KR20240028131A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20240028131A
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명의 기판 처리 장치는, 기판이 위치하는 프로세스 스테이지, 상기 프로세스 스테이지 상에, 상기 프로세스 스테이지를 가로지르도록 배치된 갠트리, 상기 갠트리를 따라 이동하는 헤드 어셈블리, 및 상기 헤드 어셈블리의 위치를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 헤드 어셈블리가 제1 높이에서 이동하면서, 상기 프로세스 스테이지 상의 상기 기판 상에 잉크를 토출하도록 제어하고, 상기 헤드 어셈블리를 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이로 이동시키고, 상기 헤드 어셈블리를 상기 제1 높이보다 높고 상기 제2 높이보다 낮은 제3 높이로 이동시키고, 상기 제3 높이에서 상기 헤드 어셈블리를 유지시키도록 제어한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE TREATING APPARATUS AND SUBSTRATE TREATING METHOD}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
디스플레이는 LCD, 그리고 OLED 등 다양한 기술이 개발되고, 최근 대형 디스플레이 시장에서 OLED를 대체하기 위한 차세대 기술이 부상하고 있다. OLED를 대체하기 위한 차세대 기술로 QD-OLED와, QNED를 그 예로 들 수 있다.
한편, QD(Quantum Dot) 잉크젯 설비의 헤드 어셈블리는 고중량(예시로, 5톤의 중량)으로 이루어진다. 헤드 어셈블리의 상하 방향 이동을 위해 모터가 작동되면 모터 부하 증가에 따라 발열이 발생하고, 헤드 어셈블리의 열변형이 발생한다. 특히 마이크로 단위로 탄착되는 QD의 특성에 따라, 헤드 어셈블리가 마이크로 단위로 틀어지더라도, 탄착의 위치 정도가 저하되어, 오탄착과 같은 공정 불량을 유발시킬 수 있어, 개선이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 모터 부하에 의한 헤드 어셈블리의 열변형을 감소/방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 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, 기판이 위치하는 프로세스 스테이지, 상기 프로세스 스테이지 상에, 상기 프로세스 스테이지를 가로지르도록 배치된 갠트리, 상기 갠트리를 따라 이동하는 헤드 어셈블리, 및 상기 헤드 어셈블리의 위치를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 헤드 어셈블리가 제1 높이에서 이동하면서, 상기 프로세스 스테이지 상의 상기 기판 상에 잉크를 토출하도록 제어하고, 상기 헤드 어셈블리를 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이로 이동시키고, 상기 헤드 어셈블리를 상기 제1 높이보다 높고 상기 제2 높이보다 낮은 제3 높이로 이동시키고, 상기 제3 높이에서 상기 헤드 어셈블리를 유지시키도록 제어한다.
상기 기판 처리 장치는 상기 헤드 어셈블리와 연결된 모터를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 모터를 동작시킴으로써, 상기 헤드 어셈블리의 높이를 조절할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 모터가 상기 헤드 어셈블리를 상향 이동시키는 위치인 상기 제2 높이에서 상기 헤드 어셈블리의 위치를 유지시키지 않도록, 상기 제2 높이에서 상기 제3 높이로 기설정 시간 내에 하향 이동되는 방향으로 제어할 수 있다.
상기 모터는, 상기 헤드 어셈블리의 제1측에 연결된 하나 이상의 제1모터와, 상기 헤드 어셈블리의 제2측에 연결된 하나 이상의 제2모터를 포함하고, 상기 제3 높이는 상기 잉크가 토출되지 않는 대기 상태의 위치를 이루고, 상기 제어부는, 상기 헤드 어셈블리가 상기 제1 높이, 상기 제2 높이, 및 상기 제3 높이로 이동시, 상기 제1모터와 상기 제2 모터를 동기화시키되, 상기 헤드 어셈블리가 상기 제3 높이로 이동되거나, 상기 제1 높이로 이동시, 상기 헤드 어셈블리와 상기 프로세스 스테이지의 상기 제1측에서의 간격이 상기 제2 측에서의 간격과 상이하면 상기 제1모터와 상기 제2모터의 동기화를 해제시키고, 상기 제1측과 상기 제2측의 간격 차이가 0에 수렴하도록 상기 제1모터와 상기 제2모터 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는 상기 프로세스 스테이지에 인접하여 배치된 메인터넌스 스테이지를 더 포함하고, 상기 갠트리는 상기 프로세스 스테이지 및 메인터넌스 스테이지 상에, 상기 프로세스 스테이지 및 메인터넌스 스테이지를 가로지르도록 배치되고, 상기 제어부는, 상기 헤드 어셈블리가 제1 높이에서 이동하면서, 상기 메인터넌스 스테이지 상의 상기 기판 상에 잉크를 토출하거나 상기 헤드 어셈블리에 마련되는 노즐이 세정되도록 제어하고, 상기 헤드 어셈블리를 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이로 이동시키고, 상기 헤드 어셈블리를 상기 제1 높이보다 높고 상기 제2 높이보다 낮은 제3 높이로 이동시키고, 상기 제3 높이에서 상기 헤드 어셈블리를 유지시키도록 제어할 수 있다.
상기 잉크는, QD(Quantum Dot)를 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 방법의 일 면은, 헤드 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하고, 상기 헤드 어셈블리가 제1 높이에서 이동하면서 기판 상에 잉크를 토출하고, 상기 잉크를 토출한 후에, 상기 헤드 어셈블리는 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이로 이동하고, 상기 헤드 어셈블리가 상기 제1 높이보다 높고 상기 제2 높이보다 낮은 제3 높이로 이동하여 위치를 유지하는 것을 포함할 수 있다.
상기 기판 처리 장치는, 상기 헤드 어셈블리의 제1측에 연결된 제1모터와, 상기 헤드 어셈블리의 제2측에 연결된 제2모터를 구비하는 모터를 포함하고, 상기 헤드 어셈블리가 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이로 이동하면, 상기 모터가 상기 헤드 어셈블리를 상향 이동시키는 위치인 상기 제2 높이에서 상기 헤드 어셈블리의 위치를 유지시키지 않도록, 상기 제2 높이에서 상기 제3 높이로 기설정 시간 내에 하향 이동되는 방향으로 구동하여 상기 헤드 어셈블리가 상기 제3 위치에서 대기할 수 있다.
상기 헤드 어셈블리가 상기 제1 높이, 상기 제2 높이, 및 상기 제3 높이로 이동시, 상기 제1모터와 상기 제2 모터는 동기화될 수 있다.
상기 헤드 어셈블리가 상기 제3 높이로 이동되거나, 상기 제1 높이로 이동시, 상기 헤드 어셈블리와 상기 프로세스 스테이지의 상기 제1측에서의 간격이 상기 제2 측에서의 간격과 상이하면 상기 제1모터와 상기 제2모터의 동기화가 해제되고, 상기 제1측과 상기 제2측의 간격 차이가 0에 수렴하도록, 동기화가 해제된 상기 제1모터와 상기 제2모터 중 적어도 어느 하나가 작동할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법은, 헤드 어셈블리가 중력과 반대 방향인 상부 방향으로 이동하여 위치가 유지될 때, 모터 부하에 따른 헤드 어셈블리의 열변형을 감소시켜, 헤드 어셈블리의 열변형으로 인한 오탄착 발생을 줄임으로써, 양품 수율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 헤드 어셈블리에 마련되는 모터를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 헤드 어셈블리가 제1 위치에 이동된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 헤드 어셈블리가 제2 위치에 이동된 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 헤드 어셈블리가 제3 위치에 이동된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 헤드 어셈블리가 제1 위치에서 제2 위치를 경유한 이후 제3 위치에서 유지된 상태의 모터의 온도 편차를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 비교예의 기판 처리 장치의 헤드 어셈블리가 제1 위치에서 제2 위치를 경유하지 않고 제3 위치로 이동하여 유지된 상태의 모터의 온도 편차를 도시한 도면이다.
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 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
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.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 헤드 어셈블리에 마련되는 모터를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치(100)는, 프로세스 스테이지(110), 메인터넌스 스테이지(120), 갠트리(130), 헤드 어셈블리(140), 모터(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다. 기판 처리 장치(100)는 기판(G)(예를 들어, 유리(Glass) 기판)을 처리할 수 있다. 예를 들어 기판 처리 장치(100)는 기판(G)에 잉크를 프린팅할 수 있는 인쇄 장비로 구현될 수 있고, 잉크는 QD(Quantum Dot)를 포함할 수 있다. 즉 기판 처리 장치(100)는 QD 잉크젯 설비로 제공될 수 있다.
프로세스 스테이지(110)는 기판(G)이 위치할 수 있다. 프로세스 스테이지(110)는 기판(G)이 인쇄 처리되는 동안 기판(G)을 지지할 수 있다. 즉 프로세스 스테이지(110)는 기판이 인쇄되는 작업 공간을 형성할 수 있다.
프로세스 스테이지(110)는 그립퍼(Gripper; 도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 그립퍼는 프로세스 스테이지(110) 상의 기판(G)을 파지할 수 있다. 그립퍼는 기판(G)이 프로세스 스테이지(110)의 길이 방향(도 1을 기준으로 좌우 방향)을 따라 이동될 수 있도록, 기판(G)을 파지한 상태로 가이드 레일(도시하지 않음)을 따라 활주할 수 있다.
메인터넌스 스테이지(120)는 프로세스 스테이지(110)에 인접하여 배치될 수 있다. 메인터넌스 스테이지(120)는 헤드 어셈블리(140)가 유지 보수되는 공간을 형성할 수 있으며, 예시로 헤드 어셈블리(140)의 노즐(도시하지 않음)이 메인터넌스 스테이지(120)에서 세정/세척될 수 있도록 공간을 제공할 수 있다. 또한, 메인터넌스 스테이지(120)는 헤드 어셈블리(140)의 테스트를 위해 헤드 어셈블리(140)가 기판(메인터넌스 스테이지(120) 상의 테스트용 기판일 수 있음)에 잉크를 토출하는 공간을 제공할 수도 있다.
여기서 노즐의 세정/세척은, 스핏(spit) 작업 및 블러터(blotter) 작업을 포함할 수 있다. 스핏(spit) 작업은 고주파 신호를 헤드 어셈블리(140)에 인가하여 제팅하는 동작시 노즐의 상태가 유지되기 위한 선작업(퍼징 작업일 수 있음)을 의미할 수 있다. 블러터(blotter) 작업은 제팅 후 비산된 잉크를 엠보싱 처리된 천으로 노즐의 표면을 닦아내는 작업을 의미할 수 있다.
갠트리(130)는 헤드 어셈블리(140)를 지지하며, 헤드 어셈블리(140)가 기판(G) 상에 처리액을 토출할 수 있도록 프로세스 스테이지(110) 및 메인터넌스 스테이지(120)의 상부에 마련될 수 있다.
예를 들어 갠트리(130)는 프로세스 스테이지(110) 상에, 프로세스 스테이지(110)를 가로지르도록 배치될 수 있다. 메인터넌스 스테이지(120)에 인접하여 프로세스 스테이지(110)가 마련되면, 갠트리(130)는 프로세스 스테이지(110) 및 메인터넌스 스테이지(120) 상에, 프로세스 스테이지(110) 및 메인터넌스 스테이지(120)를 가로지르도록 배치될 수 있다.
다시 말해서 갠트리(130)는 프로세스 스테이지(110) 및 메인터넌스 스테이지(120)의 폭 방향(도 1을 기준으로 상하 방향)으로 길게 형성될 수 있다.
갠트리(130)는 헤드 어셈블리(140)가 기판(G) 상에서 원하는 지점에 위치할 수 있도록 프로세스 스테이지(110)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 이때, 갠트리(130)는 레일(135, 136)을 따라 이동할 수 있다.
헤드 어셈블리(140)는 기판(G) 상에 잉크를 토출할 수 있다. 헤드 어셈블리(140)는 갠트리(130)의 측면이나 저면에 설치되어, 갠트리(130)를 따라 이동할 수 있다.
헤드 어셈블리(140)는 플레이트, 복수 개의 노즐 및 압전 소자가 구비될 수 있다. 플레이트는 헤드 어셈블리(140)의 외관을 형성할 수 있다. 복수 개의 노즐은 플레이트의 저면에 일정 간격으로 일렬로 배치될 수 있으며, 압전 소자는 플레이트 내에 노즐의 개수에 대응하는 개수만큼 설치될 수 있다.
헤드 어셈블리(140)는, 압전 소자의 작동에 따라, 노즐을 통해 기판(G) 상에 잉크를 토출할 수 있다. 헤드 어셈블리(140)는 압전 소자에 인가되는 전압에 따라 각각의 노즐을 통해 토출되는 잉크의 양(토출량)을 독립적으로 조절할 수도 있다.
기판(G)의 인쇄 공정(Printing Process)이 수행되면, 헤드 어셈블리(140)는 프로세스 스테이지(110)의 상부에서, 프로세스 스테이지(110)의 폭 방향을 따라 왕복 이동하면서 프로세스 스테이지(110) 상의 기판(G) 상에 잉크를 토출할 수 있다.
또한, 메인터넌스 공정(Maintenance Process)이 수행되면, 헤드 어셈블리(140)의 유지 보수(또는 테스트)를 위해, 헤드 어셈블리(140)는 메인터넌스 스테이지(120)의 폭 방향을 따라 왕복 이동하면서 메인터넌스 스테이지(120) 상에서 노즐이 세정/세척되거나 기판(테스트용 일 수 있음)에 잉크를 토출할 수 있다.
헤드 어셈블리(140)는, 프로세스 스테이지(110) 및 메인터넌스 스테이지(120) 각각에서의 폭 방향 이동만 아니라, 프로세스 스테이지(110)에서 메인터넌스 스테이지(120)로 이동하거나 메인터넌스 스테이지(120)에서 프로세스 스테이지(110)로 이동할 수 있다. 더불어 기판 처리 및/또는 세정/세척을 위해 상하 방향의 이동 또한 이루어질 수 있다. 헤드 어셈블리(140)의 상하 이동은, 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.
모터(150)는, 헤드 어셈블리(140)와 연결될 수 있다. 도 2를 참조하면 모터(150)는 헤드 어셈블리(140)의 상부에 마련되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 측면에 마련될 수도 있는 바와 같이 다양한 변형예가 가능하다.
모터(150)는, 헤드 어셈블리(140)의 제1측에 연결된 하나 이상의 제1모터(151)와, 헤드 어셈블리(140)의 제2측에 연결된 하나 이상의 제2모터(152)를 포함할 수 있다.
예시로 제1모터(151)는 헤드 어셈블리(140)의 좌측 2곳의 모서리에 마련되는 2개의 모터로 이루어질 수 있다. 제2모터(152)는 헤드 어셈블리(140)의 우측 2곳의 모서리에 마련되는 2개의 모터로 이루어질 수 있다. 다시 말해서 모터(150)는 헤드 어셈블리(140)의 4곳의 모서리에 각각 마련되어, 헤드 어셈블리(140)의 4 모서리에서 헤드 어셈블리(140)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
제1모터(151)와 제2모터(152)는 동기화되어 구동될 수 있다. 다만, 어느 하나의 모터가 과동작/오동작되는 바와 같이, 모터(150)의 제어를 위한 입력값과 헤드 어셈블리(140)의 실제 이동에 오차가 발생되면, 헤드 어셈블리(140)가 수평을 이루도록 보정될 수 있게 제1모터(151)와 제2모터(152)의 동기화는 해제될 수도 있다.
제어부(160)는, 헤드 어셈블리(140)의 위치를 제어할 수 있다.
제어부(160)는, 헤드 어셈블리(140)가 제1 높이(H1)에서 프로세스 스테이지(110)의 폭 방향(도 1을 기준으로 상하 방향)으로 이동하면서, 프로세스 스테이지(110) 상의 기판(G) 상에 잉크를 토출하도록 제어할 수 있다. 이와 더불어 제어부(160)는, 헤드 어셈블리(140)가 제1 높이(H1)에서 메인터넌스 스테이지(120)의 폭 방향으로 이동하면서, 메인터넌스 스테이지(120) 상의 기판(G) 상에 잉크를 토출하거나 헤드 어셈블리(140)의 노즐을 세정/세척하도록 제어할 수 있다.
제어부(160)는 헤드 어셈블리(140)를 제1 높이(H1)보다 높은 제2 높이(H2)로 이동시키고, 헤드 어셈블리(140)를 제1 높이(H1)보다 높고 제2 높이(H2)보다 낮은 제3 높이(H3)로 이동시킬 수 있다. 이때 제어부(160)는 제3 높이(H3)에서 헤드 어셈블리(140)를 유지시키도록 제어할 수 있다. 이는 프린팅이 완료된 기판(G)이 배출되도록 헤드 어셈블리(140)의 잉크 토출은 멈추고 프로세스 스테이지(110)에서 대기하도록 하기 위함이다. 더불어 메인터넌스 스테이지(120)에서 기판이 배출되거나, 노즐의 세정/세척이 완료된 이후 대기하도록 제어부(160)는 제3 높이(H3)에서 헤드 어셈블리(140)를 유지시키도록 제어할 수도 있다.
여기서, 잉크 토출, 노즐 세정/세척을 위한 제1 높이(H1)는 설명 및 이해의 편의를 위해 정의된 것으로, 잉크 토출을 위한 높이와 노즐 세정/세척을 위한 높이는 상이할 수 있음을 언급하여 둔다. 또한, 헤드 어셈블리(140)가 대기하기 위한 제3 높이(H3)는 설명 및 이해의 편의를 위해 정의된 것으로, 프로세스 스테이지(110)와 메인터넌스 스테이지(120)에서 헤드 어셈블리(140)의 대기 위치는 상이할 수 있음을 언급하여 둔다.
다시 말해서 본 실시예의 헤드 어셈블리(140)는, 작업(잉크 토출 및/또는 노즐의 세정/세척) 위치에서 대기(잉크 토출 중지 및/또는 노즐의 세정/세척 중지) 위치로 이동될 수 있는데, 작업 위치는 제1 높이(H1)로 정의되고 제3 높이(H3)는 대기 위치로 정의될 수 있다. 이와 같이 제1 높이(H1)는 잉크 토출을 위한 높이 및/또는 노즐의 세정/세척이 이루어지는 높이를 모두 포함할 수 있다. 그리고 제3 높이(H3)는 잉크 토출 중지 및/또는 노즐의 세정/세척 중지가 이루어지는 위치를 포함할 수 있다.
제어부(160)는 모터(150)를 동작시킴으로써, 헤드 어셈블리(140)의 높이를 조절할 수 있다. 제어부(160)는, 모터(150)가 헤드 어셈블리(140)를 상향 이동시키는 위치인 제2 높이(H2)에서 헤드 어셈블리(140)의 위치를 유지시키지 않도록, 제2 높이(H2)에서 제3 높이(H3)로 기설정 시간(예를 들어 3초 이하, 바람직하게는 1초일 수 있음) 내에 하향 이동되는 방향으로 제어할 수 있다.
제어부(160)는, 헤드 어셈블리(140)가 제1 높이(H1), 제2 높이(H2), 및 제3 높이(H3)로 이동시, 제1모터(151)와 제2 모터(150)를 동기화시킬 수 있다.
제어부(160)는, 헤드 어셈블리(140)가 대기 위치인 제3 높이(H3)로 이동되거나, 작업 위치인 제1 높이(H1)로 이동시, 헤드 어셈블리(140)와 프로세스 스테이지(110)의 제1측에서의 간격이 제2 측에서의 간격과 상이하면 제1모터(151)와 제2모터(152)의 동기화를 해제시키고, 제1측과 제2측의 간격 차이가 0에 수렴하도록 제1모터(151)와 제2모터(152) 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다.
다시 말해서 제어부(160)는, 헤드 어셈블리(140)가 하향 이동된 이후 프린팅 작업 또는 대기할 때, 헤드 어셈블리(140)의 수평이 이루어지도록 보정하기 위한 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어 헤드 어셈블리(140)의 각 모서리 또는 헤드 어셈블리(140)의 주변에 인접하여 센서(거리 센서 또는 비젼 센서 등)가 마련되고, 센서에서 감지되는 값의 제1측과 제2측에서의 높이(거리) 편차가 발생되지 않도록 제1모터(151)와 제2 모터(150)를 제어할 수 있다.
이하에서 도면을 참조하여 본 실시예의 기판 처리 장치(100)를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 대하여 설명하도록 한다. 다만 앞서 기술되는 설명과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 헤드 어셈블리가 제1 위치, 제2 위치 및 제3 위치로 이동되는 상태를 도시한 도면이다. 더불어, 도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치의 헤드 어셈블리가 제1 위치에서 제2 위치를 경유한 이후 제3 위치에서 유지된 상태의 모터의 온도 편차를 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리 방법을 도시한 순서도이다. 그리고 도 8은 비교예의 기판 처리 장치의 헤드 어셈블리가 제1 위치에서 제2 위치를 경유하지 않고 제3 위치로 이동하여 유지된 상태의 모터의 온도 편차를 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예의 기판 처리 방법은, 헤드 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치(100)를 제공하고, 헤드 어셈블리(140)가 제1 높이(H1)에서 이동하면서 기판(G) 상에 잉크를 토출하고(S110), 잉크를 토출한 후에, 헤드 어셈블리(140)는 제1 높이(H1)보다 높은 제2 높이(H2)로 이동하고(S120), 헤드 어셈블리(140)가 제1 높이(H1)보다 높고 제2 높이(H2)보다 낮은 제3 높이(H3)로 이동하여 위치를 유지하는 것(S130)을 포함할 수 있다.
구체적으로 기판 처리 장치(100)를 먼저 제공할 수 있다. 기판 처리 장치(100)는 앞서 언급된 바와 같이 헤드 어셈블리(140)가 수평 방향만 아니라 상하 이동이 가능한 구조를 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 헤드 어셈블리(140)는 제1 높이(H1)에서 이동하면서, 프로세스 스테이지(110) 상의 기판(G) 상에 잉크를 토출하여, 기판(G)을 프린팅할 수 있다. 여기서 헤드 어셈블리(140)는 제1 높이(H1)의 높이는 변경되지 않고 기판(G)과 평행한 방향으로의 이동이 이루어질 수 있어, 프로세스 스테이지(110)의 폭 방향으로 이동하면서 기판(G) 상에 잉크를 토출할 수 있다.
그리고 헤드 어셈블리(140)가 메인터넌스 스테이지(120) 상의 기판(G) 상에 잉크를 토출하거나 노즐의 세정/세척 과정이 이루어지면, 프로세스 스테이지(110)에서 프로세스 스테이지(110)의 폭 방향으로 이동하면서 작업을 수행하는 것과 동일하거나 유사하게, 메인터넌스 스테이지(120)의 폭 방향으로 이동하면서 작업을 수행할 수 있다.
다음으로 도 4 및 도 5를 참조하면 헤드 어셈블리(140)는, 기판(G)의 프린팅이 완료되면, 제어부(160)에 의해 제1 높이(H1)보다 높은 제2 높이(H2)로 이동되고, 제2 높이(H2)로 이동된 이후 즉시 제1 높이(H1)보다 높고 제2 높이(H2)보다 낮은 제3 높이(H3)로 이동될 수 있다. 그리고 헤드 어셈블리(140)는 제3 높이(H3)에서 유지된 상태로 대기할 수 있다. 여기서 제3 높이(H3)는 잉크가 토출되지 않는 헤드 어셈블리(140)의 대기 상태 위치를 이룰 수 있다.
다시 말해서 헤드 어셈블리(140)는, 제1 높이(H1)에서 기판(G)을 프린팅한 이후, 프로세스 스테이지(110)로부터 기판(G)이 배출될 때 대기 상태를 이룰 수 있는데, 대기 상태를 이룰 때 제1 높이(H1)보다 높은 위치의 제3 높이(H3)로 상승되어 위치가 유지될 수 있다. 이때 헤드 어셈블리(140)는 제1 높이(H1)에서 제3 높이(H3)로 바로 상승된 이후 유지되지 않고, 모터(150)의 부하가 낮아지도록, 제3 높이(H3)보다 높은 제2 높이(H2)로 1차 상승된 이후 제2 높이(H2)보다 낮은 제3 높이(H3)로 하향 이동된 이후, 제3 높이(H3)에서 위치가 유지될 수 있다.
이는 도 6을 참조하는 바와 같이, 헤드 어셈블리(140)가 제1 위치(H1)에서 제2 위치(H2)를 경유한 이후 제3 위치(H3)에서 유지되면, 제1모터(151A, 151B) 및 제2모터(152A, 152B) 각각의 최저 및 최대 온도를 비교한 온도 편차가 3% 미만으로 이루어져, 모터(150)의 부하로 인한 헤드 어셈블리(140)의 온도 편차가 비교예에 대비하여 낮아지기 때문이다.
여기서 도 8을 참조하면, 비교예의 기판 처리 장치의 헤드 어셈블리는 제1 위치에서 제2 위치를 경유하지 않고 제3 위치로 이동하여 유지될 때, 제1모터(151A, 151B) 및 제2모터(152A, 152B) 각각의 최저 및 최대 온도를 비교한 온도 편차는 최대 16%로 이루어져 본 실시예에 대비하여 온도 편차가 상승되어, 모터의 부하가 과도해지는 것을 알 수 있다. 다시 말해서 중력과 반대 방향으로 상향 이동시키면서 위치를 즉시 유지시키면 모터(150)에 과부하가 발생될 수 있다.
더불어 헤드 어셈블리(140)가 제3 높이(H3)로 하향되거나 제1 높이(H1)로 하향된 상태에서 유지될 때, 수평이 이루어질 수 있도록 제1모터(151)와 제2모터(152)는 동기화가 해제될 수 있음은 앞서 언급된 바와 같다.
게다가 본 실시예에서 헤드 어셈블리(140)는 제1 높이(H1)에서 제3 높이(H3)로 상향되는 과정에서 제3 높이(H3)보다 높은 제2 높이(H2)로 상향되는 것을 설명하였으나, 헤드 어셈블리(140)는 기판(G)의 프린팅을 위해 제3 높이(H3)에서 다시 제1 높이(H1)로 이동될 수 있음은 물론이다.
다시 말해서 본 실시예는 중력과 반대 방향으로 상향 이동되는 헤드 어셈블리(140)를 위해 모터(150)가 구동시 과부하가 발생되는 것을 방지하기 위해, 대기 상태의 높이보다 더 높은 위치로 상향된 이후 다시 내려오는 작동을 이루나, 일반적인 헤드 어셈블리(140)의 작동이 구현될 수 있다.
이와 같은 실시예에 따른 기판 처리 장치(100) 및 기판 처리 방법은, 헤드 어셈블리(140)가 상부 방향으로 이동하여 위치가 유지될 때, 모터(150) 부하에 따른 헤드 어셈블리(140)의 열변형을 감소시켜, 헤드 어셈블리(140)의 열변형으로 인한 오탄착 발생을 줄임으로써, 양품 수율을 증대시킬 수 있다.
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.
100: 기판 처리 장치 110: 프로세스 스테이지
120: 메인터넌스 스테이지 130: 갠트리
140: 헤드 어셈블리 150: 모터
160: 제어부

Claims (10)

  1. 기판이 위치하는 프로세스 스테이지;
    상기 프로세스 스테이지 상에, 상기 프로세스 스테이지를 가로지르도록 배치된 갠트리;
    상기 갠트리를 따라 이동하는 헤드 어셈블리; 및
    상기 헤드 어셈블리의 위치를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 헤드 어셈블리가 제1 높이에서 이동하면서, 상기 프로세스 스테이지 상의 상기 기판 상에 잉크를 토출하도록 제어하고,
    상기 헤드 어셈블리를 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이로 이동시키고,
    상기 헤드 어셈블리를 상기 제1 높이보다 높고 상기 제2 높이보다 낮은 제3 높이로 이동시키고, 상기 제3 높이에서 상기 헤드 어셈블리를 유지시키도록 제어하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤드 어셈블리와 연결된 모터를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 모터를 동작시킴으로써, 상기 헤드 어셈블리의 높이를 조절하는, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터가 상기 헤드 어셈블리를 상향 이동시키는 위치인 상기 제2 높이에서 상기 헤드 어셈블리의 위치를 유지시키지 않도록, 상기 제2 높이에서 상기 제3 높이로 기설정 시간 내에 하향 이동되는 방향으로 제어하는, 기판 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 모터는, 상기 헤드 어셈블리의 제1측에 연결된 하나 이상의 제1모터와, 상기 헤드 어셈블리의 제2측에 연결된 하나 이상의 제2모터를 포함하고,
    상기 제3 높이는 상기 잉크가 토출되지 않는 대기 상태의 위치를 이루고,
    상기 제어부는,
    상기 헤드 어셈블리가 상기 제1 높이, 상기 제2 높이, 및 상기 제3 높이로 이동시, 상기 제1모터와 상기 제2 모터를 동기화시키되,
    상기 헤드 어셈블리가 상기 제3 높이로 이동되거나, 상기 제1 높이로 이동시, 상기 헤드 어셈블리와 상기 프로세스 스테이지의 상기 제1측에서의 간격이 상기 제2 측에서의 간격과 상이하면 상기 제1모터와 상기 제2모터의 동기화를 해제시키고, 상기 제1측과 상기 제2측의 간격 차이가 0에 수렴하도록 상기 제1모터와 상기 제2모터 중 적어도 어느 하나를 제어하는, 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세스 스테이지에 인접하여 배치된 메인터넌스 스테이지를 더 포함하고,
    상기 갠트리는 상기 프로세스 스테이지 및 메인터넌스 스테이지 상에, 상기 프로세스 스테이지 및 메인터넌스 스테이지를 가로지르도록 배치되고,
    상기 제어부는,
    상기 헤드 어셈블리가 제1 높이에서 이동하면서, 상기 메인터넌스 스테이지 상의 상기 기판 상에 잉크를 토출하거나 상기 헤드 어셈블리에 마련되는 노즐이 세정되도록 제어하고,
    상기 헤드 어셈블리를 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이로 이동시키고,
    상기 헤드 어셈블리를 상기 제1 높이보다 높고 상기 제2 높이보다 낮은 제3 높이로 이동시키고, 상기 제3 높이에서 상기 헤드 어셈블리를 유지시키도록 제어하는, 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 잉크는, QD(Quantum Dot)를 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 헤드 어셈블리를 포함하는 기판 처리 장치를 제공하고,
    상기 헤드 어셈블리가 제1 높이에서 이동하면서 기판 상에 잉크를 토출하고,
    상기 잉크를 토출한 후에, 상기 헤드 어셈블리는 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이로 이동하고,
    상기 헤드 어셈블리가 상기 제1 높이보다 높고 상기 제2 높이보다 낮은 제3 높이로 이동하여 위치를 유지하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는, 상기 헤드 어셈블리의 제1측에 연결된 제1모터와, 상기 헤드 어셈블리의 제2측에 연결된 제2모터를 구비하는 모터를 포함하고,
    상기 헤드 어셈블리가 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이로 이동하면, 상기 모터가 상기 헤드 어셈블리를 상향 이동시키는 위치인 상기 제2 높이에서 상기 헤드 어셈블리의 위치를 유지시키지 않도록, 상기 제2 높이에서 상기 제3 높이로 기설정 시간 내에 하향 이동되는 방향으로 구동하여 상기 헤드 어셈블리가 상기 제3 위치에서 대기하는, 기판 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 헤드 어셈블리가 상기 제1 높이, 상기 제2 높이, 및 상기 제3 높이로 이동시, 상기 제1모터와 상기 제2 모터는 동기화되는, 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 헤드 어셈블리가 상기 제3 높이로 이동되거나, 상기 제1 높이로 이동시, 상기 헤드 어셈블리와 상기 프로세스 스테이지의 상기 제1측에서의 간격이 상기 제2 측에서의 간격과 상이하면 상기 제1모터와 상기 제2모터의 동기화가 해제되고,
    상기 제1측과 상기 제2측의 간격 차이가 0에 수렴하도록, 동기화가 해제된 상기 제1모터와 상기 제2모터 중 적어도 어느 하나가 작동하는, 기판 처리 방법.
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