KR20230046773A - 제어 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents

제어 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 Download PDF

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KR20230046773A
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송연철
임명준
김광섭
이종민
오준호
유지훈
박영호
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세메스 주식회사
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Abstract

잉크젯 헤드 유닛의 수명을 예측하며, 그 수명을 극대화하여 사용할 수 있게 하는 제어 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 제어 유닛은, 기판 상에 기판 처리액을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛을 메인터넌스하는 것으로서, 잉크젯 헤드 유닛의 각각의 노즐에 대해 토출 횟수를 카운트하는 카운트 모듈; 토출 횟수와 기준값을 비교하여 토출 횟수가 기준값 이상인지 여부를 판별하는 비교 모듈; 및 각각의 노즐의 토출 횟수가 기준값 이상인지 여부를 기초로 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달하였는지 여부를 평가하는 평가 모듈을 포함한다.

Description

제어 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 {Control unit and substrate treating apparatus including the same}
본 발명은 제어 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 디스플레이 장치를 제조하는 데에 이용되는 설비에 적용될 수 있는 제어 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 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.
잉크젯 헤드 유닛은 기판 상에 잉크를 토출하기 위해 복수 개의 노즐을 포함할 수 있다. 그런데, 복수 개의 노즐 중에서 한 개의 노즐이라도 불량해지면 기판에 대한 인쇄 품질이 저하될 수 있으며, 이로 인해 물질적/시간적 낭비가 발생할 수 있다.
종래 잉크젯 헤드 유닛의 교체 타이밍은 제조사가 제공하는 매뉴얼에 의존하고 있다. 그런데, 잉크젯 헤드 유닛의 성능 저하 시점은 사용 환경에 따라 가변될 수 있으므로, 상기의 방법으로는 잉크젯 헤드 유닛의 성능 저하를 예상할 수 없으며, 이에 따라 인쇄 품질이 불량해지는 것을 미연에 방지하는 것이 어렵다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는, 잉크젯 헤드 유닛의 수명을 예측하며, 그 수명을 극대화하여 사용할 수 있게 하는 제어 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 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 제어 유닛의 일 면(Aspect)은, 기판 상에 기판 처리액을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛을 메인터넌스하는 것으로서, 상기 잉크젯 헤드 유닛의 각각의 노즐에 대해 토출 횟수를 카운트하는 카운트 모듈; 상기 토출 횟수와 기준값을 비교하여 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인지 여부를 판별하는 비교 모듈; 및 각각의 노즐의 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인지 여부를 기초로 상기 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달하였는지 여부를 평가하는 평가 모듈을 포함한다.
상기 카운트 모듈은 노즐의 작동에 관여하는 압전 소자에 전압이 인가되었는지 여부를 기초로 상기 토출 횟수를 카운트할 수 있다.
상기 압전 소자는 노즐과 동일 개수 마련되며, 상기 카운트 모듈은 노즐과 대응 관계에 있는 압전 소자에 전압이 인가되었는지 여부를 기초로 상기 토출 횟수를 카운트할 수 있다.
상기 기준값은 상기 기판에 대한 인쇄 품질 및 기판 인쇄에 참여하지 않는 노즐 중 적어도 하나와 관련될 수 있다.
상기 기준값은 상기 인쇄 품질과 관련되는 경우, 상기 기판 상에 얼룩이 형성되는 경우와 관련된 노즐의 사용량, 또는 인쇄로 상기 기판 상에 형성된 계층의 평탄도가 기준에 미달되는 경우와 관련된 노즐의 사용량일 수 있다.
상기 기준값은 상기 기판 인쇄에 참여하지 않는 노즐과 관련되는 경우, 불량으로 판정된 불량 노즐의 사용량일 수 있다.
상기 불량 노즐은 위성 토출, 미토출 및 토출 위치 부정확 중 적어도 하나와 관련될 수 있다.
상기 제어 유닛은, 상기 기준값을 저장하는 메모리 모듈; 상기 기준값을 입력하는 입력 모듈; 및 상기 기준값을 외부로부터 수신하는 통신 모듈 중 어느 하나를 더 포함하며, 상기 기준값은 상기 메모리 모듈, 상기 입력 모듈 및 상기 통신 모듈 중 어느 하나를 통해 상기 비교 모듈에 제공될 수 있다.
상기 평가 모듈은 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인 노즐의 개수와 기준 개수를 비교하여 상기 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달하였는지 여부를 평가할 수 있다.
상기 평가 모듈은 상기 노즐의 개수가 상기 기준 개수 이상이면 상기 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달한 것으로 평가하며, 사용 가능 수명에 도달한 잉크젯 헤드 유닛의 교체를 요청할 수 있다.
상기 제어 유닛은 노즐별 사용량을 기초로 사용량이 상대적으로 적은 노즐을 상기 기판의 인쇄에 참여시킬 수 있다.
상기 제어 유닛은, 노즐별 사용량을 기초로 사용량이 상대적으로 적은 노즐을 추출하는 추출 모듈; 및 추출된 노즐이 상기 기판의 인쇄에 참여하도록 제어하는 제어 모듈을 더 포함하며, 상기 추출 모듈 및 상기 제어 모듈은 상기 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달하지 않은 것으로 평가되면 작동할 수 있다.
상기 추출 모듈은 사용량이 기준량 이하인 노즐을 추출하거나, 사용량이 가장 적은 노즐을 추출할 수 있다.
상기 제어 유닛은 상기 토출 횟수가 노즐의 작동에 관여하는 압전 소자에 전압이 인가된 횟수와 매칭되는지 여부를 판별할 수 있다.
상기 제어 유닛은 상기 압전 소자에 전압이 인가되었을 때 노즐이 상기 기판 상에 상기 기판 처리액을 정상적으로 토출하였는지 여부를 기초로 매칭 여부를 판별할 수 있다.
상기 제어 유닛은, 카메라 센서를 이용하여 노즐과 상기 기판 사이의 공간을 촬영하는 촬상 모듈; 및 촬영을 통해 얻은 영상 정보를 기초로 노즐이 상기 기판 처리액을 상기 기판 상으로 토출하였는지 여부를 판별하는 처리 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 촬상 모듈은 상기 압전 소자에 전압이 인가되면 상기 공간을 촬영할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제어 유닛의 다른 면은, 기판 상에 기판 처리액을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛을 메인터넌스하는 것으로서, 상기 잉크젯 헤드 유닛의 각각의 노즐에 대해 토출 횟수를 카운트하되, 노즐의 작동에 관여하는 압전 소자에 전압이 인가되었는지 여부를 기초로 상기 토출 횟수를 카운트하는 카운트 모듈; 상기 토출 횟수와 기준값을 비교하여 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인지 여부를 판별하는 비교 모듈; 및 각각의 노즐의 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인지 여부를 기초로 상기 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달하였는지 여부를 평가하는 평가 모듈을 포함하며, 노즐별 사용량을 기초로 사용량이 상대적으로 적은 노즐을 상기 기판의 인쇄에 참여시키고, 상기 기준값은 상기 기판에 대한 인쇄 품질 및 기판 인쇄에 참여하지 않는 노즐 중 적어도 하나와 관련된다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 일 면은, 기판이 처리되는 동안 상기 기판을 지지하는 공정 처리 유닛; 복수 개의 노즐을 포함하며, 상기 복수 개의 노즐을 통해 상기 기판 상에 기판 처리액을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛; 상기 잉크젯 헤드 유닛을 위치 이동시키는 갠트리 유닛; 상기 잉크젯 헤드 유닛에 상기 기판 처리액을 공급하는 기판 처리액 공급 유닛; 및 상기 잉크젯 헤드 유닛을 메인터넌스하는 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은, 상기 잉크젯 헤드 유닛의 각각의 노즐에 대해 토출 횟수를 카운트하는 카운트 모듈; 상기 토출 횟수와 기준값을 비교하여 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인지 여부를 판별하는 비교 모듈; 및 각각의 노즐의 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인지 여부를 기초로 상기 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달하였는지 여부를 평가하는 평가 모듈을 포함한다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 복수 개의 노즐 중 적어도 하나의 노즐이 상기 기판 상에 상기 기판 처리액을 토출하는 경우, 상기 적어도 하나의 노즐과 상기 기판 사이의 공간을 촬영하는 카메라 센서를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구조를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제어 유닛의 내부 모듈을 개략적으로 도시한 제1 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제어 유닛의 내부 모듈을 개략적으로 도시한 제2 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제어 유닛의 기능을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제어 유닛의 내부 모듈을 개략적으로 도시한 제3 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제어 유닛의 내부 모듈을 개략적으로 도시한 제4 예시도이다.
도 7은 본 발명 의 효과를 설명하기 위한 참고도이다.
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 잉크젯 헤드 유닛의 수명을 예측하며, 그 수명을 극대화하여 사용할 수 있게 하는 제어 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 구조를 예시적으로 도시한 도면이다.
기판 처리 장치(100)는 디스플레이 장치를 제조하는 데에 이용되는 기판(G)(예를 들어, 유리 기판(Glass))을 처리하는 것이다. 이러한 기판 처리 장치(100)는 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 장치(100)는 예를 들어, QD(Quantum Dot) CF(Color Filter) 잉크젯 설비(Inkjet System)로 마련될 수 있다.
도 1에 따르면, 기판 처리 장치(100)는 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) 및 제어 유닛(Control Unit or Controller; 160)을 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 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 장치(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 장치(100)는 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 장치(100)는 잉크젯 헤드 이동 유닛을 더 포함할 수 있다. 잉크젯 헤드 이동 유닛은 잉크젯 헤드 유닛(140)을 직선 이동시키거나 회전시키는 것이다. 기판 처리 장치(100)가 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 장치(100) 내에 제공될 수 있다. 한편, 잉크젯 헤드 이동 유닛은 복수 개의 잉크젯 헤드 유닛(140)을 통일적으로 작동시키기 위해 기판 처리 장치(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 장치(100)를 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 장치(100)를 구성하는 각각의 구성에 대해 제어 기능을 실행하는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있으며, 제어 프로그램은 프로세스 컨트롤러의 제어에 따라 기판 처리 장치(100)의 각종 처리를 실행할 수 있다. 메모리 모듈은 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 기판 처리 장치(100)의 각종 처리를 실행시키기 위한 프로그램 즉, 처리 레시피가 저장되는 것이다.
노즐의 불량으로 인한 기판(G)의 인쇄 품질 저하를 방지하기 위해서는 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명을 예측할 필요가 있다. 단순히 인쇄 결과에 결함(Defect)이 많은 경우를 잉크젯 헤드 유닛(140)의 교체 타이밍으로 하거나, NJI(Nozzle Jetting Inspection) 과정에서 노즐 아웃(Nozzle Out)이 지속적으로 증가하는 경우를 잉크젯 헤드 유닛(140)의 교체 타이밍으로 하게 되면, 기판(G)의 인쇄에 불량 노즐이 사용되는 것을 사전에 방지하는 것이 어려울 수 있다.
본 실시예에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 제어 유닛(160)을 이용하여 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명을 예측하고, 그 예측 결과를 토대로 잉크젯 헤드 유닛(140)이 그 수명을 극대화하여 사용되도록 할 수 있다. 이하에서는 제어 유닛(160)의 이러한 역할에 대해 자세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제어 유닛의 내부 모듈을 개략적으로 도시한 제1 예시도이다.
도 2에 따르면, 제어 유닛(160)은 카운트 모듈(210), 비교 모듈(220), 메모리 모듈(230) 및 평가 모듈(240)을 포함하여 구성될 수 있다.
카운트 모듈(210)은 잉크젯 헤드 유닛(140)을 구성하는 각각의 노즐에 대해 토출 횟수를 카운트하는 기능을 한다.
앞서 설명하였지만, 잉크젯 헤드 유닛(140)은 노즐 플레이트, 복수 개의 노즐, 압전 소자(또는 피에조 소자(Piezo Element)) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 압전 소자는 노즐의 개수에 대응하여 마련되며, 각각의 노즐은 대응 관계에 있는 압전 소자의 작동에 따라 기판(G) 상에 기판 처리액을 토출할 수 있다. 즉, 각각의 노즐의 토출 횟수는 대응 관계에 있는 압전 소자에 전압이 인가되는지 여부를 기초로 하여 카운트될 수 있다.
이와 같이, 카운트 모듈(210)은 대응 관계에 있는 압전 소자에 전압이 인가된 횟수를 기초로 각각의 노즐에 대한 토출 횟수를 카운트할 수 있다.
한편, 압전 소자에 전압이 인가되었음에도 불구하고 프로그램 오류 등의 이유로 노즐이 기판 처리액을 토출하지 않을 수도 있다. 이 경우, 압전 소자에 전압이 인가된 횟수와 노즐의 토출 횟수가 상호 일치하지 않아 노즐의 토출 횟수가 부정확하게 카운트될 수 있다.
기판 처리 장치(100)는 상기의 경우를 고려하여 카메라 센서를 더 포함할 수 있으며, 제어 유닛(160)은 도 3에 도시된 바와 같이 촬상 모듈(310) 및 처리 모듈(320)을 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제어 유닛의 내부 모듈을 개략적으로 도시한 제2 예시도이다.
카메라 센서(410)는 도 4에 도시된 바와 같이 노즐(420)에 의해 기판(G) 상으로 토출되는 기판 처리액(430)을 촬상할 수 있다. 카메라 센서(410)는 이를 위해 잉크젯 헤드 유닛(140)의 노즐(420)과 기판(G) 사이의 공간을 촬상할 수 있도록 배치될 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제어 유닛의 기능을 설명하기 위한 예시도이다.
촬상 모듈(310)은 카메라 센서(410)를 제어할 수 있다. 촬상 모듈(310)은 카메라 센서(410)가 노즐(420)에 의해 기판(G) 상으로 토출되는 기판 처리액(430)을 촬상하도록 카메라 센서(410)를 제어할 수 있다.
촬상 모듈(310)은 노즐(420)이 기판(G) 상으로 기판 처리액(430)을 토출하는 경우, 카메라 센서(410)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 촬상 모듈(310)은 노즐(420)과 대응 관계에 있는 압전 소자(440)에 전압이 인가되면, 노즐(420)이 기판 처리액(430)을 기판(G) 상으로 토출할 것으로 예상하고, 카메라 센서(410)를 제어할 수 있다.
본 실시예에서는 촬상 모듈(310)의 제어에 따라 카메라 센서(410)가 노즐(420)과 기판(G) 사이의 공간을 촬상하여 영상 정보를 획득하면, 상기 영상 정보를 이용하여 노즐(420)의 토출 횟수가 정확하게 카운트되었는지 여부를 판별할 수 있다.
처리 모듈(320)은 촬상 모듈(310)의 제어에 따라 카메라 센서(410)가 획득한 영상 정보를 기초로 노즐(420)이 정상적으로 기판 처리액(430)을 기판(G) 상으로 토출하였는지 여부를 판별할 수 있다.
압전 소자(440)에 전압이 인가되면, 압전 소자(440)와 대응 관계에 있는 노즐(420)은 압전 소자(440)의 작동에 따라 기판 처리액(430)을 기판(G) 상으로 토출하게 되며, 카메라 센서(410)는 기판(G) 상으로 낙하하는 기판 처리액(430)을 촬상할 수 있다. 따라서 카메라 센서(410)에 의해 획득되는 영상 정보에는 기판 처리액(430)이 나타나 있어야 한다. 처리 모듈(320)은 이러한 점을 참작하여 노즐(420)이 정상적으로 기판 처리액(430)을 기판(G) 상으로 토출하였는지 여부를 판별할 수 있다.
처리 모듈(320)은 노즐(420)이 정상적으로 기판 처리액(430)을 기판(G) 상으로 토출하였는지 여부를 판별한 후, 노즐(420)의 토출 횟수가 정확하게 카운트되었는지 여부를 판별할 수 있다.
노즐(420)이 정상적으로 기판 처리액(430)을 기판(G) 상으로 토출하면, 압전 소자(440)에 전압이 인가된 횟수와 노즐(420)의 토출 횟수는 상호 일치하게 된다. 따라서 이 경우, 처리 모듈(320)은 노즐(420)의 토출 횟수가 정확하게 카운트된 것으로 판별할 수 있다.
반면, 노즐(420)이 정상적으로 기판 처리액(430)을 기판(G) 상으로 토출하지 못하면, 압전 소자(440)에 전압이 인가된 횟수와 노즐(420)의 토출 횟수는 상호 불일치하게 된다. 따라서, 이 경우, 처리 모듈(320)은 노즐(420)의 토출 횟수가 정확하게 카운트되지 못한 것으로 판별할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 기판(G) 상으로 낙하하는 기판 처리액(430)에 대한 영상 획득율을 높이기 위해, 카메라 센서(410)가 일정 시간 간격으로 연속 촬상을 할 수 있다. 이 경우, 카메라 센서(410)는 노즐(420)이 기판 처리액(430)을 토출하는 시점부터 기판 처리액(430)이 기판(G) 상에 도달하는 시점까지 연속 촬상을 할 수 있다.
한편, 처리 모듈(320)의 처리 결과는 평가 모듈(240)에 제공될 수 있으며, 평가 모듈(240)은 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명을 평가할 때에 처리 모듈(320)의 처리 결과를 활용할 수 있다.
다시 도 2를 참조하여 설명한다.
비교 모듈(220)은 노즐(420)의 토출 횟수와 기준값을 비교하는 기능을 한다. 비교 모듈(220)은 상기 비교를 통해 노즐(420)의 토출 횟수가 기준값 이상인지 여부를 판별할 수 있다. 비교 모듈(220)은 카운트 모듈(210)로부터 노즐(420)의 토출 횟수를 수신한 후, 상기 비교를 수행할 수 있다.
메모리 모듈(230)은 기준값을 저장하는 기능을 한다. 비교 모듈(220)은 노즐(420)의 토출 횟수와 기준값을 비교하는 경우, 메모리 모듈(230)에서 기준값을 독출한 후, 상기 비교를 수행할 수 있다. 카운트 모듈(210)로부터 노즐(420)의 토출 횟수를 수신하는 것과 메모리 모듈(230)에서 기준값을 독출하는 것은 동시에 수행될 수 있으나, 둘 중 어느 하나가 먼저 수행되어도 무방하다.
기준값은 사용자 경험적 교체 주기를 바탕으로 사전에 결정되어 메모리 모듈(230)에 저장될 수 있다. 여기서, 사용자 경험적 교체 주기는 기판(G)에 대한 최종 프린팅 결과의 품질이 나쁜 경우, 노즐 아웃(Nozzle Out)이 많은 경우 등을 말한다.
잉크젯 헤드 유닛(140)의 복수 개의 노즐을 이용하여 기판(G)을 프린팅한 후, 기판(G)의 프린팅 결과를 검사할 수 있다. 이때, 기판(G)의 프린팅 결과가 기준에 부합하면 기판(G)의 프린팅 결과를 양호로 판정하며, 기판(G)의 프린팅 결과가 기준에 부합하지 못하면 기판(G)의 프린팅 결과를 불량으로 판정할 수 있다.
노즐은 내부에 축적되는 파티클 등을 이유로 사용 빈도가 증가할수록 지정된 양의 기판 처리액을 기판(G) 상에 토출하지 못하거나, 기판(G) 상의 지정된 위치를 벗어나 기판 처리액을 토출할 수 있다. 이 경우, 기판(G)의 프린팅 결과가 기준에 부합하지 못해 기판(G)의 프린팅 결과는 불량으로 판정될 수 있다. 본 실시예에서는 검사 공정을 통해 노즐을 몇번 사용하였을 때 기판(G)의 프린팅 결과가 불량해지는지를 확인하여 그 값을 기준값으로 결정할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 노즐을 몇번 사용하였을 때 프린팅을 통해 기판(G) 상에 형성된 계층의 평탄도가 기준에 부합하지 못하는지를 확인하거나, 기판(G) 상에 얼룩 등의 문제가 발생하는지를 확인하여 그 값을 기준값으로 결정하는 것도 가능하다.
한편, 앞서 설명하였지만, 노즐은 사용 빈도가 증가할수록 내부에 파티클 등이 축적되어 위성 토출, 미토출, 토출 위치 정확도 불량 등의 문제가 발생할 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 노즐을 불량 노즐로 정의하고, 기판(G)을 인쇄할 때 해당 노즐을 인쇄에 참여시키지 않을 수 있다. 본 실시예에서는 노즐이 기판(G) 인쇄에 참여하지 않는 경우를 노즐 아웃(Nozzle Out)으로 정의한다.
검사 공정에서는 노즐을 몇번 사용하였을 때 노즐이 노즐 아웃되는지를 확인할 수 있다. 본 실시예에서는 그 값을 기준값으로 결정할 수 있다.
도 1에는 도시되어 있지 않지만, 기판 처리 장치(100)는 별도의 검사 장치를 포함할 수 있다. 기준값 결정은 이와 같이 별도로 마련되는 검사 장치에 의해 수행될 수 있다.
앞서 설명하였지만, 비교 모듈(220)은 메모리 모듈(230)에서 기준값을 독출한 후, 노즐의 토출 횟수와 기준값을 비교할 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 비교 모듈(220)은 입력 모듈(330)을 통해 기준값을 입력받은 후, 노즐의 토출 횟수와 기준값을 비교하거나, 통신 모듈(340)을 통해 기준값을 수신한 후, 노즐의 토출 횟수와 기준값을 비교하는 것도 가능하다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제어 유닛의 내부 모듈을 개략적으로 도시한 제3 예시도이다.
다시 도 2를 참조하여 설명한다.
평가 모듈(240)은 비교 모듈(220)의 비교 결과를 기초로 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명을 평가하는 기능을 한다.
비교 모듈(220)은 노즐의 토출 횟수와 기준값을 비교하여 잉크젯 헤드 유닛(140)을 구성하는 각각의 노즐에 대해 해당 노즐의 토출 횟수가 기준값 이상인지 여부를 판별할 수 있다. 평가 모듈(240)은 비교 모듈(220)의 그러한 비교 결과를 토대로 잉크젯 헤드 유닛(140)을 구성하는 노즐들 중에서 기판 처리액을 기준값 이상 토출한 노즐을 추출할 수 있다.
평가 모듈(240)은 잉크젯 헤드 유닛(140)을 구성하는 노즐들 중에서 기판 처리액을 기준값 이상 토출한 노즐이 추출되면, 기판 처리액을 기준값 이상 토출한 노즐(즉, 토출 횟수가 기준값 이상인 노즐)의 개수를 산출할 수 있다. 평가 모듈(240)은 토출 횟수가 기준값 이상인 노즐의 개수가 산출되면, 이 산출값과 기준값(즉, 기준 개수)을 비교하여 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명이 사용 가능 수명에 도달하였는지 여부를 평가할 수 있다.
평가 모듈(240)은 산출값이 기준값 이상인 것으로 판단되면, 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명이 사용 가능 수명에 도달한 것으로 평가할 수 있다. 이 경우, 평가 모듈(240)은 관리자에게 잉크젯 헤드 유닛(140)의 교체를 지시할 수 있다. 한편, 평가 모듈(240)은 산출값이 기준값 미만인 것으로 판단되면, 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명이 사용 가능 수명에 도달하지 않은 것으로 평가할 수 있다.
상기에서, 기준값은 사전에 결정될 수 있으며, 노즐의 개수가 이에 해당될 수 있다.
한편, 평가 모듈(240)은 산출값과 기준값을 단순 비교하여 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명이 사용 가능 수명에 도달하였는지 여부를 평가할 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 산출값의 비율 즉, 잉크젯 헤드 유닛(140)을 구성하는 전체 노즐들 중에서 토출 횟수가 기준값 이상인 노즐이 차지하는 비중을 계산한 후, 상기 산출값의 비율과 기준 비율을 비교하여 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명이 사용 가능 수명에 도달하였는지 여부를 평가하는 것도 가능하다.
상기의 경우, 평가 모듈(240)은 산출값의 비율이 기준 비율 이상인 것으로 판단되면, 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명이 사용 가능 수명에 도달한 것으로 판별할 수 있으며, 이 경우 관리자에게 잉크젯 헤드 유닛(140)의 교체를 지시할 수 있다. 반면, 평가 모듈(240)은 산출값의 비율이 기준 비율 미만인 것으로 판단되면, 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명이 사용 가능 수명에 도달하지 못한 것으로 판별할 수 있다.
한편, 제어 유닛(160)은 노즐별 사용량(즉, 카운트 모듈(210)에 의해 카운트되는 노즐의 토출 횟수)을 토대로 사용량이 상대적으로 적은 노즐을 기판(G) 인쇄에 참여시킴으로써 토출 횟수 균등화를 구현할 수 있으며, 이에 따라 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명을 극대화할 수 있다. 이하에서는 이에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 제어 유닛의 내부 모듈을 개략적으로 도시한 제4 예시도이다.
추출 모듈(510)은 잉크젯 헤드 유닛(140)을 구성하는 노즐들 중에서 노즐별 사용량을 토대로 사용량이 상대적으로 적은 노즐을 추출하는 기능을 한다.
추출 모듈(510)은 사용량이 상대적으로 적은 노즐을 추출할 때, 사용량이 기준량 이하인 노즐을 무작위로 추출할 수 있다. 또는, 추출 모듈(510)은 사용량이 가장 적은 노즐부터 순차적으로 추출할 수 있다.
제어 모듈(520)은 기판(G) 인쇄시 추출 모듈(510)에 의해 추출된 노즐이 사용되도록 제어하는 기능을 한다. 제어 모듈(520)은 추출 모듈(510)에 의해 추출된 순서대로 노즐을 배열하며, 배열된 순서에 따라 해당 노즐이 기판(G) 인쇄에 사용되도록 제어할 수 있다.
추출 모듈(510)과 제어 모듈(520)의 상기 기능은 비교 모듈(220)과 평가 모듈(240)의 기능과 별개로 운용될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 추출 모듈(510)과 제어 모듈(520)의 상기 기능은 평가 모듈(240)의 평가 기능 이후에 수행되는 것도 가능하다.
예를 들어, 평가 모듈(240)에 의해 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명이 사용 가능 수명에 도달하지 않은 것으로 판별되면, 추출 모듈(510)과 제어 모듈(520)이 상기 기능을 순차적으로 수행할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 추출 모듈(510)과 제어 모듈(520)의 이러한 기능으로 도 7에 도시된 바와 같이 노즐별 토출 횟수 균등화를 이룰 수 있으며, 이에 따라 잉크젯 헤드 유닛(140)의 사용 수명을 극대화하는 효과를 얻을 수 있다. 도 7은 본 발명의 효과를 설명하기 위한 참고도이다.
이상 도 2 내지 도 7을 참조하여 제어 유닛(160)의 다양한 기능에 대하여 설명하였다. 제어 유닛(160)의 이러한 기능은 컴퓨터 프로그램으로 마련될 수 있으며, 컴퓨터 프로그램은 제어 유닛(160) 내 마이크로 프로세서에 탑재되어 마이크로 프로세서에 의해 운용될 수 있다.
본 발명은 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명 예측 및 극대화 방법에 대한 소프트웨어 구현에 관한 것이다. 본 발명에서는 잉크젯 헤드 유닛(140)을 구성하는 각각의 노즐의 토출 횟수를 카운트하여 잉크젯 헤드 유닛(140)의 메인터넌스(Maintenance)에 활용할 수 있다.
본 발명에서는 잉크젯 헤드 유닛(140)을 구성하는 각각의 노즐의 토출 횟수를 SW에서 기록하여 잉크젯 헤드 유닛(140)의 사용 수명을 예측하고, 각 노즐별 사용량을 반영하여 기판(G)을 인쇄함으로써 잉크젯 헤드 유닛(140)의 사용 수명을 극대화할 수 있다.
본 발명에 따르면, 잉크젯 헤드 유닛(140)의 각 노즐별 토출 횟수를 기록하고 인지함으로써, 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명을 파악할 수 있으며, 사용 횟수가 적은 노즐을 이미지 생성 즉, 기판(G) 인쇄에 더 많이 참여시킴으로써 잉크젯 헤드 유닛(140)의 사용 수명을 극대화할 수 있다.
본 발명에서, 잉크젯 설비(즉, 기판 처리 장치(100))의 잉크젯 헤드 유닛(140)의 기판 처리액 토출은 패턴 SW(Pattern SW)의 프린팅(Printing) 명령, 스피팅(Spitting) 명령 등으로 실시될 수 있다. Printing/Spitting 명령시 인쇄 이미지 및 사용/미사용 노즐 정보를 가지고 있기 때문에 각 노즐의 토출 횟수를 카운트할 수 있다. 상기에서, Spitting 명령은 사용 노즐 설정 후 정해진 주파수로 정해진 시간만큼 토출하게 하는 것이며, Printing 명령은 노즐별 인쇄 유무 정보를 가진 이미지를 헤드 드라이버에 보내서 토출하게 하는 것이다.
본 발명에서는 각 노즐의 토출 횟수를 카운트하여, 헤드 제조사(Head Maker)에서 제공하는 물리적 수명에 다가가는지, 또는 Defect 증가(프린팅 품질 불량), 노즐 아웃 증가 등에 의한 사용자 경험적 교체 주기에 근접하는지를 확인하여 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명을 예측하고 그 교체를 사전에 준비할 수 있다. 또한, 노즐별 사용량을 확인하여 상대적으로 사용량이 적은 노즐로 인쇄 이미지를 생성함으로써, 토출 횟수 균등화을 통해 잉크젯 헤드 유닛(140)의 수명을 극대화하여 사용할 수 있다.
정리하여 보면, 본 발명의 특징은 다음과 같이 요약될 수 있다.
첫째, Inkjet Head의 각 nozzle의 사용 회수를 SW에서 기록하여 Head의 사용 수명을 예측하고 준비할 수 있다.
둘째, 각 nozzle별 사용량을 고려하여 이미지 생성에 반영함으로써 head 사용 수명을 극대화할 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 장치 110: 공정 처리 유닛
120: 메인터넌스 유닛 130: 갠트리 유닛
140: 잉크젯 헤드 유닛 150: 기판 처리액 공급 유닛
160: 제어 유닛 210: 카운트 모듈
220: 비교 모듈 230: 메모리 모듈
240: 평가 모듈 310: 촬상 모듈
320: 처리 모듈 330: 입력 모듈
340: 통신 모듈 410: 카메라 센서
420: 노즐 430: 기판 처리액
440: 압전 소자 510: 추출 모듈
520: 제어 모듈

Claims (20)

  1. 기판 상에 기판 처리액을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛을 메인터넌스하는 것으로서,
    상기 잉크젯 헤드 유닛의 각각의 노즐에 대해 토출 횟수를 카운트하는 카운트 모듈;
    상기 토출 횟수와 기준값을 비교하여 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인지 여부를 판별하는 비교 모듈; 및
    각각의 노즐의 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인지 여부를 기초로 상기 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달하였는지 여부를 평가하는 평가 모듈을 포함하는 제어 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카운트 모듈은 노즐의 작동에 관여하는 압전 소자에 전압이 인가되었는지 여부를 기초로 상기 토출 횟수를 카운트하는 제어 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 압전 소자는 노즐과 동일 개수 마련되며,
    상기 카운트 모듈은 노즐과 대응 관계에 있는 압전 소자에 전압이 인가되었는지 여부를 기초로 상기 토출 횟수를 카운트하는 제어 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준값은 상기 기판에 대한 인쇄 품질 및 기판 인쇄에 참여하지 않는 노즐 중 적어도 하나와 관련되는 제어 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기준값은 상기 인쇄 품질과 관련되는 경우, 상기 기판 상에 얼룩이 형성되는 경우와 관련된 노즐의 사용량, 또는 인쇄로 상기 기판 상에 형성된 계층의 평탄도가 기준에 미달되는 경우와 관련된 노즐의 사용량인 제어 유닛.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 기준값은 상기 기판 인쇄에 참여하지 않는 노즐과 관련되는 경우, 불량으로 판정된 불량 노즐의 사용량인 제어 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 불량 노즐은 위성 토출, 미토출 및 토출 위치 부정확 중 적어도 하나와 관련되는 제어 유닛.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준값을 저장하는 메모리 모듈;
    상기 기준값을 입력하는 입력 모듈; 및
    상기 기준값을 외부로부터 수신하는 통신 모듈 중 어느 하나를 더 포함하며,
    상기 기준값은 상기 메모리 모듈, 상기 입력 모듈 및 상기 통신 모듈 중 어느 하나를 통해 상기 비교 모듈에 제공되는 제어 유닛.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가 모듈은 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인 노즐의 개수와 기준 개수를 비교하여 상기 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달하였는지 여부를 평가하는 제어 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 평가 모듈은 상기 노즐의 개수가 상기 기준 개수 이상이면 상기 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달한 것으로 평가하며, 사용 가능 수명에 도달한 잉크젯 헤드 유닛의 교체를 요청하는 제어 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 노즐별 사용량을 기초로 사용량이 상대적으로 적은 노즐을 상기 기판의 인쇄에 참여시키는 제어 유닛.
  12. 제 1 항에 있어서,
    노즐별 사용량을 기초로 사용량이 상대적으로 적은 노즐을 추출하는 추출 모듈; 및
    추출된 노즐이 상기 기판의 인쇄에 참여하도록 제어하는 제어 모듈을 더 포함하며,
    상기 추출 모듈 및 상기 제어 모듈은 상기 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달하지 않은 것으로 평가되면 작동하는 제어 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 추출 모듈은 사용량이 기준량 이하인 노즐을 추출하거나, 사용량이 가장 적은 노즐을 추출하는 제어 유닛.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 토출 횟수가 노즐의 작동에 관여하는 압전 소자에 전압이 인가된 횟수와 매칭되는지 여부를 판별하는 제어 유닛.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 압전 소자에 전압이 인가되었을 때 노즐이 상기 기판 상에 상기 기판 처리액을 정상적으로 토출하였는지 여부를 기초로 매칭 여부를 판별하는 제어 유닛.
  16. 제 15 항에 있어서,
    카메라 센서를 이용하여 노즐과 상기 기판 사이의 공간을 촬영하는 촬상 모듈; 및
    촬영을 통해 얻은 영상 정보를 기초로 노즐이 상기 기판 처리액을 상기 기판 상으로 토출하였는지 여부를 판별하는 처리 모듈을 더 포함하는 제어 유닛.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 촬상 모듈은 상기 압전 소자에 전압이 인가되면 상기 공간을 촬영하는 제어 유닛.
  18. 기판 상에 기판 처리액을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛을 메인터넌스하는 것으로서,
    상기 잉크젯 헤드 유닛의 각각의 노즐에 대해 토출 횟수를 카운트하되, 노즐의 작동에 관여하는 압전 소자에 전압이 인가되었는지 여부를 기초로 상기 토출 횟수를 카운트하는 카운트 모듈;
    상기 토출 횟수와 기준값을 비교하여 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인지 여부를 판별하는 비교 모듈; 및
    각각의 노즐의 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인지 여부를 기초로 상기 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달하였는지 여부를 평가하는 평가 모듈을 포함하며,
    노즐별 사용량을 기초로 사용량이 상대적으로 적은 노즐을 상기 기판의 인쇄에 참여시키고,
    상기 기준값은 상기 기판에 대한 인쇄 품질 및 기판 인쇄에 참여하지 않는 노즐 중 적어도 하나와 관련되는 제어 유닛.
  19. 기판이 처리되는 동안 상기 기판을 지지하는 공정 처리 유닛;
    복수 개의 노즐을 포함하며, 상기 복수 개의 노즐을 통해 상기 기판 상에 기판 처리액을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛;
    상기 잉크젯 헤드 유닛을 위치 이동시키는 갠트리 유닛;
    상기 잉크젯 헤드 유닛에 상기 기판 처리액을 공급하는 기판 처리액 공급 유닛; 및
    상기 잉크젯 헤드 유닛을 메인터넌스하는 제어 유닛을 포함하며,
    상기 제어 유닛은,
    상기 잉크젯 헤드 유닛의 각각의 노즐에 대해 토출 횟수를 카운트하는 카운트 모듈;
    상기 토출 횟수와 기준값을 비교하여 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인지 여부를 판별하는 비교 모듈; 및
    각각의 노즐의 상기 토출 횟수가 상기 기준값 이상인지 여부를 기초로 상기 잉크젯 헤드 유닛의 수명이 사용 가능 수명에 도달하였는지 여부를 평가하는 평가 모듈을 포함하는 기판 처리 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수 개의 노즐 중 적어도 하나의 노즐이 상기 기판 상에 상기 기판 처리액을 토출하는 경우, 상기 적어도 하나의 노즐과 상기 기판 사이의 공간을 촬영하는 카메라 센서를 더 포함하는 기판 처리 장치.
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