KR20230142192A

KR20230142192A - 액적 검사 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20230142192A
Application number: KR1020220041129A
Authority: KR
Inventors: 이재덕; 진원용; 강한림
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2022-04-01
Filing date: 2022-04-01
Publication date: 2023-10-11

Abstract

회전 가능한 카메라를 포함하는 액적 검사 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치를 제공한다. 상기 기판 처리 장치는, 기판이 처리되는 동안 기판을 지지하는 공정 처리 유닛; 기판 상에 액적을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛; 잉크젯 헤드 유닛을 이동시키는 갠트리 유닛; 및 액적을 검사하는 액적 검사 유닛을 포함하며, 액적 검사 유닛은, 액적을 측정하는 측정 모듈; 액적의 측정 결과를 분석하여 액적을 검사하는 처리 모듈; 및 측정 모듈이 액적을 측정하는 경우, 측정 모듈을 회전시키는 회전 모듈을 포함한다.

Description

액적 검사 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 {Droplet inspecting unit and substrate treating apparatus including the same}

본 발명은 액적 검사 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 디스플레이 장치를 제조하는 데에 활용되는 액적 검사 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(Inkjet Head)를 구비하는 인쇄 장비가 사용될 수 있다.

잉크젯 헤드를 구비하는 인쇄 장비의 경우, 잉크젯 헤드에 의해 토출된 액적을 검사하기 위해 비전 카메라(Vision Camera)를 활용할 수 있다. 그런데 비전 카메라는 그 위치가 고정되어 있기 때문에, 액적이 방사형으로 토출되는 경우 상기 액적을 검사하는 데에 어려움이 따른다.

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는, 회전 가능한 카메라를 포함하는 액적 검사 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 기판 처리 장치의 일 면(Aspect)은, 기판이 처리되는 동안 상기 기판을 지지하는 공정 처리 유닛; 상기 기판 상에 액적을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛; 상기 잉크젯 헤드 유닛을 이동시키는 갠트리 유닛; 및 상기 액적을 검사하는 액적 검사 유닛을 포함하며, 상기 액적 검사 유닛은, 상기 액적을 측정하는 측정 모듈; 상기 액적의 측정 결과를 분석하여 상기 액적을 검사하는 처리 모듈; 및 상기 측정 모듈이 상기 액적을 측정하는 경우, 상기 측정 모듈을 회전시키는 회전 모듈을 포함한다.

상기 회전 모듈은 상기 액적이 방사형으로 토출되는 경우, 상기 측정 모듈을 회전시킬 수 있다.

상기 처리 모듈은 상기 측정 모듈이 회전하지 않은 상태에서 얻은 상기 액적의 제1 측정 결과와 상기 측정 모듈이 회전한 상태에서 얻은 상기 액적의 제2 측정 결과를 기초로 상기 액적을 검사할 수 있다.

상기 처리 모듈은 상기 제1 측정 결과와 상기 제2 측정 결과를 기초로 상기 액적의 토출 각도를 산출할 수 있다.

상기 처리 모듈은 상기 액적에 대한 상기 측정 모듈의 초점을 조절하며, 상기 측정 모듈이 회전한 후에 상기 측정 모듈의 초점을 조절할 수 있다.

상기 회전 모듈은, 상기 측정 모듈에 결합되는 회전축; 전력을 공급하는 전원; 및 상기 전력을 기초로 상기 회전축에 동력을 제공하는 모터를 포함할 수 있다.

상기 측정 모듈은, 상기 액적을 측정하기 위해 상기 액적을 촬상하는 카메라 유닛; 및 상기 카메라 유닛이 상기 액적을 촬상하는 경우, 상기 액적을 조명하는 조명 유닛을 포함할 수 있다.

상기 카메라 유닛은 회전하고, 상기 조명 유닛은 회전하지 않을 수 있다.

상기 회전 모듈은 액적의 예측되는 각도에 대응하여 상기 측정 모듈을 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 액적 검사 유닛의 일 면은, 잉크젯 헤드를 이용하여 기판 상에 액적을 토출하는 기판 처리 장치에 설치되며, 상기 액적을 측정하는 측정 모듈; 상기 액적의 측정 결과를 분석하여 상기 액적을 검사하는 처리 모듈; 및 상기 측정 모듈이 상기 액적을 측정하는 경우, 상기 측정 모듈을 회전시키는 회전 모듈을 포함하고, 상기 회전 모듈은 상기 액적이 방사형으로 토출되는 경우, 상기 측정 모듈을 회전시키고, 상기 처리 모듈은 상기 측정 모듈이 회전하지 않은 상태에서 얻은 상기 액적의 제1 측정 결과와 상기 측정 모듈이 회전한 상태에서 얻은 상기 액적의 제2 측정 결과를 기초로 액적의 토출 각도를 산출하고, 상기 처리 모듈은 상기 액적에 대한 상기 측정 모듈의 초점을 조절하며, 상기 측정 모듈이 회전한 후에 상기 측정 모듈의 초점을 조절한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 액적 검사 유닛의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에서 설명한 액적 검사 유닛을 구성하는 회전 모듈의 기능을 설명하기 위한 제1 예시도이다.
도 4는 도 2에서 설명한 액적 검사 유닛을 구성하는 회전 모듈의 기능을 설명하기 위한 제2 예시도이다.
도 5는 도 2에서 설명한 액적 검사 유닛을 구성하는 회전 모듈의 기능을 설명하기 위한 제3 예시도이다.
도 6은 도 2에서 설명한 액적 검사 유닛의 액적 검사 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

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 회전 가능한 카메라를 이용하여 액적을 검사하는 액적 검사 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 액적이 방사형으로 토출되더라도 그 액적을 정확하게 검사할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 자세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치의 내부 구조를 개략적으로 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)하여 기판(G)을 인쇄하는 잉크젯 설비로 마련될 수 있다.

기판 처리 장치(100)는 기판 처리액으로 잉크를 사용할 수 있다. 여기서, 기판 처리액은 기판(G)을 인쇄 처리하는 데에 이용되는 약액을 말한다. 기판 처리액은 예를 들어, 초미세 반도체 입자를 포함하는 퀀텀닷(QD; Quantum Dot) 잉크일 수 있으며, 기판 처리 장치(100)는 예를 들어, QD(Quantum Dot) CF(Color Filter) 잉크젯(Inkjet) 설비로 마련될 수 있다. 기판 처리 장치(100)는 기판 처리액을 이용하여 기판(G)에 픽셀 인쇄(Pixel Printing)를 할 수 있으며, 기판 처리액에 의해 노즐(Nozzle)이 막히는 것을 방지하기 위해 순환계 잉크젯 설비로 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), 제어 유닛(Control Unit; 160) 및 액적 검사 유닛(200)을 포함하여 구성될 수 있다.

공정 처리 유닛(110)은 기판(G)에 대해 PT 동작이 수행되는 동안 기판(G)을 지지하는 것이다. 여기서, PT 동작은 기판 처리액을 이용하여 기판(G)을 인쇄(Printing) 처리하는 것을 말한다.

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 수도 있다.

공정 처리 유닛(110)은 에어를 이용하여 기판(G)을 지지한 상태로 기판(G)을 이동시킬 수 있다. 공정 처리 유닛(110)은 예를 들어, 제1 스테이지(1^st 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 프린팅 영역(Printing 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.

도 1에는 도시되지 않았지만, 공정 처리 유닛(110)은 파지부(Gripper)와 가이드 레일(Guide Rail)을 더 포함할 수 있다. 파지부는 기판(G)이 제1 스테이지(111)의 길이 방향(제1 방향(10))을 따라 이동하는 경우, 기판(G)을 파지하여 기판(G)이 제1 스테이지(111) 상에서 이탈되는 것을 방지하는 것이다. 파지부는 기판(G)이 이동하는 경우, 기판(G)을 파지한 상태로 가이드 레일을 따라 기판(G)과 동일한 방향으로 이동할 수 있다. 파지부와 가이드 레일은 제1 스테이지(111)의 외측에 마련될 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(2^nd Stage; 121), 제3 가이드 레일(3^rd Guide Rail; 122), 제1 플레이트(1^st Plate; 123) 및 캘리브레이션 보드(Calibration Board; 124)를 포함하여 구성될 수 있다.

제2 스테이지(121)는 제1 스테이지(111)와 마찬가지로 베이스로서, 제1 스테이지(111)와 나란하게 배치될 수 있다. 이러한 제2 스테이지(121)는 그 상부에 메인터넌스 영역(Maintenance Zone)을 포함할 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.

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.

도 1에는 도시되어 있지 않지만, 메인터넌스 유닛(120)은 제4 가이드 레일을 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.

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.

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(1^st Guide Rail; 170a) 및 제2 가이드 레일(2^nd 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 슬라이딩 이동시키는 것이다. 갠트리 이동 유닛은 갠트리 유닛(130)의 내부에 설치될 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 측면이나 그 저면에 설치될 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. 또한, 복수 개의 잉크젯 헤드 유닛(140)은 각각 독립적으로 작동할 수 있으며, 이와 반대로 통일적으로 작동하는 것도 가능하다.

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.

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.

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(151) 및 압력 제어 모듈(152)을 포함하여 구성될 수 있다.

저장 탱크(151)는 기판 처리액을 저장하는 것이며, 압력 제어 모듈(152)은 저장 탱크(151)의 내부 압력을 조절하는 것이다. 저장 탱크(151)는 압력 제어 모듈(152)에 의해 제공되는 압력을 기반으로 잉크젯 헤드 유닛(140)에 적정량의 기판 처리액을 공급할 수 있다.

제어 유닛(160)은 기판 처리 장치(100)를 구성하는 각각의 유닛의 전체 작동을 제어하는 것이다. 제어 유닛(160)은 예를 들어, 공정 처리 유닛(110)의 에어 홀(112)과 파지부, 갠트리 유닛(130), 잉크젯 헤드 유닛(140), 기판 처리액 공급 유닛(150)의 압력 제어 모듈(152) 등의 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.

한편, 제어 유닛(160)은 잉크젯 헤드 유닛(140)에 대해 유지보수를 수행하게 하는 역할도 할 수 있다. 제어 유닛(160)은 예를 들어, 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.

액적 검사 유닛(200)은 기판 처리액이 잉크젯 헤드 유닛(140)의 노즐을 통해 기판(G) 상에 토출되면, 그 액적을 검사하는 것이다. 이러한 액적 검사 유닛(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 측정 모듈(210), 처리 모듈(220) 및 회전 모듈(230)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 구성하는 액적 검사 유닛의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

측정 모듈(210)은 액적을 측정하는 역할을 한다. 측정 모듈(210)은 이를 위해 카메라 모듈(210a) 및 조명 모듈(210b)을 포함할 수 있다.

카메라 모듈(210a)은 기판(G)에 대한 이미지 정보를 획득하는 역할을 한다. 카메라 모듈(210a)에 의해 획득되는 기판(G)의 이미지 정보에는 기판 처리액의 토출 여부, 기판 처리액의 토출 위치, 기판 처리액의 토출량, 기판 처리액의 토출 면적 등에 대한 정보가 포함될 수 있다. 카메라 모듈(210a)은 이와 같은 기판 처리액에 대한 정보 외에 캘리브레이션 보드(124)에 대한 정보도 획득하여 제공할 수 있다. 카메라 모듈(210a)은 예를 들어, 비전 카메라(Vision Camera)를 포함하여 비전 모듈(Vision Module)로 마련될 수 있다.

카메라 모듈(210a)은 기판(G)을 처리하는 경우에 기판(G)에 대한 이미지 정보를 실시간으로 획득할 수 있다. 카메라 모듈(210a)은 기판(G)을 길이 방향(제1 방향(10))으로 촬영하여 이미지 정보를 획득할 수 있으며, 이 경우 카메라 모듈(210a)은 라인 스캔 카메라(Line Scan Camera)를 포함하여 마련될 수 있다. 또는, 카메라 모듈(210a)은 기판(G)을 소정 크기의 영역별로 촬영하여 이미지 정보를 획득할 수도 있다. 이 경우, 카메라 모듈(210a)은 에어리어 스캔 카메라(Area Scan Camera)를 포함하여 마련될 수 있다.

카메라 모듈(210a)은 기판 처리액이 토출된 기판(G)의 이미지 정보를 획득하기 위해 갠트리 유닛(130)의 저면에 설치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 카메라 모듈(210a)은 갠트리 유닛(130)의 측면에 설치되거나, 잉크젯 헤드 유닛(140)의 측면에 설치되는 것도 가능하다. 한편, 카메라 모듈(210a)은 기판 처리 장치(100) 내에 적어도 하나 마련될 수 있으며, 고정 설치되거나 이동 가능하게 설치될 수 있다.

조명 모듈(210b)은 카메라 모듈(210a)이 기판(G)을 촬상하는 경우, 기판(G)을 조명하는 역할을 한다. 본 실시예에서는 조명 모듈(210b)의 이러한 역할에 따라 기판(G) 상에 토출된 액적을 모두 유효하게 검사하는 효과를 얻을 수 있다.

조명 모듈(210b)은 기판(G)을 조명하는 경우, 카메라 모듈(210a)과 좌우 방향(제2 방향(20))으로 나란하게 배치될 수 있다. 그러나 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 조명 모듈(210b)은 카메라 모듈(210a)과 전후 방향(제1 방향(10))으로 일렬로 배치되는 것도 가능하다. 이 경우, 카메라 모듈(210a)은 조명 모듈(210b)의 후방에 배치될 수 있으며, 조명 모듈(210b)의 전방에 배치되는 것도 가능함은 물론이다.

처리 모듈(220)은 측정 모듈(210)을 통해 얻은 결과를 처리 및 분석하는 역할을 한다. 처리 모듈(220)은 이러한 처리 및 분석 과정을 토대로 액적을 검사하는 역할을 할 수 있다. 예를 들면, 처리 모듈(220)은 기판 처리액이 액적의 형태로 기판(G) 상에 정상적으로 토출되었는지 여부를 판단할 수 있으며, 기판 처리액의 토출 위치, 토출량, 토출 면적 등을 분석할 수도 있다. 처리 모듈(220)은 제어 유닛(160)과 마찬가지로 프로세스 컨트롤러, 제어 프로그램, 입력 모듈, 출력 모듈(또는 표시 모듈), 메모리 모듈 등을 포함하여 컴퓨터나 서버 등으로 마련될 수 있다.

회전 모듈(230)은 측정 모듈(210)을 회전시키는 역할을 한다. 회전 모듈(230)은 이를 위해 회전축(231), 모터(232), 전원(233) 등을 포함할 수 있으며, 처리 모듈(220)의 제어에 따라 작동할 수 있다. 상기에서, 회전축(231)은 측정 모듈(210)에 결합되어 측정 모듈(210)을 회전시키는 것이며, 모터(232)는 전원(233)에 의해 공급된 전력을 이용하여 회전축(231)이 회전할 수 있도록 동력을 제공하는 것이다.

앞서 설명한 기판 처리 장치(100)와 같은 잉크젯 설비(Inkjet System)가 디스플레이 장치를 제조하는 분야에도 적용되고 있으며, 불량 제품의 양산을 최소화하기 위해 최근 들어 액적을 측정 및 검사하는 기술이 요구되고 있다. 이에, 드롭 와쳐 시스템(Drop Watcher System)이 액적을 측정하기 위해 보편적으로 활용되고 있다.

드롭 와쳐 시스템은 비전 카메라(Vision Camera)를 이용하여 낙하하는 액적을 촬상할 수 있으며, 이에 따라 액적의 속도, 액적의 각도, 액적의 드롭 사이즈(Drop Size) 등을 측정할 수 있다. 드롭 와쳐 시스템은 육안으로 액적을 관찰할 수 있기 때문에, 액적 측정 장치로써 가장 보편적으로 활용되고 있다.

그런데 드롭 와쳐 시스템을 이용하여 액적의 각도를 측정하는 경우, 비전 카메라는 한 방향으로 고정되어 있기 때문에, 액적의 토출 각도는 카메라 관찰 방향에 대해 수직 벡터 방향으로만 측정 가능한 문제가 있다.

따라서 액적이 노즐을 통해 방사형으로 토출되는 경우, 수직 벡터 성분만 측정되는 드롭 와쳐 시스템으로는 액적을 모두 유효하게 검사할 수가 없다.

본 실시예에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 회전 모듈(230)을 이용하여 측정 모듈(210)을 회전시킬 수 있는 액적 검사 유닛(200)을 제공하는 것을 특징으로 한다. 본 실시예에서는 이를 통해 액적이 방사형으로 토출되더라도 그 액적을 모두 유효하게 검사하는 효과를 얻을 수 있다.

본 실시예에서는 액적의 토출 각도 즉, 예측되는 액적의 각도에 대응하여 회전 모듈(230)을 이용하여 측정 모듈(210)을 회전시킬 수 있다.

예를 들어 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이 잉크젯 헤드 유닛(140)의 노즐을 통해 액적(310)이 Y축 방향으로 토출되면, 회전 모듈(230)은 측정 모듈(210)을 회전시키지 않으며, 이 상태에서 조명 모듈(210b)은 액적(310)이 토출된 방향을 조명하고, 카메라 모듈(210a)은 해당 방향의 액적(310)을 촬상하여 액적(310)을 측정한다. 도 3은 도 2에서 설명한 액적 검사 유닛을 구성하는 회전 모듈의 기능을 설명하기 위한 제1 예시도이다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 잉크젯 헤드 유닛(140)의 노즐을 통해 액적(310)이 X축 방향으로 토출되면, 회전 모듈(230)은 측정 모듈(210)을 반시계 방향으로 90도 회전시키며, 이 상태에서 조명 모듈(210b)은 액적(310)이 토출된 방향을 조명하고, 카메라 모듈(210a)은 해당 방향의 액적(310)을 촬상하여 액적(310)을 측정한다. 도 4는 도 2에서 설명한 액적 검사 유닛을 구성하는 회전 모듈의 기능을 설명하기 위한 제2 예시도이다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 잉크젯 헤드 유닛(140)의 노즐을 통해 액적(310)이 X축 방향으로부터 45도 각도로 토출되면, 회전 모듈(230)은 측정 모듈(210)을 반시계 방향으로 45도 회전시키며, 이 상태에서 조명 모듈(210b)은 액적(310)이 토출된 방향을 조명하고, 카메라 모듈(210a)은 해당 방향의 액적(310)을 촬상하여 액적(310)을 측정한다. 도 5는 도 2에서 설명한 액적 검사 유닛을 구성하는 회전 모듈의 기능을 설명하기 위한 제3 예시도이다.

이와 같이 액적의 토출 각도에 대응하여 측정 모듈(210)을 회전시키고, 그 후에 측정 모듈(210)을 이용하여 액적을 측정하면, 처리 모듈(220)은 측정 모듈(210)의 측정 결과를 분석하여 액적을 검사할 수 있다.

그런데 액적은 앞서 설명한 바와 같이 방사형으로 토출될 수 있으므로, 액적의 토출 각도를 예측하는 데에는 어려움이 따를 수 있다. 이에, 액적 검사 유닛(200)은 다음과 같은 방법으로 액적을 검사할 수 있다.

도 6은 도 2에서 설명한 액적 검사 유닛의 액적 검사 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다. 이하 설명은 예시적으로 액적의 토출 각도를 산출하는 방법에 관한 것이며, 도 2 및 도 6을 참조한다.

잉크젯 헤드 유닛(140)의 노즐이 액적의 형태로 기판 처리액을 기판(G) 상에 토출하면(S410), 측정 모듈(210)은 회전하지 않은 상태에서 액적을 측정하여 제1 측정 데이터를 얻는다(S420).

이후, 회전 모듈(230)은 측정 모듈(210)을 회전시키며(S430), 측정 모듈(210)은 회전 모듈(230)에 의해 소정 각도 회전된 상태에서 액적을 측정하여 제2 측정 데이터를 얻는다(S440).

회전 모듈(230)은 측정 모듈(210)이 제2 측정 데이터를 얻을 수 있도록 측정 모듈(210)을 소정 각도 회전시킬 수 있다. 이 경우, 회전 모듈(230)은 측정 모듈(210)을 반시계 방향으로 회전시킬 수 있으나, 시계 방향으로 회전시키는 것도 가능하다. 또한, 회전 모듈(230)은 카메라 모듈(210a)이 한쪽 방향으로만 촬상이 가능한 경우에는 측정 모듈(210)을 360도 범위 내에서 회전시킬 수 있으며, 카메라 모듈(210a)이 양쪽 방향으로 촬상이 가능한 경우에는 측정 모듈(210)을 180도 범위 내에서 회전시킬 수 있다.

측정 모듈(210)에 의해 제1 측정 데이터 및 제2 측정 데이터가 획득되면, 처리 모듈(220)은 제1 측정 데이터 및 제2 측정 데이터를 조합하여 액적의 토출 각도를 산출한다(S450). 이 경우, 처리 모듈(220)은 액적의 토출 각도를 벡터 성분으로 산출할 수 있다.

한편, 산출되는 액적의 토출 각도에 대한 정확도를 높이기 위하여, 본 실시예에서는 복수의 제2 측정 데이터를 활용할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 회전 모듈(230)은 측정 모듈(210)을 제1 각도만큼 회전시키고, 측정 모듈(210)은 회전 모듈(230)에 의해 제1 각도만큼 회전된 상태에서 액적을 측정하여 첫번째 제2 측정 데이터(제2a 측정 데이터)를 얻고, 이후 회전 모듈(230)은 측정 모듈(210)을 제1 각도와 다른 제2 각도만큼 회전시키고, 측정 모듈(210)은 회전 모듈(230)에 의해 제2 각도만큼 회전된 상태에서 액적을 측정하여 두번째 제2 측정 데이터(제2b 측정 데이터)를 얻고, 이후 회전 모듈(230)은 측정 모듈(210)을 제1 각도 및 제2 각도와 다른 제3 각도만큼 회전시키고, 측정 모듈(210)은 회전 모듈(230)에 의해 제3 각도만큼 회전된 상태에서 액적을 측정하여 세번째 제2 측정 데이터(제2c 측정 데이터)를 얻고, 이후 처리 모듈(220)은 제1 측정 데이터 및 세 개의 제2 측정 데이터(제2a 측정 데이터, 제2b 측정 데이터 및 제2c 측정 데이터)를 조합하여 액적의 토출 각도를 산출할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 회전 모듈(230)이 카메라 모듈(210a)만 회전시키는 것도 가능하다. 즉, 회전 모듈(230)은 조명 모듈(210b)을 카메라 모듈(210a)과 함께 회전시키지 않는 것도 가능하다. 또한, 회전 모듈(230)은 제어 유닛(160)의 제어에 따라 작동하도록 설계되는 것도 가능하다.

이상 도 1 내지 도 6을 참조하여 액적 검사 유닛(200) 및 이를 포함하는 기판 처리 장치(100)에 대하여 설명하였다. 액적 검사 유닛(200)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 탄착 각도 측정이 가능한 Drop Watcher System으로 마련될 수 있다. 이러한 액적 검사 유닛(200)은 카메라 모듈(210a) 및 조명 모듈(210b)에 축(회전축, 초점 조정축)을 추가하여 Y축 방향뿐만 아니라 X축 방향으로의 액적의 탄착 각도도 측정할 수 있다.

또한, 액적 검사 유닛(200)은 Drop Watcher System에 회전축을 추가하여 회전하기 전에 측정된 데이터와 회전한 후에 측정된 데이터를 산술 계산하여 X축 방향 및 Y축 방향으로의 액적의 탄착 각도를 산출할 수 있다. 이 경우, 액적 검사 유닛(200)은 벡터 방식의 산술식을 활용하여 액적의 탄착 각도를 산출할 수 있다.

또한, 액적 검사 유닛(200)은 카메라 모듈(210a) 및 조명 모듈(210b)에 초점을 조정하기 위한 축(초점 조정축)이 설치되어 있으며, 이에 따라 처리 모듈(220)은 카메라 모듈(210a)이 회전 모듈(230)에 의해 회전된 후에 액적에 대한 카메라 모듈(210a)의 초점을 조절할 수가 있다. 한편, 처리 모듈(220)은 조명 모듈(210b)이 회전 모듈(230)에 의해 회전된 후에 액적에 대한 조명 모듈(210b)의 초점도 조절할 수 있다.

액적 검사 유닛(200)의 다양한 성능을 정리하여 보면 다음과 같다.

첫째, 회전 모듈(230)에 의한 측정 모듈(210)의 회전 각도나 이동 범위는 전체 시스템의 구성에 따라 자유롭게 변경될 수 있다.

둘째, 시스템의 구성에 따라 측정 모듈(210)에 새로운 축이 추가될 수 있다. 예를 들어, Z축 방향으로의 회전도 가능하게 새로운 축이 추가될 수 있다.

셋째, 잉크젯 헤드 유닛(140)과 액적 검사 유닛(200)의 상대적 이동시 이동하는 유닛은 한정되지 않는다. 즉, 잉크젯 헤드 유닛(140)이 이동할 수 있으며, 액적 검사 유닛(200)이 이동하는 것도 가능하다.

넷째, 시스템의 계측 범위는 잉크젯 헤드 유닛(140)의 종류에 제한이 없다. 또한, 카메라 모듈(210a) 및 조명 모듈(210b)의 종류 및 사양에도 제한이 없다.

다섯째, 시스템을 이용하여 토출 액적의 X축 방향 및 Y축 방향으로의 탄착 각도를 산출하는 방식에도 제한이 없다.

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 200: 액적 검사 유닛
210: 측정 모듈 210a: 카메라 모듈
210b: 조명 모듈 220: 처리 모듈
230: 회전 모듈 231: 회전축
232: 모터 233: 전원
310: 액적

Claims

기판이 처리되는 동안 상기 기판을 지지하는 공정 처리 유닛;
상기 기판 상에 액적을 토출하는 잉크젯 헤드 유닛;
상기 잉크젯 헤드 유닛을 이동시키는 갠트리 유닛; 및
상기 액적을 검사하는 액적 검사 유닛을 포함하며,
상기 액적 검사 유닛은,
상기 액적을 측정하는 측정 모듈;
상기 액적의 측정 결과를 분석하여 상기 액적을 검사하는 처리 모듈; 및
상기 측정 모듈이 상기 액적을 측정하는 경우, 상기 측정 모듈을 회전시키는 회전 모듈을 포함하는 기판 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 회전 모듈은 상기 액적이 방사형으로 토출되는 경우, 상기 측정 모듈을 회전시키는 기판 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 처리 모듈은 상기 측정 모듈이 회전하지 않은 상태에서 얻은 상기 액적의 제1 측정 결과와 상기 측정 모듈이 회전한 상태에서 얻은 상기 액적의 제2 측정 결과를 기초로 상기 액적을 검사하는 기판 처리 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 처리 모듈은 상기 제1 측정 결과와 상기 제2 측정 결과를 기초로 상기 액적의 토출 각도를 산출하는 기판 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 처리 모듈은 상기 액적에 대한 상기 측정 모듈의 초점을 조절하며, 상기 측정 모듈이 회전한 후에 상기 측정 모듈의 초점을 조절하는 기판 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 회전 모듈은,
상기 측정 모듈에 결합되는 회전축;
전력을 공급하는 전원; 및
상기 전력을 기초로 상기 회전축에 동력을 제공하는 모터를 포함하는 기판 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 측정 모듈은,
상기 액적을 측정하기 위해 상기 액적을 촬상하는 카메라 유닛; 및
상기 카메라 유닛이 상기 액적을 촬상하는 경우, 상기 액적을 조명하는 조명 유닛을 포함하는 기판 처리 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 카메라 유닛은 회전하고, 상기 조명 유닛은 회전하지 않는 기판 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 회전 모듈은 액적의 예측되는 각도에 대응하여 상기 측정 모듈을 회전시키는 기판 처리 장치.
잉크젯 헤드를 이용하여 기판 상에 액적을 토출하는 기판 처리 장치에 설치되며,
상기 액적을 측정하는 측정 모듈;
상기 액적의 측정 결과를 분석하여 상기 액적을 검사하는 처리 모듈; 및
상기 측정 모듈이 상기 액적을 측정하는 경우, 상기 측정 모듈을 회전시키는 회전 모듈을 포함하고,
상기 회전 모듈은 상기 액적이 방사형으로 토출되는 경우, 상기 측정 모듈을 회전시키고,
상기 처리 모듈은 상기 측정 모듈이 회전하지 않은 상태에서 얻은 상기 액적의 제1 측정 결과와 상기 측정 모듈이 회전한 상태에서 얻은 상기 액적의 제2 측정 결과를 기초로 액적의 토출 각도를 산출하고,
상기 처리 모듈은 상기 액적에 대한 상기 측정 모듈의 초점을 조절하며, 상기 측정 모듈이 회전한 후에 상기 측정 모듈의 초점을 조절하는 액적 검사 유닛.