KR20190066903A - 기판 처리 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

처리액의 토출량을 정확하게 측정하여 공정 불량을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치가 제공된다. 상기 기판 처리 장치는 베이스; 상기 베이스 상에 설치되어, 기판을 지지하는 지지 부재; 상기 베이스 상에 설치되어, 상기 기판에 처리액을 액적 형태로 토출하는 헤드 유닛; 및 상기 베이스 상에 설치되어, 상기 헤드 유닛의 처리액 토출량을 측정하기 위한 처리액 측정 유닛을 포함하되, 상기 처리액 측정 유닛은, 상기 처리액이 유입되는 유입구와, 상기 유입된 처리액이 수용되는 수용공간을 포함하는 하우징과, 상기 하우징의 내측에 설치되고, 상기 유입구를 개폐할 수 있는 셔터와, 상기 셔터를 이동시킬 수 있는 구동기와, 상기 하우징 하부에 배치되어, 상기 유입된 처리액의 토출량을 측정하기 위한 측정기를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 그 동작 방법{Apparatus for treating substrate and the operating method thereof}
본 발명은 기판 처리 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
잉크젯 장비는, 처리액을 액적 형태로 토출한다. 잉크젯 장비는 예를 들어, 액정 표시 장치의 컬러 필터 기판 또는 어레이 기판에 배향액이나 액정을 도포하는 데 사용될 수 있다.
잉크젯 장비는 기설정된 토출량의 처리액이 정확하게 토출되는지 여부를 측정하는 처리액 측정 유닛을 포함할 수 있다. 그런데, 처리액을 측정하는 과정에서 토출되는 처리액이 비산되면, 처리액 측정 유닛은 처리액의 토출량을 정확하게 측정할 수 없다. 또한, 부정확하게 측정된 토출량을 기초로, 헤드 유닛에서 토출될 처리액의 양을 조정함으로써, 공정 불량이 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 처리액의 토출량을 정확하게 측정하여 공정 불량을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 처리액의 토출량을 정확하게 측정하여 공정 불량을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치의 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 일 면(aspect)은, 베이스; 상기 베이스 상에 설치되어, 기판을 지지하는 지지 부재; 상기 베이스 상에 설치되어, 상기 기판에 처리액을 액적 형태로 토출하는 헤드 유닛; 및 상기 베이스 상에 설치되어, 상기 헤드 유닛의 처리액 토출량을 측정하기 위한 처리액 측정 유닛을 포함하되, 상기 처리액 측정 유닛은, 상기 처리액이 유입되는 유입구와, 상기 유입된 처리액이 수용되는 수용공간을 포함하는 하우징과, 상기 하우징의 내측에 설치되고, 상기 유입구를 개폐할 수 있는 셔터와, 상기 셔터를 이동시킬 수 있는 구동기와, 상기 하우징 하부에 배치되어, 상기 유입된 처리액의 토출량을 측정하기 위한 측정기를 포함한다.
상기 측정기가 유입된 처리액의 토출량을 측정하는 것은, 상기 수용공간 내에 상기 처리액이 수용되기 전의 제1 무게와, 상기 수용공간 내에 상기 처리액이 수용된 후의 제2 무게를 이용하여 계산하되, 상기 제1 무게 및 상기 제2 무게는, 상기 하우징 및 상기 셔터의 무게를 포함한다.
상기 셔터와 상기 구동기는 물리적으로 분리되어 있고, 상기 제1 무게 및 상기 제2 무게는, 상기 구동기의 무게는 불포함한다.
상기 하우징은 일 측벽에 슬릿이 형성되고, 상기 셔터는 상기 유입구를 개폐하는 셔터 본체와, 상기 슬릿을 통해서 상기 셔터 본체와 연결되는 연결부를 포함하고, 상기 구동기는 상기 연결부를 이동시킴으로써 상기 셔터 본체를 이동시킨다.
상기 셔터의 상기 연결부에는 제1 바가 형성되고, 상기 구동기는 상기 제1 바와 교차하도록 길게 연장되며, 상기 제1 바의 양측에 배치된 다수의 제2 바를 포함하고, 상기 다수의 제2 바가 이동됨에 따라, 상기 다수의 제2 바 사이에 배치된 제1 바가 이동된다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 동작 방법의 일 면(aspect)은, 기판에 처리액을 액적 형태로 토출하는 헤드 유닛과, 상기 헤드 유닛의 처리액 토출량을 측정하기 위한 처리액 측정 유닛을 포함하는 기판 처리 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 처리액 측정 유닛의 하우징과 일체화되어 설치된 셔터를 열어, 상기 하우징 내의 수용공간을 노출하고, 상기 헤드 유닛은 상기 수용공간 내에 처리액을 토출하고, 상기 헤드 유닛이 상기 수용공간 내에 상기 처리액을 토출한 후에, 상기 하우징 및 상기 셔터, 상기 수용공간 내에 수용된 처리액, 상기 하우징 또는 상기 셔터에 비산된 처리액을 포함하는 무게를 측정하는 것을 포함한다.
상기 하우징은 일 측벽에 슬릿이 형성되고, 상기 셔터는 상기 하우징의 유입구를 개폐하는 셔터 본체와, 상기 슬릿을 통해서 상기 셔터 본체와 연결되는 연결부를 포함하고, 상기 셔터의 상기 연결부에는 일 방향으로 길게 연장된 제1 바가 형성되고, 상기 셔터를 이동시킬 수 있는 구동기는, 상기 제1 바와 교차하도록 길게 연장되며 상기 제1 바의 양측에 배치된 다수의 제2 바를 포함하고, 상기 다수의 제2 바가 이동됨에 따라 상기 다수의 제2 바 사이에 배치된 제1 바가 이동된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 처리액 토출부의 예시적 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 처리액 측정 유닛을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4은 도 2에 도시된 처리액 측정 유닛을 설명하기 위한 측면도이다.
도 5는 도 3의 A-A를 따라서 절단한 단면도이다.
도 6은 비산된 처리액의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 처리액 측정 유닛의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 도 1에 도시된 처리액 토출부의 다른 예시적 사시도이다.
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 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 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 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 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 다수형도 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 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 예시적 도면이다. 도 1에 도시된 기판 처리 장치는, 잉크젯 장비의 예시적 구성을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 처리액 토출부(10), 기판 이송부(20), 로딩부(30), 언로딩부(40), 처리액 공급부(50), 그리고 메인 제어부(90)를 포함한다.
기판 처리 장치(1)의 각 부분의 위치를 설명하면, 처리액 토출부(10)와 기판 이송부(20)는 제1 방향(Ⅰ)으로 일렬로 배치되고, 서로 간에 인접하게 위치할 수 있다. 처리액 토출부(10)를 중심으로 기판 이송부(20)와 마주하는 위치에는 처리액 공급부(50)와 메인 제어부(90)가 배치될 수 있다. 처리액 공급부(50)와 메인 제어부(90)는 제2 방향(Ⅱ)으로 일렬 배치될 수 있다. 기판 이송부(20)를 중심으로 처리액 토출부(10)와 마주하는 위치에 로딩부(30)와 언로딩부(40)가 배치될 수 있다. 로딩부(30)와 언로딩부(40)는 제2 방향(Ⅱ)으로 일렬 배치될 수 있다.
여기서, 제1 방향(Ⅰ)은 처리액 토출부(10)와 기판 이송부(20)의 배열 방향이고, 제2 방향(Ⅱ)은 수평면 상에서 제1 방향(Ⅰ)과 다른 방향(예를 들어, 수직 방향)이다.
기판 처리 장치(1)의 동작을 설명하면, 처리액이 도포될 기판은 로딩부(30)로 반입된다. 기판 이송부(20)는 로딩부(30)에 반입된 기판을 처리액 토출부(10)로 이송한다. 처리액 토출부(10)는 처리액 공급부(50)로부터 처리액을 공급받고, 잉크젯 방식으로 기판 상에 처리액을 토출한다. 처리액 토출이 완료되면, 기판 이송부(20)는 처리액 토출부(10)로부터 언로딩부(40)로 기판을 이송한다. 처리액이 도포된 기판은 언로딩부(40)를 통해서 반출된다. 메인 제어부(90)는 처리액 토출부(10), 기판 이송부(20), 로딩부(30), 언로딩부(40), 그리고 처리액 공급부(50)의 전반적인 동작을 제어한다.
도 2는 도 1에 도시된 처리액 토출부의 예시적 사시도이다.
도 2를 참조하면, 처리액 토출부(10)는 베이스(B), 지지 유닛(110), 갠트리(200), 갠트리 이동 유닛(300), 헤드 유닛(400), 헤드 이동 유닛(500), 처리액 공급 유닛(600), 제어 유닛(700), 처리액 측정 유닛(800), 노즐 검사 유닛(900), 및 헤드 세정 유닛(1000) 등을 포함한다.
지지 유닛(110)는 베이스(B)의 상면에 배치된다. 베이스(B)는 예를 들어, 일정한 두께를 가지는 직육면체 형상으로 제공될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 지지 유닛(110) 상에는 기판(S)이 안착된다. 지지 유닛(110)의 하면에는 회전 구동 부재(120)가 연결된다. 회전 구동 부재(120)는 회전 모터일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 회전 구동 부재(120)는 회전 중심축을 중심으로 지지 유닛(110)을 회전시킨다.
지지 유닛(110)이 회전 구동 부재(120)에 의해 회전되면, 기판(S)은 지지 유닛(110)의 회전에 의해 회전될 수 있다. 처리액이 도포될 기판에 형성된 셀의 장변 방향이 제2 방향(Ⅱ)을 향하는 경우, 회전 구동 부재(120)는 셀의 장변 방향이 제1 방향(Ⅰ)을 향하도록 기판을 회전시킬 수 있다.
지지 유닛(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 예를 들어, 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 모터(미도시)가 내장될 수 있으며, 슬라이더(132)는 리니어 모터(미도시)에 의해 가이드 부재(134)를 따라 제1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동된다.
갠트리(200)는 지지 유닛(110)이 이동되는 경로의 상부에 제공된다. 갠트리(200)는 베이스(B)의 상면으로부터 위방향으로 이격 배치된다. 갠트리(200)는 길이 방향이 제2 방향(Ⅱ)을 향하도록 배치된다. 헤드 유닛(400)은 헤드 이동 유닛(500)에 의해 갠트리(200)에 결합될 수 있다. 헤드 유닛(400)은 헤드 이동 유닛(500)에 의해 갠트리의 길이 방향, 즉 제2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동하고, 또한 제 3 방향(III)으로 직선 이동될 수 있다. 여기서, 제3 방향(III)은 제1 방향(I) 및 제2 방향(II)과 다른 방향으로, 예를 들어, 제1 방향(I) 및 제2 방향(II)과 수직한 방향일 수 있다.
갠트리 이동 유닛(300)은 갠트리(200)를 제1 방향(Ⅰ)으로 직선 이동시키거나, 갠트리(200)의 길이 방향이 제1 방향(Ⅰ)에 경사진 방향을 향하도록 갠트리(200)를 회전시킬 수 있다. 갠트리(200)의 회전에 의해, 헤드 유닛(400) 제1 방향(Ⅰ)에 경사진 방향으로 정렬될 수 있다.
헤드 유닛(400)은 처리액 공급 유닛(600)에서 공급되는 처리액을 액적 형태로 기판(S)에 토출한다. 헤드 유닛(400)은 다수 개일 수 있다. 도 2에서는 예시적으로, 3개의 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 헤드 유닛(400)은 제2 방향(Ⅱ)으로 일렬로 나란하게 배열될 수 있으며, 갠트리(200)에 결합된다.
헤드 유닛(400a, 400b, 400c) 각각의 저면에는, 처리액의 액적을 토출하는 다수의 토출부가 형성되어 있다. 예를 들어, 헤드 유닛(400a, 400b, 400c) 각각에는 128 개 또는 256 개의 토출부가 형성될 수 있다. 토출부는 일정 피치의 간격으로 일렬로 배치될 수 있다. 토출부는 예를 들어, ㎍ 단위의 양으로 처리액을 토출할 수 있다.
또한, 헤드 유닛(400a, 400b, 400c) 각각에는 다수의 압전 소자가 형성된다. 예를 들어, 토출부에 대응하는 수만큼의 압전 소자가 형성될 수 있다. 토출부의 액적 토출량은, 압전 소자에 인가되는 전압의 제어에 의해 각기 독립적으로 조절될 수 있다.
또한, 헤드 이동 유닛(500)은 헤드 유닛(400)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 도시된 것과 같이, 3 개의 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)이 설치되어 있는 경우, 헤드 유닛(400a, 400b, 400c) 각각에 대응되도록, 3개의 헤드 이동 유닛(500)이 설치될 수 있다. 또는, 헤드 이동 유닛(500)은 1 개 제공될 수 있으며, 이 경우 다수의 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)은 개별 이동이 아니라 일체로 이동될 수 있다. 헤드 이동 유닛(500)은 대응하는 헤드 유닛(400)을 갠트리의 길이 방향, 즉 제2 방향(Ⅱ)으로 직선 이동시키거나, 제 3 방향(III)으로 직선 이동시킬 수 있다.
제어 유닛(700)은 헤드 이동 유닛(500)에 설치되어 헤드 유닛(400)의 처리액 공급, 압력 제어 및 토출량 제어 등을 제어할 수 있다.
한편, 처리액 측정 유닛(800)은 헤드 유닛(400)의 처리액 토출량을 측정한다. 헤드 유닛(400)의 처리액 토출량 측정을 통해, 헤드 유닛(400)의 토출부의 이상 유무를 거시적으로 확인할 수 있다. 즉, 헤드 유닛(400)의 처리액 토출량이 기준치를 벗어나면, 다수의 토출부 중 적어도 하나에 이상이 있음을 알 수 있다. 처리액 측정 유닛(800)은 헤드 유닛(400)에 대응되는 개수가 설치될 수 있다. 예를 들어, 도시된 것과 같이, 3개의 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)에서 토출되는 처리액을 측정하기 위해서, 3개의 처리액 측정 유닛(800a, 800b, 800c)이 설치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
헤드 유닛(400a, 400b, 400c)은 갠트리 이동 유닛(300)과 헤드 이동 유닛(500)에 의해 제1 방향(Ⅰ) 및/또는 제2 방향(Ⅱ)으로 이동되어 처리액 측정 유닛(800)의 상부에 위치할 수 있다. 헤드 이동 유닛(500)은 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)을 제3 방향(III)으로 이동시켜, 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)과 처리액 측정 유닛(800)과의 상하 방향 거리를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 사용되는 처리액 측정 유닛(800)의 구체적인 구성 및 동작 방법은 도 3 내지 도 7을 이용하여 후술한다.
노즐 검사 유닛(900)은 광학 검사를 통해 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)에 제공된 토출부의 이상 유무를 개별적으로 확인한다. 처리액 측정 유닛(800)에서 토출부의 이상 유무를 거시적으로 확인하여, 특정할 수는 없으나 일부의 토출부에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 경우, 노즐 검사 유닛(900)은 다수의 토출부를 개별적으로 검사(또는 전수 검사)함으로써, 어떤 토출부에 이상이 있는지를 확인할 수 있다.
이러한 노즐 검사 유닛(900)은 베이스(B) 상의 지지 유닛(110) 일측에 배치될 수 있다. 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)은 갠트리 이동 유닛(300)과 헤드 이동 유닛(500)에 의해 제1 방향(Ⅰ) 및/또는 제2 방향(Ⅱ)으로 이동되어 노즐 검사 유닛(900)의 상부에 위치할 수 있다. 헤드 이동 유닛(500)은 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)을 제3 방향(III)으로 이동시켜, 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)과 노즐 검사 유닛(900)과의 상하 방향 거리를 조절할 수 있다.
또한, 헤드 세정 유닛(1000)은 퍼징(purging) 공정과 흡입(suction) 공정을 진행한다. 퍼징 공정은 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)의 내부에 남아있는 처리액의 적어도 일부를 고압으로 분사하는 공정이다. 흡입 공정은, 퍼징 공정 후 헤드 유닛(400a, 400b, 400c)의 노즐면에 잔류하는 처리액을 흡입하여 제거하는 공정이다.
도 3은 도 2에 도시된 처리액 측정 유닛을 설명하기 위한 사시도이다. 도 4은 도 2에 도시된 처리액 측정 유닛을 설명하기 위한 측면도이다. 도 5는 도 3의 A-A를 따라서 절단한 단면도이다. 도 6은 비산된 처리액의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 처리액 측정 유닛(800a)은 하우징(810), 셔터(820), 구동기(850), 측정기(880) 등을 포함한다.
하우징(810)은 헤드 유닛(400a)으로부터 토출된 처리액을 수용한다. 하우징(810)의 내부에는 처리액의 수용을 위한 공간, 즉, 수용공간(8118)이 설치된다. 수용공간(8118)의 형상은 다양할 수 있고, 예를 들어, 컵 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
하우징(810)의 상면에는, 적어도 하나의 유입구(8111)와 적어도 하나의 배기구(8112)가 형성된다. 유입구(8111)는 처리액 토출 시 헤드 유닛(400)과 상하로 정렬되어, 헤드 유닛(400)에서 토출된 액적이 하우징(810)의 내부로 유입되게 한다. 유입구(8111)는 하우징(810)의 상면의 중앙 영역에 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 배기구(8112)는 하우징(810) 내부의 공기 또는 가스가 외부로 배출되는 경로를 제공한다. 도시된 것과 같이, 배기구(8112)는 유입구(8111)의 양측에 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 하우징(810)은 일 측벽에는, 슬릿(8113)이 형성될 수 있다. 후술하겠으나, 슬릿(8113)은 셔터 몸체(8210)의 이동 경로를 정의한다.
한편, 셔터(820)는 하우징(810)의 내측에 설치되어, 유입구(8111)를 개폐할 수 있다. 즉, 셔터(820)를 열어서 유입구(8111)를 개방하여 수용공간(8118)을 노출시킨다. 유입구(8111)를 통해서 헤드 유닛(400a)으로부터 처리액을 제공받는다. 처리액을 제공받은 후에, 셔터(820)를 닫을 수 있다.
이러한 셔터(820)는 유입구(8111)를 개폐하는 셔터 본체(8210)와, 슬릿(8113)을 통해서 셔터 본체(8210)와 연결되는 연결부(8220)를 포함한다. 슬릿(8113)은 셔터 본체(8210)의 이동 경로를 따라서 길게 형성될 수 있다. 연결부(8220)는 셔터 본체(8210)와 연결되기 위해 슬릿(8113)을 통과할 수 있는 소정의 두께를 갖는 제1 부분과, 제1 부분과 연결되며 하우징(810)의 일 측벽을 따라서 길게 연장된 제2 부분을 포함할 수 있다.
구동기(850)는 셔터(820)를 이동시킨다. 즉, 구동기(850)는 셔터(820)의 개폐를 제어한다. 예를 들어, 구동기(850)는 셔터(820)의 연결부(8220)를 이동시킴으로써, 셔터 본체(8210)를 이동시킬 수 있다.
측정기(880)는 하우징(810) 하부에 배치되어, 유입된 처리액의 토출량을 측정하도록 구성된다.
구체적으로, 측정기(880)는 수용공간(8118) 내에 수용된 처리액의 유무에 따라 변화하는 무게를 측정한다. 구체적으로, 수용공간(8118) 내에 처리액이 수용되기 전의 제1 무게와, 수용공간(8118) 내에 처리액이 수용된 후의 제2 무게를 측정하여, 제1 무게와 제2 무게 사이의 차이를 이용하여 처리액의 토출량을 측정한다. 측정기(880)는 수용공간(8118) 내에 처리액을 수용하기 전/후에 각각 측정 동작을 수행하여, 제1 무게와 제2 무게를 측정할 수 있다. 또는, 제1 무게는 기판 처리 장치(1)의 제작 단계 또는 세팅 단계에서 미리 메모리에 저장해 두고, 측정기(880)는 처리액을 수용한 후의 제2 무게만을 측정할 수도 있다.
여기서 도 6을 참조하면, 셔터(820)가 하우징(810)과 일체화되어 설치되어 있기 때문에, 헤드 유닛(400a)에서 처리액이 비산되더라도, 비산된 처리액(B1, B2 참조)은 하우징(810)의 상부 또는 셔터(820)에 비산되게 된다.
셔터(820)가 하우징(810)과 일체화되어 설치되어 있기 때문에, 제1 무게는 하우징(810)과 셔터(820)를 포함하는 무게가 된다. 제2 무게는 하우징(810), 셔터(820) 및 수용공간(8118) 내의 처리액, 하우징(810) 또는 셔터(820)에 비산된 처리액(B1, B2)을 포함하는 무게가 된다. 따라서, 제1 무게와 제2 무게의 차이를 산출하면, 수용공간(8118) 내의 처리액과 비산된 처리액(B1, B2)의 무게를 정확하게 알 수 있다. 따라서, 비산된 처리액(B1, B2)으로 인해 발생할 수 있는, 토출량 측정의 부정확성을 제거할 수 있다.
반면, 셔터가 하우징과 분리되어 설치되어 있다면(예를 들어, 셔터가 하우징의 상부에 설치되어 있다면), 측정기는 처리액이 수용공간에 수용되기 전의 하우징의 무게와, 처리액이 수용공간에 수용된 후의 하우징의 무게 사이의 차이를 이용하여, 처리액의 토출량을 산출한다. 그런데, 헤드 유닛에서 토출되는 처리액이 비산되어, 하우징의 상부에 설치되어 있는 셔터에 묻을 수 있다. 셔터가 하우징과 분리되어 설치되어 있고 측정기는 하우징의 무게 변화를 측정하기 때문에, 셔터에 묻어있는 처리액은 측정기에 의해 측정될 수 없다. 따라서, 셔터에 묻어있는 처리액의 양만큼, 처리액의 토출량 측정에 오류가 발생한다. 부정확하게 측정된 토출량을 기초로 헤드 유닛에서 토출될 처리액의 양을 조정함으로써, 공정 불량이 발생할 수 있다.
전술한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)에서, 측정기(880)는 하우징(810) 뿐만 아니라 셔터(820)도 함께 측정해야 한다. 그런데, 셔터(820)가 구동기(850)와 완전히 물리적으로 결합되어 있다면, 측정기(880)는 구동기(850)를 제외한 셔터(820)만의 무게를 측정할 수 없다. 또한, 도 3에 도시된 것과 같이, 구동기(850)와 측정기(880)는 서로 나란하게 배치되어 있는 경우에는, 측정기(880)가 구동기(850)의 무게를 같이 측정하는 것은 어렵다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)에서, 셔터(820)는 구동기(850)로부터 동력을 제공받아 이동되지만, 셔터(820)는 구동기(850)와 물리적으로 결합되지 않는다. 구체적으로 예를 들면, 셔터(820)의 연결부(8220)(즉, 연결부(8220)의 제2 부분)에는 돌출된 제1 바(8230)가 형성된다. 또한, 구동기(850)는 제1 바(8230)와 교차하도록 길게 연장되며, 제1 바(8230)의 양측에 배치된 다수의 제2 바(8510)를 포함한다. 다수의 제2 바(8510)가 이동됨에 따라(도 3 및 도 4 의 M 참조), 다수의 제2 바(8510) 사이에 배치된 제1 바(8230)가 같이 이동된다. 즉, 제1 바(8230)는 제2 바(8510)와 물리적으로 결합된 상태가 아니므로, 측정기(880)는 구동기(850)를 제외한 셔터(820)과 하우징(810)만의 무게를 측정할 수 있다. 하지만, 제1 바(8230)는 다수의 제2 바(8510)에 의해 움직임이 제약되기 때문에, 제2 바(8510)의 움직임에 의해 제1 바(8230)는 따라서 움직이게 된다.
도 5를 참조하면, 전술한 것과 같이, 하우징(810)의 내부에는 수용공간(8118)이 설치되고, 하우징(810)의 상면에는 유입구(8111)와 배기구(8112)가 형성된다.
분리부재(8113, 8115)는 배기구(8112)로 배출되는 공기 또는 가스에 포함된 처리액의 미세 입자를 걸러 낸다. 분리부재(8113, 8115)는 배기구(8112)의 아래쪽에 위치되도록 하우징(810)의 상면 내측벽에 고정될 수 있다. 분리부재(8113, 8115)는 배기구(8112)와 연결되고, 1회 이상 구부러진 형상의 공기 또는 가스의 유동 경로를 제공한다. 예를 들어, 분리부재(8113, 8115)는 상부 및 하부가 서로 마주하는 방향으로 구부러진 제1 분리부(8113) 및 제2 분리부(8115)를 포함할 수 있다. 배기구(8112)를 향하는 공기 또는 가스는 유동 과정에서 분리부재(8113, 8115)와 접촉이 발생된다. 따라서, 공기 또는 가스에 포함된 처리액의 미세 입자는 유동 경로의 측벽과의 충돌 또는 유동 경로의 측벽과 작용하는 장력에 의해 분리부재(8113, 8115)에 부착되어 걸러질 수 있다.
차단부재(8300)는 유입구(8111)로 배출되는 공기 또는 가스에 포함된 처리액의 미세 입자를 걸러 낸다. 차단부재(8300)는 유입구(8111)의 아래쪽에 위치되도록 제공된다. 차단부재(8300)는 헤드 유닛(400a)에서 처리액이 토출되는 영역의 아래쪽에서 이격되게 위치된다.
셔터 본체(8210)는 차단부재(8300) 상에, 하우징(810)의 상면 내측벽에 위치할 수 있다. 예를 들어, 셔터 본체(8210)가 유입구(8111)를 열면서 배기구(8112)를 닫고, 셔터 본체(8210)가 유입구(8111)를 닫으면서 배기구(8112)를 열 수 있다.
한편, 도 5에서는 예시적으로, 셔터 본체(8210)는 2개의 파트로 구성되고, 2개의 파트의 간격이 멀어지면서 유입구(8111)를 노출하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 셔터 본체(8210)는 3개 이상의 파트로 구성될 수도 있고, 1개의 파트로 구성될 수도 있다.
도 7은 도 2에 도시된 처리액 측정 유닛의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2, 도 3 및 도 7을 참조하면, 헤드 유닛(예를 들어, 400a)은 갠트리 이동 유닛(300)과 헤드 이동 유닛(500)에 의해 제1 방향(Ⅰ) 및/또는 제2 방향(Ⅱ)으로 이동되어 처리액 측정 유닛(800)의 상부로 이동된다. 헤드 이동 유닛(500)은 헤드 유닛(400a)을 제3 방향(III)으로 이동시켜, 헤드 유닛(400a)과 처리액 측정 유닛(예를 들어, 800a)과의 상하 방향 거리를 조절한다. 하우징(810)과 일체화되어 설치된 셔터(820)를 열어, 하우징(810) 내의 수용공간(8118)을 노출한다(S81).
이어서, 헤드 유닛(400a)은 수용공간(8118) 내에 처리액을 토출한다(S82)
이어서, 헤드 유닛(400a)이 수용공간(8118) 내에 처리액을 토출한 후에, 측정기(880)는 하우징(810) 및 셔터(820), 수용공간(8118) 내에 수용된 처리액, 하우징(810) 또는 셔터(820)에 비산된 처리액을 포함하는 제2 무게를 측정한다(S83).
전술한 것과 같이, 수용공간(8118) 내에 처리액이 수용되기 전의 제1 무게(즉, 하우징(810) 및 셔터(820)의 무게)는 기판 처리 장치(1)의 제작 단계 또는 세팅 단계에서 측정될 수도 있고, 제2 무게를 측정하기 전에 측정될 수도 있다.
이와 같이 측정된 제1 무게와 제2 무게를 이용해서 헤드 유닛(400a)에서 토출된 처리액의 토출량을 결정한다.
도 8은 도 1에 도시된 처리액 토출부의 다른 예시적 사시도이다. 설명의 편의상, 도 2 내지 도 7을 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.
도 2의 처리액 토출부(10)는 소형 기판에 적용되고, 도 8의 처리액 토출부(10a)는 대형 기판에 적용될 수 있다.
도 2의 처리액 토출부(10)는 갠트리(200)가 이동되는 제2 방향(II)으로 이동하는 데 반해, 도 8의 처리액 토출부(10a)는 갠트리(200)는 고정된다. 기판(S)이 기판 이동 유닛(301)에 의해 이동될 수 있다. 이러한 기판 이동 유닛(301)은 제1 구동 부재(310) 및 제2 구동 부재(320)를 포함한다.
제1 구동 부재(310)는 가이드 레일(315) 및 슬라이더(317)를 포함한다. 가이드 레일은 베이스(B)의 일측 가장 자리부에 배치된다. 가이드 레일(315) 상에는 슬라이더가 이동 가능하도록 결합된다. 슬라이더(317)는 지지판의 저면에 결합된다. 슬라이더에는 리니어 모터(미도시)가 내장될 수 있다. 슬라이더(317)는 리니어 모터(미도시)의 구동력에 의해 가이드 레일(315)을 따라 직선 이동한다.
제2 구동 유닛(320)은 베이스(B)의 타측 가장자리부에 배치된다. 제2 구동 유닛(320)은 지지 유닛(110)의 중심축을 중심으로 제1 구동 유닛(310)과 대칭되게 위치된다. 제2 구동 유닛(320)은 제1 구동 유닛(310)과 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
또한, 갠트리(200)가 이동하지 않기 때문에, 처리액 측정 유닛(800)는 갠트리(200)의 하부에 배치될 수 있다. 처리액 측정 유닛(800)의 형상 및 동작은 도 3 내지 도 7을 이용하여 설명한 것과 실질적으로 동일하다.
이상과 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.
1: 기판 처리 장치 10: 처리액 토출부
800: 처리액 측정 유닛 810: 하우징
8111: 유입구 8112: 배기구
8113: 슬릿 8118: 수용공간
820: 셔터 8210: 셔터 몸체
8220: 연결부 850: 구동기
880: 측정기

Claims (7)

  1. 베이스;
    상기 베이스 상에 설치되어, 기판을 지지하는 지지 부재;
    상기 베이스 상에 설치되어, 상기 기판에 처리액을 액적 형태로 토출하는 헤드 유닛; 및
    상기 베이스 상에 설치되어, 상기 헤드 유닛의 처리액 토출량을 측정하기 위한 처리액 측정 유닛을 포함하되, 상기 처리액 측정 유닛은,
    상기 처리액이 유입되는 유입구와, 상기 유입된 처리액이 수용되는 수용공간을 포함하는 하우징과,
    상기 하우징의 내측에 설치되고, 상기 유입구를 개폐할 수 있는 셔터와,
    상기 셔터를 이동시킬 수 있는 구동기와,
    상기 하우징 하부에 배치되어, 상기 유입된 처리액의 토출량을 측정하기 위한 측정기를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 측정기가 유입된 처리액의 토출량을 측정하는 것은,
    상기 수용공간 내에 상기 처리액이 수용되기 전의 제1 무게와, 상기 수용공간 내에 상기 처리액이 수용된 후의 제2 무게를 이용하여 계산하되,
    상기 제1 무게 및 상기 제2 무게는, 상기 하우징 및 상기 셔터의 무게를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 셔터와 상기 구동기는 물리적으로 분리되어 있고,
    상기 제1 무게 및 상기 제2 무게는, 상기 구동기의 무게는 불포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은 일 측벽에 슬릿이 형성되고,
    상기 셔터는 상기 유입구를 개폐하는 셔터 본체와, 상기 슬릿을 통해서 상기 셔터 본체와 연결되는 연결부를 포함하고,
    상기 구동기는 상기 연결부를 이동시킴으로써 상기 셔터 본체를 이동시키는 기판 처리 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 셔터의 상기 연결부에는 제1 바가 형성되고,
    상기 구동기는 상기 제1 바와 교차하도록 길게 연장되며, 상기 제1 바의 양측에 배치된 다수의 제2 바를 포함하고,
    상기 다수의 제2 바가 이동됨에 따라, 상기 다수의 제2 바 사이에 배치된 제1 바가 이동되는 기판 처리 장치.
  6. 기판에 처리액을 액적 형태로 토출하는 헤드 유닛과, 상기 헤드 유닛의 처리액 토출량을 측정하기 위한 처리액 측정 유닛을 포함하는 기판 처리 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 처리액 측정 유닛의 하우징과 일체화되어 설치된 셔터를 열어, 상기 하우징 내의 수용공간을 노출하고,
    상기 헤드 유닛은 상기 수용공간 내에 처리액을 토출하고,
    상기 헤드 유닛이 상기 수용공간 내에 상기 처리액을 토출한 후에, 상기 하우징 및 상기 셔터, 상기 수용공간 내에 수용된 처리액, 상기 하우징 또는 상기 셔터에 비산된 처리액을 포함하는 무게를 측정하는 것을 포함하는 기판 처리 장치의 동작 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 하우징은 일 측벽에 슬릿이 형성되고,
    상기 셔터는 상기 하우징의 유입구를 개폐하는 셔터 본체와, 상기 슬릿을 통해서 상기 셔터 본체와 연결되는 연결부를 포함하고, 상기 셔터의 상기 연결부에는 일 방향으로 길게 연장된 제1 바가 형성되고,
    상기 셔터를 이동시킬 수 있는 구동기는, 상기 제1 바와 교차하도록 길게 연장되며 상기 제1 바의 양측에 배치된 다수의 제2 바를 포함하고,
    상기 다수의 제2 바가 이동됨에 따라 상기 다수의 제2 바 사이에 배치된 제1 바가 이동되는 기판 처리 장치의 동작 방법.
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