함하는 기판 처리 방법.
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