KR102611132B1 - 프린지 정보 측정 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템 - Google Patents

프린지 정보 측정 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템 Download PDF

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Abstract

온도 센서 어레이를 이용하여 프린지 영역에 대한 정보를 측정하는 프린지 정보 측정 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템을 제공한다. 상기 프린지 정보 측정 장치는, 제1 레이저 광 및 제2 레이저 광이 교차하도록 출력하는 레이저 센서; 제1 레이저 광 및 제2 레이저 광의 교차로 형성되는 프린지 영역을 통과시키는 열 감지 센서 어레이; 및 열 감지 센서 어레이가 프린지 영역을 통과할 때 얻은 정보를 토대로 프린지 영역의 위치를 측정하는 제어 모듈을 포함한다.

Description

프린지 정보 측정 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템 {Fringe information measuring apparatus and substrate treating system including the same}
본 발명은 프린지 정보 측정 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판 상에 액적을 토출하는 설비에 적용될 수 있는 프린지 정보 측정 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
LCD 패널, PDP 패널, LED 패널 등의 디스플레이 장치를 제조하기 위해 투명 기판 상에 인쇄 공정(예를 들어, RGB 패터닝(RGB Patterning))을 수행하는 경우, 잉크젯 헤드 유닛(Inkjet Head Unit)을 구비하는 인쇄 장비가 사용될 수 있다.
PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) 장치는 레이저를 이용하여 잉크젯 헤드 유닛의 노즐로부터 토출되는 액적의 부피와 속도를 측정하는 장치이다. 이러한 PDPA 장치는 액적이 레이저를 이용하여 형성한 프린지 영역(Fringe Region)을 통과할 때 그 부피와 속도를 측정할 수 있다.
그런데, 액적의 크기와 프린지 영역의 크기는 모두 매우 작기 때문에, 액적이 프린지 영역을 통과하도록 노즐의 위치를 조절(Align)하는 데에는 어려움이 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는, 온도 센서 어레이를 이용하여 프린지 영역에 대한 정보를 측정하는 프린지 정보 측정 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 프린지 정보 측정 장치의 일 면(Aspect)은, 제1 레이저 광 및 제2 레이저 광이 교차하도록 출력하는 레이저 센서; 상기 제1 레이저 광 및 상기 제2 레이저 광의 교차로 형성되는 프린지 영역을 통과시키는 열 감지 센서 어레이; 및 상기 열 감지 센서 어레이가 상기 프린지 영역을 통과할 때 얻은 정보를 토대로 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 제어 모듈을 포함한다.
상기 열 감지 센서 어레이는 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 열 감지 센서를 포함할 수 있다.
상기 제어 모듈은 각각의 열 감지 센서의 위치 정보 및 온도 정보를 기초로 상기 프린지 영역의 위치를 측정할 수 있다.
상기 제어 모듈은 다른 열 감지 센서보다 더 높은 온도가 측정되는 열 감지 센서의 위치 정보를 기초로 상기 프린지 영역의 위치를 측정할 수 있다.
상기 프린지 정보 측정 장치는, 상기 열 감지 센서 어레이를 촬상하는 제1 카메라 센서를 더 포함하며, 상기 제어 모듈은 상기 열 감지 센서 어레이를 촬상하여 얻은 정보를 기초로 상기 열 감지 센서 어레이에 포함된 각각의 열 감지 센서의 위치 정보를 인식할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 열 감지 센서 어레이가 이동할 때마다 상기 각각의 열 감지 센서의 위치 정보를 실시간으로 인식할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 열 감지 센서 어레이를 이동시켜 상기 프린지 영역의 위치를 측정하거나, 또는 상기 프린지 영역을 이동시켜 상기 프린지 영역의 위치를 측정할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 프린지 영역을 통과할 때 얻은 정보를 토대로 상기 프린지 영역의 크기 및 상기 프린지 영역의 형상을 더 측정할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 프린지 영역의 크기를 측정하는 경우, 다른 열 감지 센서보다 더 높은 온도가 측정되는 열 감지 센서들의 크기를 기초로 상기 프린지 영역의 크기를 추정할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 프린지 영역의 형상을 측정하는 경우, 다른 열 감지 센서보다 더 높은 온도가 측정되는 열 감지 센서들의 형상을 기초로 상기 프린지 영역의 형상을 추정할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 열 감지 센서 어레이의 측정값 변화를 기초로 상기 레이저 센서의 이상 여부를 판별할 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 시스템의 일 면은, 기판이 처리되는 동안 상기 기판을 지지하는 공정 처리 유닛; 복수 개의 노즐이 설치되며, 각각의 노즐을 이용하여 상기 기판 상에 기판 처리액을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛; 상기 잉크젯 헤드 유닛이 설치되며, 상기 잉크젯 헤드 유닛을 이동시키는 갠트리 유닛; 상기 복수 개의 노즐의 위치를 조절하는 제어 유닛; 및 상기 기판 처리액이 통과하는 프린지 영역을 형성하며, 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 프린지 정보 측정 장치를 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 프린지 영역의 위치를 기초로 상기 복수 개의 노즐의 위치를 조절한다.
상기 기판 처리 시스템은, 상기 복수 개의 노즐의 위치를 측정하는 제2 카메라 센서를 더 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 제2 카메라 센서의 측정값이 획득되면, 상기 프린지 영역의 위치를 기초로 상기 복수 개의 노즐의 위치를 조절할 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 프린지 정보 측정 장치의 다른 면은, 기판이 처리되는 동안 상기 기판을 지지하는 공정 처리 유닛; 복수 개의 노즐이 설치되며, 각각의 노즐을 이용하여 상기 기판 상에 기판 처리액을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛; 상기 잉크젯 헤드 유닛이 설치되며, 상기 잉크젯 헤드 유닛을 이동시키는 갠트리 유닛; 상기 복수 개의 노즐의 위치를 조절하는 제어 유닛; 및 상기 기판 처리액이 통과하는 프린지 영역을 형성하며, 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 프린지 정보 측정 장치를 포함하며, 상기 프린지 정보 측정 장치는, 제1 레이저 광 및 제2 레이저 광이 교차하도록 출력하는 레이저 센서; 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 열 감지 센서를 포함하며, 상기 제1 레이저 광 및 상기 제2 레이저 광의 교차로 형성되는 프린지 영역을 통과시키는 열 감지 센서 어레이; 및 상기 열 감지 센서 어레이가 상기 프린지 영역을 통과할 때 얻은 정보를 토대로 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 제어 모듈을 포함하고, 상기 제어 모듈은 각각의 열 감지 센서의 위치 정보 및 온도 정보를 기초로 상기 프린지 영역의 위치를 측정하며, 상기 제어 유닛은 상기 프린지 영역의 위치를 기초로 상기 복수 개의 노즐의 위치를 조절한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 제1 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성되는 프린지 영역을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 프린지 정보 측정 장치에 구성되는 열 감지 센서 어레이의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 프린지 영역 위치 측정 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 프린지 영역 위치 측정 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 제2 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 프린지 영역 크기 측정 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 프린지 영역 형상 측정 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 프린지 영역 형상 측정 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성요소들과 다른 소자 또는 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 온도 센서 어레이를 이용하여 프린지 영역에 대한 정보(예를 들어, 프린지 영역의 위치)를 측정하는 프린지 정보 측정 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 마이크로미터 단위의 액적이 역시 마이크로미터 단위인 프린지 영역을 통과하도록 노즐의 위치를 조절하는 것이 용이해질 수 있다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다.
본 발명에서 프린지 정보 측정 장치는 잉크젯 헤드 유닛(140)에 설치되는 노즐의 위치를 측정하기 위해 프린지 영역에 대한 정보를 측정할 수 있다. 프린지 정보 측정 장치는 이를 위해 기판 상에 잉크를 토출하는 잉크젯 설비에 구비될 수 있다.
기판 처리 시스템(100)은 디스플레이 장치를 제조하는 데에 이용되는 기판(G)(예를 들어, 유리 기판(Glass))을 처리하는 것이다. 이러한 기판 처리 시스템(100)은 잉크젯 헤드 유닛(140)을 이용하여 기판(G) 상에 기판 처리액을 토출(Jetting)하는 잉크젯 설비로 구현될 수 있으며, 특히 기판 처리액에 의해 노즐(Nozzle)이 막히는 것을 방지하기 위해 순환계 잉크젯 설비로 구현될 수 있다. 기판 처리 시스템(100)은 예를 들어, QD(Quantum Dot) CF(Color Filter) 잉크젯(Inkjet) 설비로 마련될 수 있다.
도 1에 따르면, 기판 처리 시스템(100)은 공정 처리 유닛(110), 메인터넌스 유닛(Maintenance Unit; 120), 갠트리 유닛(Gantry Unit; 130), 잉크젯 헤드 유닛(Inkjet Head Unit; 140), 기판 처리액 공급 유닛(150), 제어 유닛(Controller; 160) 및 프린지 정보 측정 장치(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
공정 처리 유닛(110)은 기판(G)에 대해 PT 동작이 수행되는 동안 기판(G)을 지지하는 것이다. 이러한 공정 처리 유닛(110)은 비접촉 방식을 이용하여 기판(G)을 지지할 수 있다. 공정 처리 유닛(110)은 예를 들어, 에어(Air)를 이용하여 기판(G)을 공중으로 부상시켜 기판(G)을 지지할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 공정 처리 유닛(110)은 접촉 방식을 이용하여 기판(G)을 지지하는 것도 가능하다. 공정 처리 유닛(110)은 예를 들어, 상부에 안착면이 마련된 지지 부재를 이용하여 기판(G)을 지지할 수 있다.
한편, 상기에서 PT 동작은 기판 처리액을 이용하여 기판(G)을 인쇄(Printing) 처리하는 것을 말하며, 기판 처리액은 기판(G)을 인쇄 처리하는 데에 이용되는 약액을 말한다. 기판 처리액은 예를 들어, 초미세 반도체 입자를 포함하는 QD(Quantum Dot) 잉크일 수 있다.
공정 처리 유닛(110)은 에어를 이용하여 기판(G)을 지지하는 경우, 제1 스테이지(1st Stage; 111) 및 에어 홀(Air Hole; 112)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1 스테이지(111)는 베이스(Base)로서, 그 상부에 기판(G)이 안착될 수 있도록 제공되는 것이다. 에어 홀(112)은 이러한 제1 스테이지(111)의 상부 표면을 관통하여 형성될 수 있으며, 제1 스테이지(111) 상의 PT 영역(PT Zone) 내에 복수 개 형성될 수 있다.
에어 홀(112)은 제1 스테이지(111)의 상부 방향(제3 방향(30))으로 에어를 분사할 수 있다. 에어 홀(112)은 이를 통해 제1 스테이지(111) 상에 안착되는 기판(G)을 공중으로 부상시킬 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되지 않았지만, 공정 처리 유닛(110)은 그립퍼(Gripper)를 더 포함할 수 있다. 그립퍼는 기판(G)이 제1 스테이지(111)의 길이 방향(제1 방향(10))을 따라 이동할 때 제1 스테이지(111)에서 이탈하는 것을 방지하기 위한 것이다. 그립퍼는 기판(G)을 파지하여 제1 스테이지(111)에서 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 기판(G)이 이동하는 경우 기판(G)을 파지한 상태로 가이드 레일(Guide Rail; 미도시)을 따라 활주할 수 있다.
메인터넌스 유닛(120)은 기판(G) 상에서의 기판 처리액의 토출 위치(즉, 타점), 기판 처리액의 토출 여부 등을 측정하는 것이다. 메인터넌스 유닛(120)은 잉크젯 헤드 유닛(140)에 구비되는 복수 개의 노즐 각각에 대해 기판 처리액의 토출 위치, 기판 처리액의 토출 여부 등을 측정할 수 있으며, 이와 같이 획득된 측정 결과가 제어 유닛(160)에 제공되게 할 수 있다.
메인터넌스 유닛(120)은 예를 들어, 제2 스테이지(2nd Stage; 121), 제3 가이드 레일(3rd Guide Rail; 122), 제1 플레이트(1st Plate; 123), 캘리브레이션 보드(Calibration Board; 124) 및 비전 모듈(Vision Module; 125)을 포함하여 구성될 수 있다.
제2 스테이지(121)는 제1 스테이지(111)와 마찬가지로 베이스로서, 제1 스테이지(111)와 나란하게 배치될 수 있다. 제2 스테이지(121)는 제1 스테이지(111)와 동일한 크기로 마련될 수 있으나, 제1 스테이지(111)보다 작거나 또는 더 큰 크기를 가지도록 마련되는 것도 가능하다. 제2 스테이지(121)는 그 상부에 MT 영역(MT Zone)을 포함할 수 있다.
제3 가이드 레일(122)은 제1 플레이트(123)의 이동 경로를 가이드하는 것이다. 이러한 제3 가이드 레일(122)은 제2 스테이지(121) 상에 제2 스테이지(121)의 길이 방향(제1 방향(10))을 따라 적어도 하나의 라인으로 마련될 수 있다. 제3 가이드 레일(122)은 예를 들어, LM 가이드 시스템(Linear Motor Guide System)으로 구현될 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 메인터넌스 유닛(120)은 제4 가이드 레일(4th Guide Rail)을 더 포함할 수 있다. 제4 가이드 레일은 제3 가이드 레일(122)과 마찬가지로 제1 플레이트(123)의 이동 경로를 가이드하는 것으로서, 제2 스테이지(121) 상에 제2 스테이지(121)의 폭 방향(제2 방향(20))을 따라 적어도 하나의 라인으로 마련될 수 있다. 제4 가이드 레일 역시 제3 가이드 레일(122)과 마찬가지로 LM 가이드 시스템으로 구현될 수 있다.
제1 플레이트(123)는 제3 가이드 레일(122) 및/또는 제4 가이드 레일을 따라 제2 스테이지(121) 상에서 이동하는 것이다. 제1 플레이트(123)는 제3 가이드 레일(122)을 따라 기판(G)과 나란히 이동할 수 있으며, 제4 가이드 레일을 따라 기판(G)에 접근하거나 기판(G)으로부터 멀어질 수도 있다.
캘리브레이션 보드(124)는 기판(G) 상에서의 기판 처리액의 토출 위치를 측정하기 위한 것이다. 이러한 캘리브레이션 보드(124)는 얼라인 마크(Align Mark), 눈금자 등을 포함하여 제1 플레이트(123) 상에 설치될 수 있으며, 제1 플레이트(123)의 길이 방향(제1 방향(10))을 따라 마련될 수 있다.
비전 모듈(125)은 기판 처리액의 토출 위치, 기판 처리액의 토출 여부 등을 측정하기 위해 기판(G)에 대한 영상 정보를 획득하는 것이다. 비전 모듈(125)은 에어리어 스캔 카메라(Area Scan Camera), 라인 스캔 카메라(Line Scan Camera) 등을 포함할 수 있으며, 실시간으로 기판(G)에 대한 영상 정보를 획득할 수 있다. 한편, 비전 모듈(125)은 기판 처리액이 토출된 기판(G)에 대한 정보와 더불어 캘리브레이션 보드(124)에 대한 정보도 획득하여 제공할 수 있다.
비전 모듈(125)은 기판(G) 등을 촬영하기 위해 갠트리 유닛(130)의 측부나 하부에 마련될 수 있다. 비전 모듈(125)은 예를 들어, 잉크젯 헤드 유닛(140)의 측면에 부착되는 형태로 설치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 비전 모듈(125)은 제1 플레이트(123) 상에 마련되는 것도 가능하다. 한편, 비전 모듈(125)은 기판 처리 시스템(100) 내에 복수 개 마련될 수도 있으며, 고정 설치되거나 이동 가능하게 설치될 수도 있다.
갠트리 유닛(130)은 잉크젯 헤드 유닛(140)을 지지하는 것이다. 이러한 갠트리 유닛(130)은 잉크젯 헤드 유닛(140)이 기판(G) 상에 기판 처리액을 토출할 수 있도록 제1 스테이지(111) 및 제2 스테이지(121)의 상부에 마련될 수 있다.
갠트리 유닛(130)은 제1 스테이지(111) 및 제2 스테이지(121)의 폭 방향(제2 방향(20))을 길이 방향으로 하여 제1 스테이지(111) 및 제2 스테이지(121) 상에 마련될 수 있다. 갠트리 유닛(130)은 제1 가이드 레일(1st Guide Rail; 170a) 및 제2 가이드 레일(2nd Guide Rail; 170b)을 따라 제1 스테이지(111) 및 제2 스테이지(121)의 길이 방향(제1 방향(10))으로 이동할 수 있다. 한편, 제1 가이드 레일(170a) 및 제2 가이드 레일(170b)은 제1 스테이지(111) 및 제2 스테이지(121)의 길이 방향(제1 방향(10))을 따라 제1 스테이지(111) 및 제2 스테이지(121)의 외측에 마련될 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 기판 처리 시스템(100)은 갠트리 이동 유닛을 더 포함할 수 있다. 갠트리 이동 유닛은 제1 가이드 레일(170a) 및 제2 가이드 레일(170b)을 따라 갠트리 유닛(130)을 이동시키는 것이다. 갠트리 이동 유닛은 갠트리 유닛(130)의 내부에 설치될 수 있으며, 제1 이동 모듈(미도시) 및 제2 이동 모듈(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1 이동 모듈 및 제2 이동 모듈은 갠트리 유닛(130) 내에서 양 단부에 제공될 수 있으며, 제1 가이드 레일(170a) 및 제2 가이드 레일(170b)을 따라 갠트리 유닛(130)을 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(140)은 기판(G) 상에 액적(Droplet) 형태로 기판 처리액을 토출하는 것이다. 이러한 잉크젯 헤드 유닛(140)은 갠트리 유닛(130)의 측부나 하부에 제공될 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(140)은 갠트리 유닛(130)에 적어도 하나 설치될 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(140)이 갠트리 유닛(130)에 복수 개 설치되는 경우, 복수 개의 잉크젯 헤드 유닛(140)은 갠트리 유닛(130)의 길이 방향(제2 방향(20))을 따라 일렬로 배치될 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(140)은 기판(G) 상에서 원하는 지점에 위치하기 위해 갠트리 유닛(130)의 길이 방향(제2 방향(20))을 따라 이동할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 잉크젯 헤드 유닛(140)은 갠트리 유닛(130)의 높이 방향(제3 방향(30))을 따라 이동할 수 있으며, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 것도 가능하다.
한편, 잉크젯 헤드 유닛(140)은 갠트리 유닛(130)에 고정되도록 설치되는 것도 가능하다. 이 경우, 갠트리 유닛(130)이 이동 가능하게 제공될 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 기판 처리 시스템(100)은 잉크젯 헤드 이동 유닛을 더 포함할 수 있다. 잉크젯 헤드 이동 유닛은 잉크젯 헤드 유닛(140)을 직선 이동시키거나 회전시키는 것이다. 기판 처리 시스템(100)이 복수 개의 잉크젯 헤드 유닛(140)을 포함하여 구성되는 경우, 잉크젯 헤드 이동 유닛은 복수 개의 잉크젯 헤드 유닛(140)을 독립적으로 작동시키기 위해 잉크젯 헤드 유닛(140)의 개수에 대응하여 기판 처리 시스템(100) 내에 제공될 수 있다. 한편, 잉크젯 헤드 이동 유닛은 복수 개의 잉크젯 헤드 유닛(140)을 통일적으로 작동시키기 위해 기판 처리 시스템(100) 내에 단일 개 제공되는 것도 가능하다.
한편, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 잉크젯 헤드 유닛(140)은 노즐 플레이트, 복수 개의 노즐, 압전 소자 등을 포함하여 구성될 수 있다. 노즐 플레이트는 잉크젯 헤드 유닛(140)의 몸체를 구성하는 것이다. 복수 개(예를 들어, 128개, 256개 등)의 노즐은 이러한 노즐 플레이트의 하부에 일정 간격을 두고 다행다열(多行多列)로 제공될 수 있으며, 압전 소자는 노즐 플레이트 내에 노즐의 개수에 대응하는 개수만큼 마련될 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(140)은 이와 같이 구성되는 경우, 압전 소자의 작동에 따라 노즐을 통해 기판(G) 상에 기판 처리액을 토출할 수 있다.
한편, 잉크젯 헤드 유닛(140)은 압전 소자에 인가되는 전압에 따라 각각의 노즐을 통해 제공되는 기판 처리액의 토출량을 독립적으로 조절하는 것도 가능하다.
기판 처리액 공급 유닛(150)은 잉크젯 헤드 유닛(140)에 잉크를 공급하는 것이다. 이러한 기판 처리액 공급 유닛(150)은 저장 탱크(150a) 및 압력 제어 모듈(150b)을 포함하여 구성될 수 있다.
저장 탱크(150a)는 기판 처리액을 저장하는 것이며, 압력 제어 모듈(150b)은 저장 탱크(150a)의 내부 압력을 조절하는 것이다. 저장 탱크(150a)는 압력 제어 모듈(150b)에 의해 제공되는 압력을 기반으로 잉크젯 헤드 유닛(140)에 적정량의 기판 처리액을 공급할 수 있다.
제어 유닛(160)은 잉크젯 헤드 유닛(140)에 대해 유지보수를 수행하게 하는 것이다. 이러한 제어 유닛(160)은 메인터넌스 유닛(120)의 측정 결과를 기초로 잉크젯 헤드 유닛(140)에 구비되는 각각의 노즐의 기판 처리액 토출 위치를 보정하거나, 복수 개의 노즐 중에서 불량 노즐(즉, 기판 처리액을 토출하지 않는 노즐)을 검출하여 불량 노즐에 대해 클리닝 작업이 수행되게 할 수 있다. 제어 유닛(160)은 이를 위해 기판 처리 시스템(100)을 구성하는 각각의 구성의 작동을 제어할 수 있다.
제어 유닛(160)은 프로세스 컨트롤러, 제어 프로그램, 입력 모듈, 출력 모듈(또는 표시 모듈), 메모리 모듈 등을 포함하여 컴퓨터나 서버 등으로 구현될 수 있다. 상기에서, 프로세스 컨트롤러는 기판 처리 시스템(100)을 구성하는 각각의 구성에 대해 제어 기능을 실행하는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있으며, 제어 프로그램은 프로세스 컨트롤러의 제어에 따라 기판 처리 시스템(100)의 각종 처리를 실행할 수 있다. 메모리 모듈은 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 기판 처리 시스템(100)의 각종 처리를 실행시키기 위한 프로그램 즉, 처리 레시피가 저장되는 것이다.
한편, 앞서 간략하게 설명하였지만, 기판 처리 시스템(100)은 프린지 영역에 대한 정보를 측정하기 위해 프린지 정보 측정 장치(200)를 포함할 수 있다. 이하에서는 프린지 정보 측정 장치(200)에 대해 자세하게 설명하기로 한다.
잉크젯 헤드 유닛(140)의 노즐을 이용하여 기판(G) 상에 기판 처리액을 토출하는 기판 처리 시스템(100)에 있어서, 액적(Droplet)의 부피와 속도 등을 측정하여 노즐을 유지 보수하면, 기판(G)에 인쇄 불량이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) 장치는 레이저를 이용하여 액적의 부피와 속도를 측정하는 계측기이다. 이러한 PDPA 장치는 비전(Vision) 방식의 드롭 와쳐(Drop Watcher)를 이용하는 경우보다 계측 속도를 월등히 높일 수 있으며, 이에 따라 측정 시간을 단축시키는 효과를 얻을 수 있다.
PDPA 장치는 레이저를 이용하여 프린지 영역(Fringe Region)을 형성하고, 액적이 이 프린지 영역을 통과할 때 액적의 부피와 속도를 측정할 수 있다. 프린지 영역은 두 개의 레이저 광이 교차하여 한 지점에서 융합(Merging)되면서 형성되는 광 무늬를 말한다.
그런데, 잉크젯 헤드 유닛(140)의 노즐에서 토출되는 액적의 크기(Size)는 약 20㎛ ~ 30㎛의 직경을 가지고 있다. 이러한 액적의 부피와 속도를 측정하기 위해서는, 수십㎛ ~ 수백㎛ 크기의 프린지 영역에 액적을 통과시켜야 한다. 그러나, 액적의 크기와 프린지 영역의 크기 모두 작기 때문에, 액적이 프린지 영역을 통과하도록 노즐의 위치를 조절(Align)하는 데에는 어려움이 따른다.
게다가, 수백 mW의 레이저가 융합되어 생성되는 프린지 영역은 강한 레이저 빛으로 인해 눈으로 직접 관찰하기 매우 어려울 뿐만 아니라, 온도도 매우 높기 때문에 노즐의 초점을 맞추는 데에 오랜 시간이 소요될 경우 잉크젯 헤드 유닛(140)에 손상을 줄 수도 있다.
프린지 정보 측정 장치(200)는 열 감지 센서 어레이를 이용하여 프린지 영역에 대한 정보를 측정할 수 있다. 프린지 정보 측정 장치(200)를 이용하면, 프린지 영역의 위치를 빠르고 정확하게 측정할 수 있으며, 이에 따라 노즐의 위치를 조절하는 데에 걸리는 시간을 크게 단축시킬 수 있다. 더욱이, 프린지 정보 측정 장치(200)를 이용하면, 프린지 영역의 위치뿐만 아니라 프린지 영역의 크기, 프린지 영역의 형상 등 프린지 영역에 대한 다양한 정보를 측정하는 것이 가능해진다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 제1 예시도이다.
도 2에 따르면, 프린지 정보 측정 장치(200)는 레이저 센서(210), 열 감지 센서 어레이(220) 및 제어 모듈(230)을 포함하여 구성될 수 있다.
레이저 센서(210)는 레이저 광을 생성하여 출력하는 것이다. 이러한 레이저 센서(210)는 두 개의 레이저 광 즉, 제1 레이저 광 및 제2 레이저 광을 생성하여 출력할 수 있다. 레이저 센서(210)는 PDPA 장치로 마련될 수 있다.
레이저 센서(210)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 레이저 광(310) 및 제2 레이저 광(320)이 어느 한 지점에서 교차하도록 제1 레이저 광(310) 및 제2 레이저 광(320)을 출력할 수 있다. 제1 레이저 광(310) 및 제2 레이저 광(320)이 교차하는 지점에는 프린지 영역(330)이 형성될 수 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성되는 프린지 영역을 설명하기 위한 예시도이다.
열 감지 센서 어레이(220)는 다수의 열 감지 센서가 복수의 방향으로 배열되어 있는 것이다. 이러한 열 감지 센서 어레이(220)는 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 평판 부재(410) 상에 격자 구조로 배열된 다수의 열 감지 센서(420a, 420b, … 420n)를 포함할 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 프린지 정보 측정 장치에 구성되는 열 감지 센서 어레이의 예시도이다.
열 감지 센서는 예를 들어, 온도를 측정하는 센서일 수 있다. 이 경우, 열 감지 센서 어레이(220)는 소형 또는 초소형(예를 들어, 마이크로미터 크기)의 온도 센서를 멀티 어레이(Multi Array)하여 형성된 온도 센서 어레이로 마련될 수 있다.
열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)는 평판 부재(410) 상에 균일한 간격으로 부착될 수 있다. 즉, 열 감지 센서(420a, 420b, … 420n)는 평판 부재(410) 상에 동일한 간격으로 부착됨으로써, 좌표화될 수 있다. 열 감지 센서 어레이(220)는 이와 같은 구조를 가짐으로써, 좌표 정보(x, y, z)가 확인될 수 있다.
한편, 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)의 계측 범위는 PDPA 장치의 사양(예를 들어, 레이저의 파장 및 파워 등)에 따라 변경될 수 있다.
제어 모듈(230)은 열 감지 센서 어레이(220)를 이용하여 레이저 센서(210)에 의해 형성된 프린지 영역(330)에 대한 정보를 측정하는 것이다. 이러한 제어 모듈(230)은 프린지 영역(330)에 대한 정보로 프린지 영역(330)의 위치, 프린지 영역(330)의 크기, 프린지 영역(330)의 형상 등을 얻을 수 있다.
제어 모듈(230)은 프린지 영역(330)이 위치하는 방향으로 열 감지 센서 어레이(220)를 이동시켜 프린지 영역(330)에 대한 정보를 측정할 수 있다. 구체적으로, 프린지 영역(330)의 위치를 측정하는 경우, 제어 모듈(230)은 도 5에 도시된 바와 같이 열 감지 센서 어레이(220)를 프린지 영역(330)에 통과시켜 프린지 영역(330)의 위치를 측정할 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 프린지 영역 위치 측정 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
제1 레이저 광(310) 및 제2 레이저 광(320)이 교차하는 지점에 형성되는 프린지 영역(330)은 다른 영역에 비해 상대적으로 온도가 높다. 본 실시예에서는 이러한 측면을 참작하여 다수의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)가 멀티 어레이되어 있는 열 감지 센서 어레이(220)를 프린지 영역(330)에 통과시켜 프린지 영역(330)의 위치를 측정할 수 있다.
제어 모듈(230)은 열 감지 센서 어레이(220)를 구성하는 각각의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)에 대해 그 위치 정보를 인식하고 있다. 또한, 각각의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)는 실시간으로 온도를 측정하며, 이때에 측정된 온도를 제어 모듈(230)에 제공할 수 있다.
열 감지 센서 어레이(220)가 프린지 영역(330)을 통과하면, 열 감지 센서 어레이(220)를 구성하는 다수의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n) 중 어느 한 라인을 따라 형성되어 있는 복수의 열 감지 센서에서 상대적으로 더 높은 온도가 측정될 수 있다. 열 감지 센서 어레이(220)가 지면에 대해 수평 방향으로 프린지 영역(330)을 통과하면, 수평 방향(제1 방향(10))으로 일렬로 형성되어 있는 어느 한 라인의 열 감지 센서들에서 상대적으로 더 높은 온도가 측정될 수 있다. 또는, 열 감지 센서 어레이(220)가 지면에 대해 수직 방향으로 프린지 영역(330)을 통과하면, 수직 방향(제3 방향(30))으로 일렬로 형성되어 있는 어느 한 라인의 열 감지 센서들에서 상대적으로 더 높은 온도가 측정될 수 있다. 또는, 열 감지 센서 어레이(220)가 지면에 대해 대각선 방향으로 프린지 영역(330)을 통과하면, 대각선 방향으로 일렬로 형성되어 있는 어느 한 라인의 열 감지 센서들에서 상대적으로 더 높은 온도가 측정될 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 열 감지 센서 어레이(220)를 구성하는 다수의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n) 중 어느 한 라인의 열 감지 센서(420k)에서 다른 센서에 비해 상대적으로 더 높은 온도가 측정되면, 해당 열 감지 센서(420k)가 프린지 영역(330)의 중심 지점에 위치하고 있음을 알 수 있다. 따라서 제어 모듈(230)은 해당 열 감지 센서(420k)의 위치 정보(xk, yk, zk)를 인식하여 이를 프린지 영역(330)의 위치로 측정할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 프린지 영역 위치 측정 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
앞서 설명하였지만, 제어 모듈(230)이 열 감지 센서 어레이(220)를 이용하여 프린지 영역(330)의 위치를 측정하려면, 각각의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)로부터 실시간으로 측정된 온도에 대한 정보를 제공받아야 하며, 각각의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)에 대해 그 위치 정보를 인식할 수 있어야 한다.
본 실시예에서는 제어 모듈(230)이 각각의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)에 대한 위치 정보를 사전에 인식하고 있을 수 있다. 이 경우, 열 감지 센서 어레이(220)가 이동할 수 있는 영역은 제한되며, 제어 모듈(230)은 이동 영역 내에서의 각각의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)의 위치에 대한 정보를 사전에 측정하여 인식할 수 있다.
각각의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)에 대한 위치 정보는 실시간으로 측정되고, 이때 측정된 위치 정보가 제어 모듈(230)에 제공될 수도 있다. 프린지 정보 측정 장치(200)는 이러한 측면을 고려하여 도 7에 도시된 바와 같이 카메라 센서(240)를 더 포함할 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 제2 예시도이다.
카메라 센서(240)는 열 감지 센서 어레이(220)를 촬상할 수 있다. 제어 모듈(230)은 카메라 센서(240)에 의해 획득된 이미지 정보(또는 영상 정보)를 토대로 열 감지 센서 어레이(220)를 구성하는 각각의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)에 대해 그 위치 정보를 인식할 수 있다.
앞서 설명하였지만, 프린지 영역(330)의 위치를 측정하기 위해 열 감지 센서 어레이(220)가 프린지 영역(330)을 통과할 수 있다. 따라서 카메라 센서(240)는 열 감지 센서 어레이(220)가 이동하는 경우, 열 감지 센서 어레이(220)를 실시간으로 촬상하며, 제어 모듈(230)은 각각의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)의 위치 정보를 실시간으로 인식할 수 있다.
이상, 도 5 및 도 6을 참조하여 열 감지 센서 어레이(220)를 이용하여 프린지 영역(330)의 위치를 측정하는 방법에 대하여 설명하였다. 본 실시예에서는 프린지 영역(330)의 위치뿐만 아니라, 프린지 영역(330)의 크기, 프린지 영역(330)의 형상 등도 열 감지 센서 어레이(220)를 이용하여 측정할 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 프린지 영역(330)의 크기의 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 열 감지 센서 어레이(220)를 구성하는 모든 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)의 평균 온도보다 네 개의 열 감지 센서(420p, 420q, 420u, 420v)에서 상대적으로 더 높은 온도가 측정되면, 제어 모듈(230)은 네 개의 열 감지 센서(420p, 420q, 420u, 420v)를 병합하여 얻은 크기를 토대로 프린지 영역(330)의 크기(x*y)를 추정할 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 프린지 영역 크기 측정 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
또한, 예를 들어, 프린지 영역(330)의 형상의 경우, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 전체 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)의 평균 온도보다 상대적으로 더 높은 온도가 측정되는 열 감지 센서들을 토대로 프린지 영역(330)의 형상이 원형인지 아니면 타원형인지를 추정할 수 있다.
상기에서, 도 9는 프린지 영역(330)의 형상이 원형으로 추정되는 경우의 예시이며, 도 10은 프린지 영역(330)의 형상이 타원형으로 추정되는 경우의 예시이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 프린지 영역 형상 측정 방법을 설명하기 위한 제1 예시도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 구성하는 프린지 정보 측정 장치의 프린지 영역 형상 측정 방법을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
한편, 이상의 설명에서는 열 감지 센서 어레이(220)를 이동시켜 프린지 영역(330)의 위치, 크기, 형상 등을 측정하였지만, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 열 감지 센서 어레이(220)의 위치를 고정시키고 프린지 영역(330)을 위치 이동시켜 프린지 영역(330)의 위치, 크기, 형상 등을 측정하는 것도 가능하다. 이 경우, 열 감지 센서 어레이(220)를 구성하는 각각의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)에 대한 위치 정보가 사전에 측정된다면, 프린지 정보 측정 장치(200)는 카메라 센서(240)를 구비하지 않아도 무방하다.
한편, PDPA 장치의 두 개 혹은 그 이상의 레이저 중에 적어도 하나의 레이저에 변동이 발생하면, 열 감지 센서의 측정값(예를 들어, 온도 센서의 경우 측정 온도)이 달라질 수 있다. 예를 들면, 두 개 중 적어도 하나의 레이저에 이상이 발생하면, 두 개의 레이저에 의해 형성되는 프린지 영역(330)이 형성되지 않거나, 프린지 영역(330)에서 측정된 온도가 기존에 알려져 있던 온도보다 더 낮게 측정될 수 있다. 본 발명에서는 이와 같은 경우 PDPA 장치에 이상이 발생한 것으로 보고, PDPA 장치의 이상 여부를 확인할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 프린지 영역(330)의 크기 및 형상을 측정하여 PDPA 장치의 이상 유무를 판단하는 목적으로 사용하는 것도 가능하다. 이 역시 두 개 중 적어도 하나의 레이저에 이상이 발생하면, 두 개의 레이저에 의해 형성되는 프린지 영역(330)이 형성되지 않거나, 프린지 영역(330)의 크기나 형상이 기존에 알려져 있던 크기나 형상과 달라질 것이므로, 이로부터 PDPA 장치의 이상 유무를 판단할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 7에는 도시되어 있지 않지만, 프린지 정보 측정 장치(200)는 전원 모듈을 더 포함할 수 있다. 전원 모듈은 프린지 정보 측정 장치(200)를 구성하는 각각의 구성요소에 전원을 공급하는 역할을 할 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 기판 처리 시스템(100)은 프린지 정보 측정 장치(200)에 의해 측정된 프린지 영역(330)의 위치를 토대로 잉크젯 헤드 유닛(140)을 구성하는 노즐의 위치를 조절(Align)하기 위해 카메라 센서를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여 설명한 카메라 센서(240)를 제1 카메라 센서로 정의하고 여기서 설명할 카메라 센서를 제1 카메라 센서로 정의하여, 이 두 카메라 센서를 구별하기로 한다.
제2 카메라 센서는 잉크젯 헤드 유닛(140)에 구비되는 각각의 노즐에 대해 그 위치 정보를 측정하는 것이다. 제2 카메라 센서가 잉크젯 헤드 유닛(140)의 노즐을 촬상하여 그 이미지 정보(또는 영상 정보)를 제어 유닛(160)에 제공하면, 제어 유닛(160)은 이 이미지 정보(또는 영상 정보)를 분석하여 노즐의 위치를 파악할 수 있다.
제어 유닛(160)은 제2 카메라 센서에 의해 얻은 정보를 토대로 노즐의 위치가 인식되면, 프린지 정보 측정 장치(200)에 의해 측정된 프린지 영역(330)의 위치 정보를 이용하여 노즐의 위치를 조절할 수 있다. 본 발명에서는 이로써 노즐에 의해 토출되는 액적이 프린지 영역(330)을 정확하게 통과하게 함으로써, 액적의 부피 및 속도 등을 빠른 시간 내에 분석할 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(140)의 노즐에서 토출되는 액적을 측정하기 위해서는 액적이 두 개의 레이저 광(즉, 제1 레이저 광(310) 및 제2 레이저 광(320))에 의해 형성되는 프린지 영역(330)을 통과해야 한다. 그러기 위해서는 노즐의 위치와 프린지 영역(330)의 위치를 얼라인(Align)하여야 하는데, 액적의 크기와 프린지 영역(330)의 크기가 매우 작게 형성되기 때문에 이 작업을 위해서는 많은 시간이 소요될 수 있다.
노즐과 프린지 영역(330) 간 위치 얼라인을 위하여 다수의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)가 격자 구조로 배치된 열 감지 센서 어레이(220)를 이용하면 프린지 영역(330)의 위치를 좌표화할 수 있어 수 시간 걸리는 얼라인 시간을 수분 이내로 단축시킬 수 있다. 노즐의 위치는 앞서 설명한 바와 같이 제2 카메라 센서를 이용하여 이미지 획득 방법으로 쉽게 좌표로 획득할 수 있지만, 프린지 영역(330)의 위치를 좌표화하는 것은 직접적으로 불가능하다.
본 발명에서는 마이크로미터 크기의 열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)를 멀티 어레이하여 프린지 영역(330)을 통과할 때의 온도를 분석함으로써, 프린지 영역(330)의 위치를 정확하게 획득할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 제2 카메라 센서의 역할을 제1 카메라 센서가 대신 수행하는 것도 가능하다.
이상 도 1 내지 도 10을 참조하여 프린지 정보 측정 장치(200) 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템(100)에 대하여 설명하였다. 프린지 정보 측정 장치(200)는 레이저 프린지(Laser Fringe) 좌표 획득 시스템으로서, 열 감지 센서(예를 들어, 온도 센서)를 이용하여 PDPA 장치의 레이저 위치(x, y, z), 크기(Size), 형상 등의 정보를 획득할 수 있다. PDPA 장치나 열 감지 센서가 이동하면서 프린지 영역이 열 감지 센서를 조사하게 되면, 측정된 센서의 좌표와 온도 데이터를 이용하여 프린지 영역의 위치, 크기 및 형상을 확인할 수 있다.
열 감지 센서(420a, 420b, …, 420n)가 이동하면서 프린지 영역(330)을 지나가는 경우, 온도가 최대점이 되는 위치가 프린지 영역(330)의 중심 지점 위치이다. 본 발명에서는 이러한 점을 고려하여 열 감지 센서 어레이(220)를 프린지 영역(330)에 통과시킴으로써, 프린지 영역(330)의 위치, 크기, 형상 등에 대한 정보를 확인할 수 있다. PDPA 장치를 잉크젯 설비에서 활용함에 있어서, 이상 설명한 방법으로 기존에 문제가 되었던 프린지 영역(330)의 위치와 크기 등을 파악함으로써, 계측 정확도도 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 기판 처리 시스템 110: 공정 처리 유닛
120: 메인터넌스 유닛 130: 갠트리 유닛
140: 잉크젯 헤드 유닛 150: 기판 처리액 공급 유닛
160: 제어 유닛 200: 프린지 정보 측정 장치
210: 레이저 센서 220: 열 감지 센서 어레이
230: 제어 모듈 240: 카메라 센서
310: 제1 레이저 광 320: 제2 레이저 광
330: 프린지 영역
420a, 420b, ..., 420k, ..., 420n: 열 감지 센서

Claims (20)

  1. 제1 레이저 광 및 제2 레이저 광이 교차하도록 출력하는 레이저 센서;
    상기 제1 레이저 광 및 상기 제2 레이저 광의 교차로 형성되는 프린지 영역을 통과시키는 열 감지 센서 어레이; 및
    상기 열 감지 센서 어레이가 상기 프린지 영역을 통과할 때 얻은 정보를 토대로 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 제어 모듈을 포함하는 프린지 정보 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 감지 센서 어레이는 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 열 감지 센서를 포함하는 프린지 정보 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 각각의 열 감지 센서의 위치 정보 및 온도 정보를 기초로 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 프린지 정보 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 다른 열 감지 센서보다 더 높은 온도가 측정되는 열 감지 센서의 위치 정보를 기초로 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 프린지 정보 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 감지 센서 어레이를 촬상하는 제1 카메라 센서를 더 포함하며,
    상기 제어 모듈은 상기 열 감지 센서 어레이를 촬상하여 얻은 정보를 기초로 상기 열 감지 센서 어레이에 포함된 각각의 열 감지 센서의 위치 정보를 인식하는 프린지 정보 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 열 감지 센서 어레이가 이동할 때마다 상기 각각의 열 감지 센서의 위치 정보를 실시간으로 인식하는 프린지 정보 측정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 열 감지 센서 어레이를 이동시켜 상기 프린지 영역의 위치를 측정하거나, 또는 상기 프린지 영역을 이동시켜 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 프린지 정보 측정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 프린지 영역을 통과할 때 얻은 정보를 토대로 상기 프린지 영역의 크기 및 상기 프린지 영역의 형상을 더 측정하는 프린지 정보 측정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 프린지 영역의 크기를 측정하는 경우, 다른 열 감지 센서보다 더 높은 온도가 측정되는 열 감지 센서들의 크기를 기초로 상기 프린지 영역의 크기를 추정하는 프린지 정보 측정 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 프린지 영역의 형상을 측정하는 경우, 다른 열 감지 센서보다 더 높은 온도가 측정되는 열 감지 센서들의 형상을 기초로 상기 프린지 영역의 형상을 추정하는 프린지 정보 측정 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 열 감지 센서 어레이의 측정값 변화를 기초로 상기 레이저 센서의 이상 여부를 판별하는 프린지 정보 측정 장치.
  12. 기판이 처리되는 동안 상기 기판을 지지하는 공정 처리 유닛;
    복수 개의 노즐이 설치되며, 각각의 노즐을 이용하여 상기 기판 상에 기판 처리액을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛;
    상기 잉크젯 헤드 유닛이 설치되며, 상기 잉크젯 헤드 유닛을 이동시키는 갠트리 유닛;
    상기 복수 개의 노즐의 위치를 조절하는 제어 유닛; 및
    상기 기판 처리액이 통과하는 프린지 영역을 형성하며, 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 프린지 정보 측정 장치를 포함하며,
    상기 제어 유닛은 상기 프린지 영역의 위치를 기초로 상기 복수 개의 노즐의 위치를 조절하는 기판 처리 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 노즐의 위치를 측정하는 제2 카메라 센서를 더 포함하며,
    상기 제어 유닛은 상기 제2 카메라 센서의 측정값이 획득되면, 상기 프린지 영역의 위치를 기초로 상기 복수 개의 노즐의 위치를 조절하는 기판 처리 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 프린지 정보 측정 장치는,
    제1 레이저 광 및 제2 레이저 광이 교차하도록 출력하는 레이저 센서;
    상기 제1 레이저 광 및 상기 제2 레이저 광의 교차로 형성되는 프린지 영역을 통과시키는 열 감지 센서 어레이; 및
    상기 열 감지 센서 어레이가 상기 프린지 영역을 통과할 때 얻은 정보를 토대로 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 제어 모듈을 포함하는 기판 처리 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 열 감지 센서 어레이는 일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 열 감지 센서를 포함하며,
    상기 제어 모듈은 각각의 열 감지 센서의 위치 정보 및 온도 정보를 기초로 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 기판 처리 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 다른 열 감지 센서보다 더 높은 온도가 측정되는 열 감지 센서의 위치 정보를 기초로 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 기판 처리 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 프린지 정보 측정 장치는,
    상기 열 감지 센서 어레이를 촬상하는 제1 카메라 센서를 더 포함하며,
    상기 제어 모듈은 상기 열 감지 센서 어레이를 촬상하여 얻은 정보를 기초로 상기 열 감지 센서 어레이에 포함된 각각의 열 감지 센서의 위치 정보를 인식하되, 상기 열 감지 센서 어레이가 이동할 때마다 상기 각각의 열 감지 센서의 위치 정보를 실시간으로 인식하는 기판 처리 시스템.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 열 감지 센서 어레이를 이동시켜 상기 프린지 영역의 위치를 측정하거나, 또는 상기 프린지 영역을 이동시켜 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 기판 처리 시스템.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 프린지 영역을 통과할 때 얻은 정보를 토대로 상기 프린지 영역의 크기 및 상기 프린지 영역의 형상을 더 측정하는 기판 처리 시스템.
  20. 기판이 처리되는 동안 상기 기판을 지지하는 공정 처리 유닛;
    복수 개의 노즐이 설치되며, 각각의 노즐을 이용하여 상기 기판 상에 기판 처리액을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛;
    상기 잉크젯 헤드 유닛이 설치되며, 상기 잉크젯 헤드 유닛을 이동시키는 갠트리 유닛;
    상기 복수 개의 노즐의 위치를 조절하는 제어 유닛; 및
    상기 기판 처리액이 통과하는 프린지 영역을 형성하며, 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 프린지 정보 측정 장치를 포함하며,
    상기 프린지 정보 측정 장치는,
    제1 레이저 광 및 제2 레이저 광이 교차하도록 출력하는 레이저 센서;
    일정한 간격으로 배치되는 복수 개의 열 감지 센서를 포함하며, 상기 제1 레이저 광 및 상기 제2 레이저 광의 교차로 형성되는 프린지 영역을 통과시키는 열 감지 센서 어레이; 및
    상기 열 감지 센서 어레이가 상기 프린지 영역을 통과할 때 얻은 정보를 토대로 상기 프린지 영역의 위치를 측정하는 제어 모듈을 포함하고,
    상기 제어 모듈은 각각의 열 감지 센서의 위치 정보 및 온도 정보를 기초로 상기 프린지 영역의 위치를 측정하며,
    상기 제어 유닛은 상기 프린지 영역의 위치를 기초로 상기 복수 개의 노즐의 위치를 조절하는 기판 처리 시스템.
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