KR102388619B1

KR102388619B1 - 기판 처리 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102388619B1
Application number: KR1020140169756A
Authority: KR
Inventors: 이준석; 이형태
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2022-04-21
Also published as: KR20160065581A

Abstract

본 발명은 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 상에 잉크젯 방식으로 처리액을 토출하는 액 공급 유닛, 그리고 상기 액 공급 유닛에서 토출된 액의 상태를 검사하는 검사 유닛을 포함하되, 상기 검사 유닛은 지그 플레이트, 상기 액 공급 유닛에서 상기 지그 플레이트에 토출된 처리액의 이미지를 촬영하는 촬상 부재, 그리고 상기 촬상 부재로부터 촬영된 상기 이미지에 대한 촬영 데이터를 전송받고, 상기 이미지를 분석하여 상기 토출된 처리액의 상태를 판단하는 이미지 분석 부재를 포함한다. 기판의 액 처리 공정이 수행되기 전에 처리액의 탄착 상태를 측정한다. 이에 따라 작업자는 기판 상에 처리액이 공급되기 전에 처리액의 탄착 상태를 측정할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and Method for treating substrate}

본 발명은 기판을 액 처리하는 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, 그리고 배향막이 형성된 컬러 필터 기판 및 박막 트랜지스터(TFT), 화소 전극, 그리고 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 액 도포 장치가 사용되고 있다. 액 도포 장치는 기판 상에 처리액을 도포하는 토출 헤드를 포함한다. 토출 헤드는 128 개 또는 256 개의 노즐들을 가지며, 기판 상에는 각 노즐로부터 토출되는 처리액이 탄착된다.

그러나 기판 상에 탄착되는 처리액들은 장비 불량 및 주위 환경에 의해 미세한 차이가 발생된다. 이에 따라 기판 상에 탄착된 처리액들은 서로 다른 상태를 가진다. 이를 해결하기 위해 처리액의 상태를 측정하는 장치가 사용된다. 도 1은 일반적으로 처리액의 상태를 측정하는 장치를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 카메라(4)는 토출되는 처리액을 측정하여 처리액의 상태를 측정한다. 그러나 토출되는 중의 처리액과 달리, 기판(S) 상에 탄착되는 처리액의 위치 및 형상을 파악하는 것이 어렵다.

선행 기술 문헌 1: 한국 특허 공개 번호 2008-0043233

본 발명은 기판 상에 토출된 처리액의 탄착 상태를 정확하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 기판의 액 처리 공정이 수행되기 전에 처리액의 탄착 상태를 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예는 기판을 액 처리하는 장치 및 방법을 제공한다. 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 지지 유닛, 상기 기판 상에 잉크젯 방식으로 처리액을 토출하는 액 공급 유닛, 그리고 상기 액 공급 유닛에서 토출된 액의 상태를 검사하는 검사 유닛을 포함하되, 상기 검사 유닛은 지그 플레이트, 상기 액 공급 유닛에서 상기 지그 플레이트에 토출된 처리액의 이미지를 촬영하는 촬상 부재, 그리고 상기 촬상 부재로부터 촬영된 상기 이미지에 대한 촬영 데이터를 전송받고, 상기 이미지를 분석하여 상기 토출된 처리액의 상태를 판단하는 이미지 분석 부재를 포함한다.

상기 토출된 처리액의 상태는 토출된 처리액의 탄착 위치의 정상 여부에 대한 상태를 포함할 수 있다. 상기 토출된 처리액의 상태는 토출된 처리액의 진원도의 정상 여부에 대한 상태를 포함할 수 있다. 상기 토출된 처리액의 상태는 토출된 처리액의 사이즈의 정상 여부에 대한 상태를 포함할 수 있다. 상기 촬상 부재는 상기 토출된 처리액의 이미지를 촬영하는 카메라 및 상기 카메라를 상기 지그 플레이트의 상부에서 수평 이동시키는 구동 부재를 포함할 수 있다. 상기 지그 플레이트의 표면은 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판과 동일한 재질로 제공될 수 있다.

기판을 액 처리하는 방법으로는, 잉크젯 방식으로 처리액을 토출하는 토출 헤드는 상기 기판 상에 처리액을 공급하기 전에 지그 플레이트에 상기 처리액을 토출하고, 촬상 부재를 통해 상기 지그 플레이트에 토출된 처리액의 이미지를 촬영하며, 촬영된 상기 이미지를 분석하여 상기 토출된 처리액의 상태를 판단하는 것을 포함한다.

상기 토출된 처리액의 상태는 토출된 처리액의 탄착 위치의 정상 여부에 대한 상태를 포함할 수 있다. 상기 토출된 처리액의 상태는 토출된 처리액의 진원도의 정상 여부에 대한 상태를 포함할 수 있다. 상기 토출된 처리액의 상태는 토출된 처리액의 사이즈의 정상 여부에 대한 상태를 포함할 수 있다. 상기 지그 플레이트의 표면은 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판과 동일한 재질로 제공될 수 있다. 상기 토출된 처리액의 상태가 비정상 상태라고 판단되면, 상기 토출 헤드의 토출 각도를 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 지그 플레이트에 탄착된 처리액을 측정하므로 처리액의 탄착 상태를 정확하게 측정할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 지그 플레이트의 표면은 기판과 동일한 재질로 제공된다. 이에 따라 지그 플레이트에 탄착된 처리액을 통해 기판 상에 탄착되는 처리액이 상태를 정확하게 측정할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 기판의 액 처리 공정이 수행되기 전에 처리액의 탄착 상태를 측정한다. 이에 따라 작업자는 기판 상에 처리액이 공급되기 전에 처리액의 탄착 상태를 측정할 수 있다.

도 1은 일반적으로 처리액의 상태를 측정하는 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 방식의 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 액정 토출부를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 갠트리 이동 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 3의 헤드 어셈블리를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 5의 헤드 이동 유닛 및 지지 바디를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 5의 액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 8 및 도 9는 처리액 검사 단계를 수행하는 과정을 보여주는 과정도이다.

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 기판 처리 장치를 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 기판 처리 장치(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 기판 처리 장치을 나타내는 도면이다. 도 2를 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, 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(220), 갠트리 이동 유닛(300), 헤드 어셈블리(400), 헤드 제어 유닛(450), 세정 유닛(700), 그리고 검사 유닛(800)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(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(220)는 지지판(110)이 이동되는 경로의 상부에 제공된다. 갠트리(220)는 베이스(B)의 상면으로부터 위방향으로 이격 배치되며, 갠트리(220)는 길이 방향이 제 2 방향(Ⅱ)을 향하도록 배치된다.

갠트리 이동 유닛(300)은 갠트리(220)를 제 1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동시키거나, 갠트리(220)의 길이 방향이 제 1 방향(Ⅰ)에 경사진 방향을 향하도록 갠트리(220)를 회전시킬 수 있다. 도 4는 도 3의 갠트리 이동 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 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(220)의 일단에 제공되고, 제 1 구동 유닛(310)은 갠트리(220)의 타단에 제공된다.

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 갠트리(220)의 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 어셈블리(400)는 기판에 처리액을 공급한다. 헤드 어셈블리(400)는 복수 개 제공될 수 있다. 본 실시 예에서는 3 개의 헤드 어셈블리들(400a,400b,400c)가 제공된 예를 들어 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 헤드 어셈블리(400)는 제 2 방향(Ⅱ)으로 일렬로 나란하게 배열될 수 있으며, 갠트리(220)에 결합된다. 예컨대, 처리액은 액정을 포함하는 잉크로 제공될 수 있다. 잉크는 점성을 가지는 액일 수 있다. 도 5는 도 3의 헤드 어셈블리를 보여주는 사시도이고, 도 6은 도 5의 헤드 이동 유닛 및 지지 바디를 보여주는 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 헤드 어셈블리(400)는 헤드 이동 유닛(500), 지지 바디(560), 히터, 그리고 액 공급 유닛(600)을 포함한다.

헤드 이동 유닛(500)은 제 1 이동 유닛(520)과 제 2 이동 유닛(540)을 포함한다. 제 1 이동 유닛(520)은 액 공급 유닛(600)을 갠트리(220)의 길이 방향, 즉 제 2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동시키고, 제 2 이동 유닛(540)은 액 공급 유닛(600)을 제 3 방향(Ⅲ)으로 직선 이동시킨다.

제 1 이동 유닛(520)은 가이드 레일들(522), 슬라이더들(524), 그리고 이동 플레이트(526)를 포함한다. 가이드 레일들(522)은 제 2 방향(Ⅱ)으로 길게 연장되며, 갠트리(220)의 전면에 제 3 방향(Ⅲ)으로 이격 설치될 수 있다. 가이드 레일들(522)에는 슬라이더들(524)이 이동 가능하게 결합되며, 슬라이더들(524)에는 직선 구동기, 예를 들어 리니어 모터(미도시)가 내장될 수 있다. 이동 플레이트(526)는 슬라이더들(524)에 결합된다. 이동 플레이트(526)의 상부 영역은 상부에 위치한 슬라이더(524)에 결합되고, 이동 플레이트(526)의 하부 영역은 하부에 위치한 슬라이더(524)에 결합된다. 이동 플레이트(526)는 리니어 모터(미도시)의 구동력에 의해 가이드 레일들(522)을 따라 제 2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동한다. 이와 같이, 액 공급 부재(600)들이 제 2 방향(Ⅱ)을 따라 개별 이동됨에 따라, 액 공급 부재(600)들 간의 간격이 조절될 수 있다.

제 2 이동 유닛(540)은 가이드 부재(542) 및 슬라이더(544)를 포함한다. 가이드 부재(542)는 제 1 이동 유닛(520)의 이동 플레이트(526)에 결합되며, 슬라이더(544)의 제 3 방향(Ⅲ) 직선 이동을 안내한다. 슬라이더(544)는 가이드 부재(542)에 직선 이동 가능하게 결합되며, 슬라이더(544)에는 직선 구동기, 예를 들어 리니어 모터(미도시)가 내장될 수 있다. 지지 바디(560)는 슬라이더(544)에 결합되며, 슬라이더(544)의 제 3 방향(Ⅲ) 직선 이동에 의해 제 3 방향(Ⅲ)으로 이동된다.

지지 바디(560)는 제 1 이동 유닛(520) 및 제 2 이동 유닛(540)에 의해 제 2 방향(Ⅱ) 및 제 3 방향(Ⅲ)으로 직선 이동 가능하다. 지지 바디(560)는 액 공급 유닛(600)을 지지한다. 지지 바디(560)에는 액 공급 유닛(600)이 안착된다. 지지 바디(560)는 지지 프레임(570), 상부 플레이트(580), 그리고 하부 플레이트(590)를 포함한다. 지지 프레임(570)은 그 길이 방향이 제 3 방향(Ⅲ)을 향하는 판 형상으로 제공된다. 지지 프레임(570)은 제 2 이동 유닛(540)의 슬라이더(544)에 고정 결합된다.

상부 플레이트(580)는 액 공급 유닛(600)의 홀더(610)가 안착되는 영역으로 제공된다. 상부 플레이트(580)는 지지 프레임(570)으로부터 수직한 방향으로 연장된다. 상부 플레이트(580)는 지지 프레임(570)을 기준으로 슬라이더의 반대편에 위치된다. 상부 플레이트(580)의 상면에는 공급홀(584)이 형성된다. 공급홀(584)에는 가스 공급 부재(586)가 연결된다. 가스 공급 부재(586)는 공급홀(584)에 가스를 공급한다. 예컨대, 가스는 비활성 가스일 수 있다. 비활성 가스는 질소 가스(N₂)일 수 있다.

하부 플레이트(590)는 액 공급 부재(600)의 레저버(630)가 안착되는 영역으로 제공된다. 하부 플레이트(590)는 지지 프레임(570)으로부터 수직한 방향으로 연장된다. 하부 플레이트(590)는 상부 플레이트(580)의 아래에 위치된다. 하부 플레이트(590)는 상부 플레이트(580)와 대향되게 위치된다.

히터는 레저버(630)의 수용 공간(632)에 수용된 처리액의 온도를 공정 온도로 유지시킨다. 히터는 처리액의 온도가 공정 온도로 유지되도록 레저버(630)를 열 처리한다. 이에 따라 수용 공간(630)에 수용된 처리액은 공정 온도로 유지 가능하다. 히터는 하부 플레이트(590)의 내부에 설치된다. 히터는 바(Bar) 형상을 가지도록 제공된다.

액 공급 유닛(600)은 지지 바디(560)에 탈착 가능하도록 제공된다. 도 7은 도 5의 액 공급 유닛을 보여주는 단면도이다. 도 7을 참조하면, 액 공급 유닛(600)은 지지대(612), 홀더(610), 보틀(620), 레저버(630), 토출 헤드(640), 그리고 감압 부재(650)를 포함한다.

지지대(612)는 지지 프레임(570)과 대응되는 판 형상을 가지도록 제공된다. 지지대(612)는 그 길이방향이 제 3 방향(Ⅲ)을 향하도록 제공된다.

홀더(610)는 상부가 개방된 컵 형상을 가지도록 제공된다. 홀더(610)는 지지대(612)의 일면으로부터 연장되게 제공된다. 홀더(610)는 지지대(612)에서 지지 바디(560)를 향하도록 위치된다. 홀더(610)는 지지 바디(560)의 상부 플레이트(580)에 안착 가능하다. 홀더의 내부 공간은 보틀(620)이 안착되는 안착 공간으로 제공된다. 안착 공간(616)의 내경은 보틀(620)과 대응되거나 이보다 조금 크게 제공될 수 있다. 홀더(610)에는 가스 공급 유로(618)가 형성된다. 가스 공급 유로(618)는 공급홀(584)로부터 공급된 가스가 제공되는 유로로 기능한다. 가스 공급 유로(618)는 홀더(610)의 저면으로부터 상면까지 연장되게 제공된다. 따라서 홀더(610)는 공급홀(584)과 가스 공급 유로(618)가 서로 대향되도록 상부 플레이트(580)에 안착된다.

보틀(620)은 그 길이방향이 제 3 방향(Ⅲ)을 향하는 통 형상으로 제공된다. 보틀(620)의 내부에는 처리액이 채워지는 공간이 형성된다. 보틀(620)은 안착 공간(616)에 삽입되어 그 위치가 홀더(610)에 고정된다. 보틀(620)의 내부 공간은 가스 공급 유로(618)와 연결된다. 이에 따라 홀더(610)가 지지 바디(560)에 안착되면, 공급홀(584)로부터 공급되는 가스가 보틀(620)의 내부에 공급될 수 있다.

레저버(630)는 직육면체 형상을 가지도록 제공된다. 레저버(630)는 지지대(612)의 일면에 고정 결합된다. 레저버(630)는 홀더(610)의 아래에 위치된다. 레저버(630)는 홀더(610)와 대향되게 위치된다. 레저버(630)는 홀더(610)와의 간격이 상부 플레이트(580)와 하부 플레이트(590) 간의 간격과 대응되도록 위치된다. 이에 따라 홀더(610)가 상부 플레이트(580)에 안착 시 레저버(630)는 하부 플레이트(590)에 안착된다. 레저버(630)의 내부에는 처리액이 수용되는 수용 공간(632)이 형성된다. 수용 공간(632)은 처리액을 토출 헤드(640)로 공급하기 위해 임시 저장되는 공간으로 제공된다. 수용 공간(632)과 보틀(620)의 내부 공간은 액 공급 라인에 의해 연결된다. 이에 따라 보틀(620) 내부가 가스에 의해 가압되면, 처리액은 그 가압된 힘에 의해 액 공급 라인(634)을 따라 수용 공간(632)으로 공급될 수 있다.

토출 헤드(640)는 레저버(630)의 일단에 위치된다. 토출 헤드(640)는 레저버(630)로부터 아래로 연장되게 제공된다. 토출 헤드(640)는 지지대(612)에 인접하게 위치된다. 토출 헤드(640)는 복수 개의 노즐들(642)을 포함한다. 각각의 노즐(642)은 제2방향(Ⅱ)을 따라 배열된다. 일 예에 의하면, 각 노즐들(642)은 제2방향(Ⅱ)을 따라 2 열로 배열될 수 있다. 노즐들(642)은 128 개 또는 256 개로 제공될 수 있다. 제2방향(Ⅱ)에 대해 서로 인접한 2 개의 노즐들(642)은 일정 피치의 간격으로 배열될 수 있다. 노즐들(642) 각각은 수용 공간(632)과 연통되도록 제공된다. 레저버(630)에 수용된 처리액은 각 노즐(642)에 공급 가능하다. 각각의 노즐들(642)은 μg 단위의 양으로 액정을 토출할 수 있다. 각 노즐들(642)에는 이에 대응하는 개수만큼의 압전 소자들이 제공될 수 있으며, 노즐들(642)의 처리액 토출 유량은 압전 소자들에 인가되는 전압의 제어에 의해 각기 독립적으로 조절될 수 있다.

감압 부재(650)는 액 공급 유닛(600)이 지지 바디로부터 분리 시 처리액이 노즐로부터 낙하되는 것을 방지한다. 감압 부재(650)는 수용 공간(632)에 채워진 처리액이 중력에 의해 노즐(642)로 공급되어 처리액이 낙하되는 것을 방지한다. 감압 부재(650)는 수용 공간(632)을 감압한다.

헤드 제어 유닛(450)은 각각의 헤드 어셈블리들(400a,400b,400c)의 액정 토출을 제어한다. 헤드 제어 유닛(450)은 헤드 어셈블리들(400a,400b,400c)에 인접하게 액정 토출부(10) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 헤드 제어 유닛(450)은 갠트리(220)의 상단에 배치될 수 있다. 본 실시 예에서는 헤드 제어 유닛(450)이 갠트리(220)의 상단에 배치된 경우를 예로 들어 설명하지만, 헤드 제어 유닛(450)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니다. 헤드 제어 유닛(450)은 각각의 헤드 어셈블리들(400a,400b,400c)에 전기적으로 연결되고, 각각의 헤드 어셈블리들(400a,400b,400c)로 제어 신호를 인가한다. 각각의 헤드 어셈블리들(400a,400b,400c)에는 노즐들(미도시)에 대응하는 수의 압전 소자(미도시)가 제공될 수 있으며, 헤드 제어 유닛(450)은 압전 소자들에 인가되는 전압을 제어하여 노즐들의 처리액 토출 유량을 조절할 수 있다.

세정 유닛(700)은 헤드 어셈블리(400)를 세정한다. 세정 유닛(700)은 헤드 어셈블리(400)에 제공되는 각 노즐들에 음압을 제공하여 그 토출단에 잔류된 처리액을 제거한다. 예컨대, 세정 유닛(700)은 석션 노즐(700)일 수 있다.

검사 유닛(800)은 헤드 어셈블리(400)로부터 토출되는 처리액의 상태를 검사한다. 일 예에 의하면, 검사 유닛(800)은 토출되는 처리액의 탄착 위치, 진원도, 그리고 사이즈 각각에 대한 정상 여부를 검사한다. 검사 유닛(800)은 안착판(812), 지그 플레이트(814), 촬상 부재(830), 그리고 이미지 분석 부재(850)를 포함한다.

안착판(812)은 지지판(110)의 일측에 위치된다. 안착판(812)은 사각형 형상의 판으로 제공된다. 안착판(812)은 지지판(110)과 대응되는 형상으로 제공될 수 있다. 안착판(812)의 상면은 지그 플레이트(814)가 놓이는 영역으로 제공된다.

지그 플레이트(814)는 본 실시예에서 처리액이 공급되는 기판(S)과 동일한 형상으로 제공된다. 지그 플레이트(814)의 표면은 기판(S)의 상면과 동일한 재질을 가지도록 제공된다. 일 예에 의하면, 지그 플레이트(814)의 표면은 기판(S)과 동일한 재질을 가지도록 화학 처리될 수 있다. 지그 플레이트(814)의 표면은 불소(F)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 지그 플레이트(814)의 표면은 기판(S)의 상면과 동일한 재질을 가지는 필름에 의해 코팅될 수 있다.

촬상 부재(830)는 카메라(832) 및 구동 부재(834)를 포함한다. 카메라(832)는 지그 플레이트(814)에 토출된 처리액의 이미지를 촬영하여 이미지에 대한 촬영 데이터를 획득한다. 카메라(832)는 지그 플레이트(814)의 상면과 대향되는 위치에서 토출된 처리액의 촬영 데이터를 획득한다. 일 예에 의하면, 카메라(832)는 제 3 방향(Ⅲ)을 향해 촬영 데이터를 획득할 수 있다. 구동 부재(834)는 카메라(832)를 이동시킨다. 구동 부재(834)는 지그 플레이트(814)에 토출된 처리액들을 각각을 촬영하도록 카메라(832)를 수평 이동시킨다. 구동 부재(834)는 갠트리(220)에 설치되며, 갠트리(220)의 길이방향을 따라 직선 이동이 가능하다. 이에 따라 카메라(832)는 구동 부재(834)에 의해 제 2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동 가능하며, 갠트리 이동 유닛(300)에 의해 제 1 방향(I)으로 직선 이동 가능하다. 일 예에 의하면. 구동 부재(834)는 헤드 이동 유닛(500)의 제 1 이동 유닛(520)과 동일하게 제공될 수 있다. 선택적으로, 구동 부재(834)는 카메라(832)를 제 2 방향(Ⅱ) 및 제 3 방향(Ⅲ) 각각으로 이동시킬 수 있다.

이미지 분석 부재(850)는 촬상 부재(830)로부터 촬영 데이터를 전송받고, 이미지를 분석하여 토출된 처리액의 상태를 판단한다. 이미지 분석 부재(850)는 이미지에 대한 촬영 데이터를 기준 데이터와 비교하여 그 토출된 처리액의 상태를 판단한다. 일 예에 의하면, 처리액의 상태는 처리액의 탄착 위치, 진원도, 그리고 사이즈 각각에 대한 정상 여부를 포함할 수 있다. 따라서 기준 데이터에는 처리액의 기준 탄착 위치, 기준 진원도, 그리고 기준 사이즈를 포함하며, 촬영 데이터로부터 제공된 이미지를 기준 데이터에 비교 및 분석할 수 있다.

다음은 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판(S)을 처리하는 과정을 설명한다. 기판(S)을 처리하는 방법은 크게 처리액 검사 단계, 기판 처리 단계, 그리고 헤드 세정 단계를 포함한다. 처리액 검사 단계는 검사 유닛(800)에서 토출된 처리액에 대한 검사 공정이 수행된다. 도 8 및 도 9는 처리액 검사 단계를 수행하는 과정을 보여주는 과정도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 처리액 검사 단계가 진행되고 헤드 어셈블리(400)는 검사 유닛(800)으로 이동된다. 헤드 어셈블리(400)의 노즐(642)들은 토출단이 지그 플레이트(814)의 상면에 대향되도록 위치된다. 각 노즐(642)들은 지그 플레이트(814)의 상면에 처리액을 토출한다. 일 예에 의하면, 기판 처리 단계와 동일한 공정으로 처리액을 토출할 수 있다. 지그 플레이트(814)에 처리액이 토출되면, 카메라(832)는 처리액이 탄착된 영역으로 이동된다. 카메라(832)는 처리액이 토출된 토출 영역들을 촬영하고, 촬영된 이미지에 대한 촬영 데이터를 이미지 분석 부재(850)로 전송한다. 이미지 분석 부재(850)는 촬영 데이터와 기준 데이터를 비교하여 처리액의 탄착 위치, 진원도, 그리고 사이즈에 대한 정상 여부를 판단한다. 이미지 분석 부재(850)를 통해 토출된 처리액의 상태가 정상 상태로 판단되면, 기판 처리 단계가 진행된다. 이와 달리 토출된 처리액의 상태가 비정상 상태라고 판단되면, 기판 처리 공정을 중지하고, 기판 처리 장치에 대한 유지보수가 수행된다. 예컨대, 작업자는 노즐(642)의 토출 각도, 토출량, 구동 부재(834)의 위치 조절, 처리액의 점도, 갠트리(220)의 이동 속도, 그리고 이에 따른 기류 등 다양한 방법으로 유지보수가 가능하다. 유지 보수를 통해 토출된 처리액의 상태가 정상 상태로 정상화되면, 기판 처리 단계가 진행된다.

기판 처리 단계가 진행되면, 헤드 어셈블리(400)는 지지판(110)에 놓인 기판(S)과 대향되게 위치되어 기판(S) 상에 처리액을 공급한다. 기판 처리 단계가 완료되면, 헤드 세정 단계가 진행된다. 헤드 어셈블리(400)는 토출단이 세정 유닛에 대향되도록 이동된다. 세정 유닛은 토출단에 음압을 제공하여 잔류된 처리액을 흡입 제거한다. 이후 다음 기판(S)에 대한 공정이 진행되면, 지그 플레이트(814)는 교체된다.

상술한 실시예에는 기판(S) 상에 처리액을 공급하기 전에 처리액의 상태를 분석 및 판단한다. 이에 따라 기판(S) 상에 불량 상태로 처리액이 토출되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 실시예에는 지그 플레이트(814)에 탄착된 처리액의 상태를 분석 및 판단한다. 이로 인해 종래에 토출되는 중의 처리액을 분석 및 판단하는 것보다 처리액의 상태를 보다 정밀하게 분석 및 판단할 수 있다.

800: 검사 유닛 812: 안착판
814: 지그 플레이트 830: 촬상 부재
832: 카메라 850: 이미지 분석 부재

Claims

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기판을 지지하는 기판 지지 유닛과;
상기 기판 상에 잉크젯 방식으로 처리액을 토출하는 토출 헤드를 가지는 액 공급 유닛과;
상기 액 공급 유닛에서 토출된 액의 상태를 검사하는 검사 유닛을 포함하되,
상기 토출 헤드는,
복수개의 노즐을 포함하고,
상기 검사 유닛은,
지그 플레이트와;
상기 액 공급 유닛에서 상기 지그 플레이트에 토출된 처리액의 이미지를 촬영하는 촬상 부재와;
상기 촬상 부재로부터 촬영된 상기 이미지에 대한 촬영 데이터를 전송받고, 상기 이미지를 분석하여 상기 토출된 처리액의 상태를 판단하는 이미지 분석 부재를 포함하고,
상기 촬상 부재는,
상기 토출된 처리액의 이미지를 촬영하는 카메라와;
상기 카메라를 상기 지그 플레이트의 상부에서 수평 이동시키는 구동 부재를 포함하는 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 액 처리하는 방법에 있어서,
상기 토출 헤드는 상기 기판 상에 상기 처리액을 공급하기 전에 상기 지그 플레이트에 상기 처리액을 토출하고, 상기 촬상 부재를 통해 상기 지그 플레이트에 토출된 처리액의 이미지를 촬영하며, 촬영된 상기 이미지를 분석하여 상기 토출된 처리액의 상태를 판단하고,
상기 토출된 처리액의 상태가 비정상 상태라고 판단되면, 상기 토출 헤드에 포함되는 노즐의 토출 각도를 조절하는 기판 처리 방법.
제7항에 있어서,
토출된 상기 처리액의 상태는 토출된 상기 처리액의 탄착 위치의 정상 여부에 대한 상태를 포함하는 기판 처리 방법.
제7항에 있어서,
토출된 상기 처리액의 상태는 토출된 상기 처리액의 진원도의 정상 여부에 대한 상태를 포함하는 기판 처리 방법.
제7항에 있어서,
토출된 상기 처리액의 상태는 토출된 상기 처리액의 사이즈의 정상 여부에 대한 상태를 포함하는 기판 처리 방법.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지그 플레이트의 표면은 상기 기판 지지 유닛에 지지된 기판과 동일한 재질로 제공되는 기판 처리 방법.
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