KR102619966B1

KR102619966B1 - 기판 처리 제어 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램

Info

Publication number: KR102619966B1
Application number: KR1020210063981A
Authority: KR
Inventors: 김상훈; 정재훈
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2024-01-03
Anticipated expiration: 2041-05-18
Also published as: CN115366536A; JP7357110B2; US20220371321A1; JP2022177813A; KR20220156239A; CN115366536B

Abstract

본 발명은 기판 처리 제어 방법을 제공한다. 기판 처리 제어 방법은, 기판 처리 제어 방법에 있어서, 헤드 유닛과 상대 위치가 변화하는 기판으로 상기 헤드 유닛의 노즐이 액적을 토출하되, 상기 노즐이 토출하는 상기 액적의 토출 회차 중 사전 설정된 토출 회차까지 상기 노즐의 토출 타이밍에 보정 값을 적용할 수 있다.

Description

기판 처리 제어 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램{SUBSTRATE PROCESSING CONTROL METHOD, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND COMPUTER PROGRAM STORED IN COMPUTER READABLE MEDIUM FOR PROCESSING SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리 제어 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판 처리를 위한 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

최근, 고해상도를 가지는 액정 디스플레이 소자, 유기 EL 디스플레이 소자 등과 같은 디스플레이 소자의 제조가 요구되고 있다. 고해상도를 가지는 디스플레이 소자를 제조하기 위해서는 글라스 등의 기판 상에 단위 면적당 더 많은 픽셀을 형성해야 하며, 이와 같이 조밀하게 배치되는 픽셀들 각각에 잉크 액적을 정확한 위치에, 그리고 정확한 양을 토출하는 것이 중요하다. 잉크젯 헤드가 토출하는 잉크 액적의 탄착 위치가 원하는 위치와 일치되게 하는 탄착 위치 보정이 필수적이다.

일반적으로 잉크 액적의 탄착 위치를 보정하기 위해 마크가 표시된 기판 상으로 잉크 액적을 토출하고, 마크와 잉크 액적 사이의 어긋남 량을 검출한다. 그리고, 검출된 어긋남 량을 이용하여 액적 토출 헤드의 상대 위치를 보정하거나, 액적 토출 타이밍을 보정한다. 이러한 보정 방법은 일반적으로 기판 처리 장치의 기계적 정밀도, 액적의 온도 변화와 같은 요인들에 의한 어긋남 량을 보정하는데 초점이 맞추어져 있다.

한편, 잉크 액적의 토출은, 일 방향으로, 그리고 일정한 속도로 이동되는 기판 상으로 잉크젯 헤드가 잉크 액적을 복수 회 반복 토출하여 이루어진다. 일 속도로 이동하는 기판이 잉크젯 헤드의 아래 영역으로 진입하게 되면, 기판과 잉크젯 헤드 사이에는 횡 기류가 발생한다. 이와 같은 횡 기류는 기판 상에 토출된 액적의 탄착 위치에 영향을 끼친다. 또한, 고해상도를 가지는 디스플레이 소자를 제조하기 위해서는 작은 크기의 액적을 기판 상에 토출하는 것이 요구된다. 그러나, 액적의 크기가 작아질수록 앞서 설명한 횡 기류에 영향을 더욱 크게 받아 탄착 위치의 변동률은 커진다.

본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 제어 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 잉크 액적을 원하는 위치에 적절하게 토출할 수 있는 기판 처리 제어 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치 및 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판 상에 토출된 잉크 액적들 사이 간격의 균일성을 개선할 수 있는 기판 처리 제어 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판과 헤드 사이에서 발생하는 횡 기류에 의한 잉크 액적의 낙하 위치 변동으로, 기판 상에 토출된 잉크 액적들 사이 간격의 균일성이 악화되는 것을 최소화 할 수 있는 기판 처리 제어 방법, 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시 예에 의하면, 상기 방법은, 상기 기판을 처리하기 위해 설정되는 처리 조건에서, 미리 수집된 참조 데이터를 근거로 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 낙하 위치 변화량이 일정해지는 수렴 토출 회차를 예측하는 단계; 및 상기 수렴 토출 회차 이전의 토출 회차를, 상기 사전 설정된 토출 회차로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 참조 데이터는, 일 속도로 이동하는 기판으로 상기 헤드 유닛이 상기 액적을 같은 시간 간격으로 적어도 복수 회 토출하여 상기 액적의 상기 낙하 위치 변화량을 상기 액적의 토출 회차마다 수집한 정보를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 참조 데이터는, 기판의 이송 속도, 액적의 낙하 거리, 액적의 낙하 속도, 액적의 양, 그리고 액적의 무게 중 적어도 하나 이상의 실험 조건에 따른 상기 낙하 위치 변화량에 관한 정보를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 처리 조건으로 설정된 상기 기판의 이송 속도가 클수록 상기 수렴 토출 회차가 작아지는 것으로 예측할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 처리 조건으로 설정된 상기 액적의 낙하 거리가 클수록 상기 수렴 토출 회차가 커지는 것으로 예측할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 보정 값은, 상기 사전 설정된 토출 회차에 대하여 상기 토출 타이밍이 늦어지게 하는 보정 값일 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 사전 설정된 토출 회차가 복수 회 존재하는 경우, 상기 수렴 토출 회차에서 먼 토출 회차일수록 상기 보정 값을 크게 적용할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 처리 조건으로 설정된 상기 액적의 낙하 속도가 클수록 상기 보정 값을 작게 적용할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 처리 조건으로 설정된 상기 액적의 무게가 클수록 상기 보정 값을 작게 적용할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 처리 조건으로 설정된 상기 액적의 양이 많을수록 상기 보정 값을 작게 적용할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 처리 조건으로 설정된 상기 기판의 이송 속도가 클수록 상기 보정 값을 크게 적용할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 처리 조건으로 설정된 상기 액적의 낙하 거리가 클수록 상기 보정 값을 크게 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 기판을 이동시키는 이송 유닛; 상기 이송 유닛이 일 속도로 이동시키는 상기 기판으로 잉크를 액적으로 토출하는 헤드 유닛; 및 상기 이송 유닛, 그리고 상기 헤드 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 헤드 유닛은, 적어도 하나 이상의 노즐이 형성된 헤드; 및 상기 헤드 내에 구비되며, 상기 액적의 토출 동작을 구현하는 토출 부재를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 취득된 참조 데이터를 기억하는 데이터 기억부; 상기 기판을 처리하기 위한 처리 조건을 수신하는 조건 수신부; 상기 참조 데이터 및 상기 처리 조건을 근거로, 상기 노즐이 토출하는 상기 액적의 낙하 위치 변화량이 일정해지는 수렴 토출 회차를 예측하는 예측부; 및 상기 예측부가 예측한 상기 수렴 토출 회차 이전에 수행되는 초기 토출 회차에 대한 액적 토출 타이밍의 보정 값을 산출하는 보정부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 예측부는, 상기 처리 조건으로 설정된 상기 기판의 상기 일 속도가 클수록, 그리고 상기 액적의 낙하 거리가 작을수록 상기 수렴 토출 회차가 작아지는 것으로 예측할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 보정부는, 상기 초기 토출 회차에서 토출되는 상기 액적 토출 타이밍이 늦어지게 하는 상기 보정 값을 산출할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 보정부는, 상기 초기 토출 회차가 복수 회 존재하는 경우, 상기 수렴 토출 회차에 먼 상기 초기 토출 회차 일수록 상기 액적 토출 타이밍이 더 늦어지게 하는 상기 보정 값을 산출할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 보정부는, 상기 처리 조건으로 설정된 상기 토출 부재의 압력이 클수록, 상기 액적의 무게가 클수록, 상기 액적의 양이 많을 수록, 상기 액적 토출 타이밍의 상기 보정 값을 작게 산출할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 보정부는, 상기 처리 조건으로 설정된 상기 기판의 상기 일 속도가 클수록, 상기 액적의 낙하 거리가 클수록 상기 보정 값을 크게 산출할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판 처리 방법은, 일 속도로 이동하는 상기 기판으로 헤드 유닛이 액적을 복수 회 토출하되, 상기 액적의 토출 회차들 중 제1토출 회차에서의 상기 헤드 유닛의 상기 액적의 토출 타이밍은, 상기 제1토출 회차보다 늦은 제2토출 회차에서의 상기 헤드 유닛의 상기 액적의 토출 타이밍과 서로 상이할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 제1토출 회차에서의 상기 헤드 유닛의 상기 액적의 토출 타이밍은, 상기 제2토출 회차에서의 상기 헤드 유닛의 상기 액적의 토출 타이밍보다 늦을 수 있다.

또한, 본 발명은, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하며, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금 이하의 동작을 수행하도록 하는 명령들을 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터　프로그램을 제공한다. 상기 동작들은: 기 취득된 참조 데이터를 수신하는 동작; 기판을 처리하기 위한 처리 조건을 수신하는 동작; 상기 참조 데이터 및 상기 처리 조건을 근거로, 일 속도로 이동하는 상기 기판으로 헤드 유닛이 잉크 액적을 복수 회 토출하는 경우 잉크 액적의 낙하 위치 변화량이 일정해지는 수렴 토출 회차를 예측하는 동작; 상기 수렴 토출 회차 보다 전에 수행되는 초기 토출 회차에 대한 상기 헤드 유닛의 액적 토출 타이밍의 보정 값을 산출하는 동작; 및 상기 보정 값을 근거로 상기 헤드 유닛을 제어하는 동작을 포함하는, 상기 참조 데이터는, 기판의 이송 속도, 잉크 액적의 낙하 거리, 잉크 액적의 낙하 속도, 잉크 액적의 양, 그리고 잉크 액적의 무게 중 적어도 하나 이상의 설정 조건에 따른 상기 낙하 위치 변화량에 관한 정보를 포함하고, 상기 수렴 토출 회차를 예측하는 동작은, 상기 처리 조건으로 설정된, 기판의 이송 속도가 클수록, 기판과 상기 헤드 사이의 거리가 작을 수록, 상기 수렴 토출 회차가 작아지는 것으로 예측하고, 상기 보정 값을 산출하는 동작은, 상기 초기 토출 회차에서 토출되는 상기 액적 토출 타이밍이 늦어지게 하는 상기 보정 값을 산출하고, 상기 처리 조건으로 설정된, 잉크 액적의 낙하 속도가 클수록, 잉크 액적의 양이 클수록, 잉크 액적의 무게가 클수록, 기판의 이송 속도가 느릴수록, 기판과 상기 헤드 사이의 거리가 작을수록 상기 보정 값을 작게 산출하는, 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 헤드 유닛이 토출하는 잉크 액적의 볼륨이 6.7 pl 이하인 경우, 상기 동작을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 잉크 액적을 원하는 위치에 적절하게 토출할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 상에 토출된 잉크 액적들 사이 간격의 균일성을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판과 헤드 사이에서 발생하는 횡 기류에 의한 잉크 액적의 낙하 위치 변동으로, 기판 상에 토출된 잉크 액적들 사이 간격의 균일성이 악화되는 것을 최소화 할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 2은 도 1의 헤드가 가지는 노즐 플레이트의 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 헤드 유닛이 가지는 헤드, 잉크 저장 부재, 토출 부재, 그리고 헤드를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 제어기의 기능 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5, 도 6, 그리고 도 7은 도 1의 기판 처리 장치가 기판에 액적을 토출하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 제어 방법을 보여주는 도면이다.
도 9, 그리고 도 10은 헤드, 그리고 기판 사이에 횡 기류가 발생하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 11은 도 8의 참조 데이터를 획득하는 단계에서, 헤드 유닛의 토출 부재에 인가되는 액적 토출 신호를 보여주는 그래프이다.
도 12는 도 8의 참조 데이터를 획득하는 단계에서, 상부에서 바라본 액적의 토출 시점의 노즐 위치, 그리고 기판 상에 토출된 액적의 탄착 위치 사이의 간격을 측정한 모습을 보여주는 도면이다.
도 13은 도 8의 참조 데이터를 획득하는 단계에서, 기판 상의 액적 토출이 같은 시간 간격으로 복수 회 이루어진 경우, 상부에서 바라본 액적의 토출 시점의 노즐 위치, 그리고 기판 상에 토출된 액적의 탄착 위치 사이의 간격을 측정한 모습을 보여주는 도면이다.
도 14는 초기 토출 회차에서 액적 토출 타이밍을 보정한 모습을 보여주는 그래프이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는, 도 1 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치(100)는 기판(S) 상에 잉크와 같은 처리 액을 공급하여 기판을 처리하는 잉크젯 장치일 수 있다. 기판(S)은 피처리물인 제1기판(S1), 그리고 제1기판(S1) 상에 토출외는 잉크 액적의 위치, 타이밍 등을 보정하기 위해 이용되는 더미 기판인 제2기판(S2)을 포함할 수 있다. 또한, 기판(S)은 글라스(Glass)일 수 있다. 기판 처리 장치(100)는 기판(S) 상에 잉크 액적을 토출하여 기판(S)에 대한 프린팅 공정을 수행할 수 있다.

기판 처리 장치(100)는 프린팅 부(10), 메인터넌스 부(20), 겐트리(30), 헤드 유닛(40), 노즐 얼라인 부(50), 제4비전 부(60), 이송 유닛(70), 그리고 제어기(80)를 포함할 수 있다.

프린팅 부(10)는 상부에서 바라볼 때, 그 길이 방향이 제1방향(X) 일 수 있다. 이하에서는, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(X)과 수직한 방향을 제2방향(Y)이라 하고, 제1방향(X) 및 제2방향(Y)에 수직한 방향을 제3방향(Z)이라 한다. 제3방향(Z)은 지면에 수직한 방향일 수 있다. 또한, 제1방향(X)은 후술하는 제1기판(S1)이 이송 유닛(70)에 의해 이송되는 방향일 수 있다. 프린팅 부(10)에서는 후술하는 헤드 유닛(40)이 제1기판(S1)으로 잉크를 토출함으로써 제1기판(S1)에 대한 프린팅 공정이 이루어질 수 있다.

또한, 프린팅 부(10)에서 이송되는 제1기판(S1)은 부상된 상태를 유지할 수 있다. 이에, 프린팅 부(10)에서는 제1기판(S1)을 이송시 제1기판(S1)을 부상시킬 수 있는 부상 스테이지가 구비될 수 있다. 부상 스테이지는 제1기판(S1)의 하면으로 에어(Air)를 공급하여 제1기판(S1)이 부상되도록 할 수 있다.

이송 유닛(70)은 프린팅 부(10)에서는 제1기판(S1)의 일 측 또는 양 측을 파지하여, 제1기판(S1)을 제1방향(X)을 따라 이동시킬 수 있다. 이송 유닛(70)은 진공 흡입 방식으로 제1기판(S1)의 가장자리 영역의 하면을 파지할 수 있다. 이송 유닛(70)은 프린팅 부(10)의 길이 방향을 따라 구비되는 가이드 레일을 따라 이동할 수 있다. 즉, 이송 유닛(70)은 부상 스테이지의 일 측 또는 양 측을 따라 구비되는 가이드 레일 및 제1기판(S1)의 일 측면 또는 양 측면을 파지한 상태에서 가이드 레일을 따라 활주하는 그리퍼 등을 포함할 수 있다.

또한, 메인터넌스 부(20)에도 프린팅 부(10)에 제공되는 이송 유닛(70)과 동일 또는 유사한 구조 및/또는 기능을 가지는 이송 유닛이 제공되어, 메인터넌스 부(20)에서 제2기판(S2)을 제1방향(X)을 따라 이동시킬 수 있다.

메인터넌스 부(20)에서는 주로, 후술하는 헤드 유닛(40)에 대한 메인터넌스가 이루어질 수 있다. 예컨대, 메인터넌스 부(20)에서는 헤드 유닛(40)의 상태를 확인하거나, 헤드 유닛(40)에 대한 세정이 수행될 수 있다. 메인터넌스 부(20)는 상부에서 바라볼 때, 그 길이 방향이 제1방향(X)일 수 있다. 또한, 메인터넌스 부(20)는 프린팅 부(10)와 나란히 배치될 수 있다. 예컨대, 메인터넌스 부(20)와 프린팅 부(10)는 제2방향(Y)을 따라 나란히 배열될 수 있다.

또한, 메인터넌스 부(20)의 경우에도 후술하는 헤드 유닛(40)이 토출하는 잉크 액적들의 탄착 위치 보정, 잉크 액적의 볼륨 조절, 잉크 토출량 제어 등을 위한 잉크 액적 토출이 이루어질 수 있기 때문에, 메인터넌스 부(20)는 프린팅 부(10)와 동일 또는 유사한 공정 환경을 가질 수 있다.

겐트리(30)는 후술하는 헤드 유닛(40) 또는 후술하는 제4비전 부(60)가 이 직선 왕복 이동을 할 수 있도록 구비될 수 있는 것이다. 겐트리(30)는 제1겐트리(31), 제2겐트리(32), 그리고 제3겐트리(33)를 포함할 수 있다. 제1겐트리(31)와 제2겐트리(32)는 프린팅 부(10) 및 메인터넌스 부(20)를 따라 연장되는 구조를 갖도록 구비될 수 있다. 또한, 제1겐트리(31)와 제2겐트리(32)는 제1방향(X)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1겐트리(31)와 제2겐트리(32)는 후술하는 헤드 유닛(40)이 제2방향(Y)을 따라 이동할 수 있게 프린팅 부(10) 및 메인터넌스 부(20)가 배치되는 제2방향(Y)을 따라 연장되는 구조를 갖도록 구비될 수 있다.

또한, 제3겐트리(33)는 프린팅 부(10)를 제2방향(Y)을 따라 연장되는 구조를 갖도록 구비될 수 있다. 즉, 제3겐트리(33)는 제4비전 부(60)가 제2방향(Y)을 따라 이동할 수 있게 연장되는 구조를 갖도록 구비될 수 있다. 제4비전 부(60)는 제3겐트리(33)를 따라 왕복 이동하면서, 후술하는 헤드 유닛(40)이 메인터넌스 부(20)에서 토출하는 잉크 액적의 탄착 위치, 잉크 액적의 볼륨 등을 확인할 수 있는 이미지를 획득할 수 있다. 예컨대, 헤드 유닛(40)은 메인터넌스 부(20)에 제공될 수 있는 캘리브레이션 보드, 예컨대 제2기판(S2)에 잉크 액적을 토출할 수 있다. 제2기판(S2)은 제4비전 부(60)의 하부 영역으로 이동되고, 제4비전 부(60)는 잉크 액적이 토출된 제2기판(S2)의 이미지를 획득할 수 있다. 제4비전 부(60)가 획득한 이미지는 제어기(80)로 전달될 수 있다. 제4비전 부(60)는 이미지 획득 모듈을 포함하는 카메라일 수 있다.

도 2은 도 1의 헤드가 가지는 노즐 플레이트의 모습을 보여주는 도면이고, 도 3은 도 1의 헤드 유닛이 가지는 헤드, 잉크 저장 부재, 토출 부재, 그리고 헤드를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 헤드 유닛(40)은 기판(S)으로 잉크 액적을 토출할 수 있다. 헤드 유닛은 기판(S)으로 잉크 액적을 토출하여 기판(S)에 대한 프린팅 공정을 수행할 수 있다. 예컨대, 헤드 유닛(40)은 제2방향(Y)을 따라 왕복 이동하면서 기판(S)으로 잉크 액적을 토출하여 기판(S)에 대한 프린팅 공정을 수행할 수 있다.

헤드 유닛(40)은 잉크 저장 부재(41), 헤드(42), 토출 부재(43), 헤드 프레임(44), 헤드 인터페이스 보드(45), 제1비전 부(46), 그리고 제2비전 부(48)를 포함할 수 있다. 헤드 유닛(40)은 상술한 이송 유닛(70)이 일 속도로 이동시키는 기판(S)으로 잉크(Ink)를 액적(Droplet) 형태로 토출할 수 있다.

잉크 저장 부재(41)는 헤드 유닛(40)이 기판(S)으로 토출하는 잉크를 저장할 수 있다. 잉크 저장 부재(41)는 리저버(Reservoir)로 지칭될 수도 있다. 잉크 저장 부재(41)는 기판(S)으로 토출되는 잉크의 고화를 방지할 수 있는 유동 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 유동 장치(미도시)는 잉크 저장 부재(41) 내에 저장된 잉크들을 유동시켜 잉크의 고화를 방지할 수 있다.

헤드(42)는 복수로 제공될 수 있다. 복수의 헤드(42)는 제1방향(X)을 따라 나란히 배열될 수 있다. 복수의 헤드(42)들은 헤드 프레임(44)에 끼워질 수 있다. 또한, 헤드(42)에는 적어도 하나 이상의 노즐(42b)이 형성된 노즐 플레이트(41a)를 포함할 수 있다. 노즐(42b)에서는 잉크 액적이 토출될 수 있다.

잉크 저장 부재(41)와 헤드(42) 사이에는 토출 부재(43)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 잉크 저장 부재(41)로부터 헤드(42)로 잉크를 공급하는 공급 배관 상에는 토출 부재(43)가 제공될 수 있다. 토출 부재(43)는 압전 소자일 수 있다. 예컨대, 토출 부재(43)는 피에조 소자일 수도 있다. 토출 부재(43)는 제어기(80)로부터 액적 토출 신호를 전달 받아, 헤드 유닛(40)의 액 토출 동작을 구현할 수 있다.

도 3에서는 토출 부재(43)가 헤드(42)와 잉크 저장 부재(41) 사이의 공급 배관 상에 설치되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 토출 부재(43)는 헤드(42) 또는 헤드 프레임(44)에 구비될 수 있다. 잉크 저장 부재(41)로부터 헤드(42)로의 잉크 전달은 질소와 같은 비활성 가스의 압력에 의해 이루어질 수 있고, 헤드(42) 또는 헤드 프레임(44) 내에 구비되는 토출 부재(43)는 제어기(80)로부터 전기적 신호, 예컨대 액적 토출 신호에 근거하여 헤드 유닛(40)의 액 토출 동작을 구현할 수 있다.

제1비전 부(46)와 제2비전 부(48)는 헤드 프레임(44)에 설치될 수 있다. 또한, 상부에서 바라볼 때 제1비전 부(46)와 제2비전 부(48)는 헤드(42)의 일 측에 결합될 수 있다. 제1비전 부(46)와 제2비전 부(48)는 헤드 유닛(40)이 기판(S)으로 토출하는 잉크 액적의 탄착 위치, 그리고 잉크 액적의 볼륨 등을 확인할 수 있는 이미지를 획득할 수 있다. 예컨대, 헤드 유닛(40)이 프린팅 부(10)에 제공되는 기판(S)으로 잉크 액적을 토출하면, 제1비전 부(46)와 제2비전 부(48)는 기판(S)을 촬상하고, 촬상된 이미지는 제어기(80)로 전달될 수 있다. 사용자는 제어기(80)로 전달된 제1비전 부(46)와 제2비전 부(48)가 촬상한 이미지를 통해 기판(S)에 토출된 잉크 액적의 탄착 위치, 또는 잉크 액적의 볼륨 등을 확인할 수 있다. 제1비전 부(46)와 제2비전 부(48)는 제1방향(X)을 따라 나란히 배치될 수 있다. 제1비전 부(46)와 제2비전 부(48)는 헤드(42)가 토출하는 잉크 액적들을 확인할 수 있는 카메라일 수 있다.

헤드(42)는 헤드 프레임(44)을 매개로 제1겐트리(31)와 제2겐트리(32)에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 예컨대, 헤드(42)는 제1겐트리(31)와 제2겐트리(32)의 길이 방향인 제2방향(Y)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 또한, 헤드(42)는 제1겐트리(31)와 제2겐트리(32)의 길이 방향인 제2방향(Y)을 따라 프린팅 부(10), 그리고 메인터넌스 부(20) 사이를 직선 왕복 이동할 수 있다.

도 1을 참조하면, 노즐 얼라인 부(50)는 메인터넌스 부(20)에 제공될 수 있다. 노즐 얼라인 부(50)는 상부에서 바라볼 때 제1겐트리(31)와 제2겐트리(32) 사이에 제공될 수 있다. 이에, 노즐 얼라인 부(50)는 헤드(42)에 형성된 노즐(42b)들의 상태를 확인할 수 있다. 예컨대, 노즐 얼라인 부(50)는 이동 레일(52), 그리고 제3비전 부(54)를 포함할 수 있다. 이동 레일(52)은 그 길이 방향이 제1방향(X) 일 수 있다. 제3비전 부(54)는 이동 레일(52)의 길이 방향인 제1방향(X)을 따라 직선 왕복 이동할 수 있다. 제3비전 부(54)는 이동 레일(52)의 길이 방향을 따라 이동하면서 헤드(42)의 노즐(42b)들을 촬상할 수 있다.

제어기(80)는 기판 처리 장치(100)를 제어할 수 있다. 제어기(80)는 기판 처리 장치(100)가 기판(S)에 대한 프린팅 공정을 수행할 수 있도록 기판 처리 장치(100)를 제어할 수 있다. 또한, 제어기(80)는 기판 처리 장치(100)의 헤드 유닛(40)이 기판(S)으로 잉크 액적을 토출하여 기판(S), 예컨대 제1기판(S1)에 대한 프린팅 공정을 수행할 수 있도록 헤드 유닛(40)을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(80)는 기판 처리 장치(100)가 헤드 유닛(40)에 대한 메인터넌스를 수행할 수 있도록 기판 처리 장치(100)를 제어할 수 있다.

또한, 제어기(80)는 기판 처리 장치(100)의 제어를 실행하는 하나 이상의 프로세서, 그리고 이와 같은 프로세서로 하여금 기판 처리 장치(100)를 제어하기 위한 동작을 수행하도록 하는 명령들을 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구성될 수 있다. 또한, 제어기(80)는 오퍼레이터가 기판 처리 장치(100)를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치(100)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세서에 접속되어 있을 수 있다.

도 4는 도 1의 제어기의 기능 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 제어기(80)는 데이터 기억부(81), 조건 수신부(82), 예측부(83), 그리고 보정부(84)를 포함할 수 있다.

데이터 기억부(81)는 후술하는 참조 데이터를 획득하는 단계(S01)에서 획득된 참조 데이터를 기억할 수 있다. 데이터 기억부(81)는 기 취득된 참조 데이터를 기억할 수 있다. 데이터 기억부(81)는 플래시 메모리, 하드디스크, 카드 타입 메모리, RAM, SRAM, ROM, EEPROM, PROM, 자기 메모리, 자기 디스크, 광 디스크 중 적어도 하나 이상의 저장 매체로 제공될 수 있다.

조건 수신부(82)는 기판(S)을 처리하기 위한 처리 조건을 수신할 수 있다. 기판(S)을 처리하기 위한 처리 조건은, 헤드(42)와 기판(S) 사이의 거리(잉크 액적의 낙하 거리), 기판(S)의 이송 속도(헤드(42)와 기판(S)의 상대 속도), 잉크 액적의 토출 속도(토출 부재(43)가 발생시키는 압력), 잉크 액적의 무게(잉크의 종류 또는 잉크 액적의 단위 부피당 무게), 잉크 액적의 양(잉크 액적의 볼륨) 등이 있을 수 있다. 조건 수신부(82)는 오퍼레이터(사용자)가 입력(설정)하는 상기 처리 조건들을 수신할 수 있다.

예측부(83)는 앞서 설명한 데이터 기억부(81)에 기억된 참조 데이터, 그리고 조건 수신부(82)가 수신한 처리 조건을 근거로 헤드 유닛(40)이 잉크 액적을 복수 회 토출하는 경우 액적의 낙하 위치 변동률이 일정해지는 수렴 토출 회차를 예측할 수 있다. 예컨대, 예측부(83)는 후술하는 수렴 토출 회차를 예측하는 단계(S02)를 수행할 수 있다.

보정부(84)는 사전 설정된 토출 회차 까지 헤드 유닛(40)의 잉크 액적 토출 타이밍에 적용되는 보정 값을 산출할 수 있다. 예컨대, 보정부(84)는 후술하는 예측부(83)가 예측한 수렴 토출 회차보다 이전에 수행되는 초기 토출 회차에 대한 액적 토출 타이밍의 보정 값을 산출하는 단계(S03) 및 보정 값에 기초하여 헤드 유닛(40)을 제어하는 단계(S04)를 수행할 수 있다.

참조 데이터를 획득하는 단계(S01), 수렴 토출 회차를 예측하는 단계(S02), 액적 토출 타이밍의 보정 값을 산출하는 단계(S03), 보정 값에 기초하여 헤드 유닛(40)을 제어하는 단계(S04)에 대한 상세한 설명은 후술한다.

도 5, 도 6, 그리고 도 7은 도 1의 기판 처리 장치가 기판에 액적을 토출하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다 도 5 내지 도 7을 참조하면, 헤드 유닛(40)은 일정한 속도로 이동하는 제1기판(S1)으로 잉크 액적을 토출하여 제1기판(S1)에 대한 프린팅 공정을 수행한다.

도 5에 도시된 바와 같이 제1기판(S1)은 이송 유닛(70)에 의해 일정한 속도로 제1방향(X)을 따라 이동될 수 있다. 이때, 헤드 유닛(40)의 위치는 고정될 수 있다. 제1기판(S1)이 이송 유닛(70)에 의해 헤드 유닛(40)의 아래 영역으로 진입하게 되면, 제어기(80)는 헤드 유닛(40)이 잉크 액적을 제1기판(S1)에 토출할 수 있도록, 액적 토출 신호를 발생시킬 수 있다. 액적 토출 신호는 헤드 유닛(40)의 토출 부재(43)로 전달될 수 있다. 토출 부재(43)가 액적 토출 신호를 전달 받으면, 헤드 유닛(40)은 제1기판(S1)의 상면으로 잉크 액적을 토출할 수 있다. 또한, 액적 토출 신호는 같은 시간 간격 내에서 복수 회 반복하여 토출 부재(43)에 전달될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 제1기판(S1)이 헤드 유닛(40)의 하부 영역을 통과하게 되면, 헤드 유닛(40)은 제2방향(Y)을 따라 그 위치가 변경될 수 있다. 예컨대, 제어기(80)는 헤드 유닛(40)의 위치를 변경시키는 위치 변경 신호를 발생시킬 수 있다. 제어기(80)가 위치 변경 신호를 발생시키면, 헤드 유닛(40)은 제1겐트리(31), 그리고 제2겐트리(32)를 따라 그 위치가 변경될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 제1기판(S1)은 위치가 변경된 헤드 유닛(40)의 하부 영역으로 다시금 진입할 수 있다. 제1기판(S1)은 이송 유닛(70)에 의해 일정한 속도로 제1방향(X)을 따라 이동할 수 있다. 이때, 헤드 유닛(40)의 위치는 고정될 수 있다. 제1기판(S1)이 이송 유닛(70)에 의해 헤드 유닛(40)의 아래 영역으로 진입하게 되면, 제어기(80)는 헤드 유닛(40)이 잉크 액적을 제1기판(S1)에 토출할 수 있도록, 액적 토출 신호를 발생시킬 수 있다. 액적 토출 신호는 헤드 유닛(40)의 토출 부재(43)로 전달될 수 있다. 토출 부재(43)가 액적 토출 신호를 전달 받으면, 헤드 유닛(40)은 제1기판(S1)의 상면으로 잉크 액적을 토출할 수 있다. 또한, 액적 토출 신호는 같은 시간 간격 내에서 복수 회 반복하여 토출 부재(43)에 전달될 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 제어 방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 제어 방법을 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 제어 방법은, 참조 데이터를 획득하는 단계(S01), 수렴 토출 회차를 예측하는 단계(S02), 보정 값을 산출하는 단계(S03), 그리고 보정 값에 기초하여 헤드 유닛(40)을 제어하는 단계(S04)를 포함할 수 잇다.

참조 데이터를 획득하는 단계(S01)에서 획득하는 참조 데이터는, 수렴 토출 회차를 예측하는 단계(S02)에서 수렴 토출 회차를 예측하기 위한 근거로 이용되는 데이터일 수 있다. 도 9, 그리고 도 10에 도시된 바와 같이 일정한 속도로 이동하는 기판(S)이 헤드(42)의 하부 영역으로 진입하게 되면, 기판(S)의 상면과 헤드(42)의 하면 사이에는 횡 기류가 발생하게 된다. 이러한 횡 기류는 헤드(42)에 형성된 노즐(42b)로부터 토출되는 잉크 액적(D)의 낙하 운동에 영향을 미치게 된다. 예컨대, 횡 기류는 잉크 액적(D)의 탄착 위치에 영향을 미친다. 참조 데이터는, 잉크 액적(D)의 낙하 위치 변화량(G)에 관한 정보를 포함할 수 있다.

참조 데이터를 획득하는 단계(S01)에는 기판(S)이 일 속도, 그리고 일 방향으로 일정하게 이동할 수 있다. 참조 데이터를 획득하는 단계(S01)는 더미 기판인, 제2기판(S2)을 이용하여 수행될 수 있다. 이와 달리 참조 데이터를 획득하는 단계(S01)는 시뮬레이션을 통해 이루어질 수도 있다. 그리고, 도 11에 도시된 바와 같이 제어기(80)는, 액적 토출 신호를 시간 간격이 같은 일 주기(t_p(k)) 내에서, 일 시점(t-_k-1)에 발생시킬 수 있다. 이에, 헤드 유닛(40)은, 일 속도로 이동하는 기판(S)으로 같은 시간 간격으로 잉크 액적을 복수 회 토출 할 수 있다.

도 12는 도 8의 참조 데이터를 획득하는 단계에서, 상부에서 바라본 액적의 토출 시점의 노즐 위치, 그리고 기판 상에 토출된 액적의 탄착 위치 사이의 간격을 측정한 모습을 보여주는 도면이다. 상부에서 바라볼 때, 헤드 유닛(40)이 잉크 액적(D)을 토출시 잉크 액적(D)을 토출하는 노즐(42b)의 위치(SP, 이하, “토출 위치”라 함), 그리고 잉크 액적(D)이 실제 기판(S)에 탄착된 위치(DP, 이하, “탄착 위치”라 함)는 일치하지 하지 않고 일정한 간격(G, 이하, “낙하 위치 변화량”이라 함)이 발생한다. 이는 기판(S)이 일 속도로 이동하며, 또한 앞서 설명한 횡 기류가 잉크 액적(D)의 낙하 운동에 영향을 미치기 때문이다.

도 13은 도 8의 참조 데이터를 획득하는 단계에서, 기판 상의 액적 토출이 같은 시간 간격으로 복수 회 이루어진 경우, 상부에서 바라본 액적의 토출 시점의 노즐 위치, 그리고 기판 상에 토출된 액적의 탄착 위치 사이의 간격을 측정한 모습을 보여주는 도면이다. 도 13을 참조하면, 도 13에서는 잉크 액적(D)의 토출 회차에 따른 토출 위치(SP1, SP2, SP3….), 그리고 탄착 위치(DP1, DP2, DP3….) 사이의 낙하 위치 변화량(G1, G2, G3….)의 변화를 보여준다.

아래의 표 1은, 일 조건에서 토출 위치(SP) 및 탄착 위치(DP) 사이의 낙하 위치 변화량(G)을 토출 회차마다 측정한 실험 예이다.

토출 회차	낙하 위치 변화량(G) [μm]
1	7.5
2	9
3	10
4	11
5	11

아래의 표 2는, 다른 조건에서 토출 위치(SP) 및 탄착 위치(DP) 사이의 낙하 위치 변화량(G)을 토출 회차마다 측정한 실험 예이다.

토출 회차	낙하 위치 변화량(G) [μm]
1	3
2	3.75
3	4.25
4	4.5
5	4.5

위 표 1, 그리고 표 2를 살펴보면 알 수 있듯이, 낙하 위치 변화량(G)은 달라진다. 이는, 낙하 위치 변화량(G)이 기판(S)의 이동 뿐 아니라, 잉크 액적(D)의 낙하 운동이 앞서 설명한 횡 기류에 영향을 받기 때문이다. 또한, 일정 토출 회차(표 1, 그리고 표 2에서는 4 회 차)에 이르면 낙하 위치 변화량(G)이 일정해지는 것을 알 수 있다. 이하에서는, 낙하 위치 변화량(G)이 일정해지는 토출 회차를 수렴 토출 회차라 한다. 또한, 이하에서는, 수렴 토출 회차 이전에 수행되는 토출 회차를 초기 토출 회차라 한다. 낙하 위치 변화량(G)은 초기 토출 회차에서 수렴 토출 회차까지 점차 커지다가, 수렴 토출 회차 이후부터는 낙하 위치 변화량(G)이 일정해진다. 이는, 수렴 토출 회차 이후에는 기판(S)과 헤드(42) 사이에서 형성된 횡 기류가 일정한 속도로 흐르는, 이른바 횡 기류의 속도가 안정되었기 때문이다.참조 데이터를 획득하는 단계(S01)에서 획득되는 참조 데이터는, 실험 조건에 따른 낙하 위치 변화량에 관한 정보를 포함할 수 있다. 실험 조건은 기판(S)의 이송 속도, 잉크 액적(D)의 낙하 거리(헤드(42)의 하면과 기판(S)의 상면 사이의 거리), 잉크 액적(D)의 낙하 속도(토출 부재(43)가 인가하는 압력), 잉크 액적(D)의 무게(잉크의 종류, 단위 볼륨당 잉크 액적(D)의 무게), 잉크 액적(D)의 양(잉크 액적(D)의 볼륨, 단위 회차당 토출되는 잉크의 양) 중 적어도 하나 이상의 설정 조건에 따른 낙하 위치 변동량에 관한 정보를 포함할 수 있다. 참조 데이터를 획득하는 단계(S01)는 상술한 실험 조건들을 달리하여 적어도 1 회 이상, 바람직하게는 2회 이상 수행될 수 있다.

수렴 토출 회차를 예측하는 단계(S02)에는 상술한 낙하 위치 변화량(G)이 일정해지는 수렴 토출 회차를 예측할 수 있다. 수렴 토출 회차의 예측은, 상술한 적어도 하나 이상의 참조 데이터와, 그리고 조건 수신부(82)에 입력된 기판(S)을 처리하기 위해 설정되는 처리 조건을 근거로 수렴 토출 회차를 예측할 수 있다.

수렴 토출 회차는 기판(S)과 헤드(42) 사이의 횡 기류가 안정화되는 시간과 연관이 있다. 예컨대, 예측부(83)는 횡 기류가 안정화되는 시간이 길어지면 수렴 토출 회차는 커지며, 횡 기류가 안정화되는 시간이 짧아지면 수렴 토출 회차는 작아지는 것으로 예측될 수 있다. 예컨대, 처리 조건으로 설정된 기판(S)의 이송 속도가 큰 경우, 기판(S)과 헤드(42) 사이의 횡 기류의 안정화는 빠르게 진행될 수 있다. 이에, 예측부(83)는 처리 조건으로 설정된 기판(S)의 이송 속도가 클수록, 수렴 토출 회차가 작아지는 것으로 예측할 수 있다. 또한, 처리 조건으로 설정된 액적의 낙하 거리가 클수록, 기판(S)과 헤드(42) 사이에 존재하는 기류의 볼륨이 커진다. 즉, 기판(S)과 헤드(42) 사이의 기류의 양이 많아지므로, 횡 기류의 안정화는 더 오랜 시간이 걸릴 수 있다. 이에, 예측부(83)는 처리 조건으로 설정된 잉크 액적(D)의 낙하 거리가 클수록 수렴 토출 회차가 커지는 것으로 예측할 수 있다. 또한, 예측부(83)는 잉크 액적(D)의 토출 시간 간격이 길어질수록, 수렴 토출 회차가 작아지는 것으로 예측할 수 잇다.

또한, 잉크 액적(D)이 매우 작은 볼륨(예컨대, 6.7 pl 이하의 볼륨)을 가지는 경우, 잉크 액적(D)의 낙하 속도, 잉크 액적(D)의 무게는 횡 기류의 변동에 큰 영향을 미치지 못하므로, 이들 처리 조건은 수렴 토출 회차의 예측에서 무시될 수 있다.

보정 값을 산출하는 단계(S03)에는, 수렴 토출 회차보다 이전에 수행되는 초기 토출 회차의 액적 토출 타이밍을 보정하는 보정 값을 산출할 수 있다. 수렴 토출 회차 이후에는 잉크 액적(D)의 낙하 위치 변화량(G)이 일정하기 때문이다. 예컨대, 보정 값을 산출하는 단계(S03)에는, 보정부(84)가 도 14에 도시된 바와 같이 수렴 토출 회차(예컨대, 4 회차)보다 전에 수행되는 초기 토출 회차(예컨대, 1 회차 내지 3 회차)에서의 액적 토출 타이밍이 늦어지게 하는 보정 값을 산출할 수 있다. 초기 토출 회차에서 액적 토출 타이밍이 늦어지면, 그 시간 만큼 기판(S)의 이동이 더 이루어진다. 이에, 수렴 토출 회차 이후에서 토출되는 잉크 액적(D), 그리고 초기 토출 회차에서 토출되는 잉크 액적(D) 사이 간격의 균일성을 개선할 수 있게 된다.

또한, 초기 토출 회차가 복수 회 존재하는 경우, 보정부(84)는 수렴 토출 회차에서 먼 초기 토출 회차일수록 액적 토출 타이밍이 더 늦어지게 하는 보정 값을 산출할 수 있다. 예컨대, 1 회차에서는 제1시간(C1)만큼 액적 토출 타이밍을 지연시키고, 2 회차에서는 제2시간(C2)만큼 액적 토출 타이밍을 지연시키고, 3 회차에서는 제3시간(C3)만큼 액적 토출 타이밍을 지연시키는 보정 값을 산출할 수 있다. 제1시간(C1)은 제2시간(C2)보다 긴 시간일 수 있고, 제2시간(C2)은 제3시간(C3)보다 긴 시간일 수 있다.

또한, 낙하 위치 변화량(G)은, 잉크 액적(D)이 횡 기류에 영향을 받는 시간 및 횡 기류의 속도에 영향을 받는다. 잉크 액적(D)이 횡 기류에 영향을 받는 시간이 길수록, 그리고 횡 기류의 속도가 클수록 낙하 위치 변화량(G)의 크기는 더욱 커진다.

이에, 보정부(84)는 처리 조건으로 설정된 잉크 액적(D)의 낙하 속도가 큰 경우에는, 잉크 액적(D)이 횡 기류에 영향을 받는 시간이 적어지므로, 초기 토출 단계에서 적용되는 액적 토출 타이밍을 지연시키는 보정 값을 작게 산출할 수 있다. 이와 유사하게, 보정부(84)는 처리 조건으로 설정된 잉크 액적(D)의 무게가 큰 경우에는, 잉크 액적(D)의 낙하 속도가 빨라져 잉크 액적(D)이 횡 기류에 영향을 받는 시간이 적어지므로, 초기 토출 단계에서 적용되는 액적 토출 타이밍을 지연시키는 보정 값을 작게 산출할 수 있다.

또한, 보정부(84)는 처리 조건으로 설정된 기판(S)의 이송 속도가 큰 경우에는, 횡 기류의 속도가 커지게 되므로, 초기 토출 단계에서 적용되는 액적 토출 타이밍을 지연시키는 보정 값을 크게 산출할 수 있다. 보정부(84)는 처리 조건으로 설정된 잉크 액적(D)의 낙하 거리가 클 수록, 잉크 액적(D)이 횡 기류의 속도을 받는 시간이 길어지므로, 초기 토출 단계에서 적용되는 액적 토출 타이밍을 지연시키는 보정 값을 크게 산출할 수 있다.

보정 값에 기초하여 헤드 유닛(40)을 제어하는 단계(S04)에는, 보정값 산출 단계(S03)에서 산출된 보정 값에 근거하여 헤드 유닛(40)의 초기 토출 회차에서의 액적 토출 타이밍을 지연시킬 수 있다.

일반적으로, 잉크 액적(D)의 탄착 위치(DP)를 관리하기 위해서, 헤드 유닛(40)에 대한 캘리브레이션(Calibration)이 수행된다. 일반적인 캘리브레이션은 헤드 유닛(40)의 기계적 정밀도, 잉크의 온도 등의 조절에 초점이 맞추어져 있다. 최근, 고 해상도의 액정 디스플레이 소자의 제조가 요구되면서, 글라스(Glass) 등의 기판(S)에 토출되는 잉크 액적(D)의 볼륨도 매우 작아지고 있다. 예컨대, 기판(S)에 토출되는 잉크 액적(D)의 볼륨이 6.7 pl 이하로 작아지고 있다. 잉크 액적(D)의 볼륨이 매우 작아짐에 따라, 기판(S)과 헤드(42) 사이에 형성되는 횡 기류가 잉크 액적(D)의 낙하 운동에 미치는 영향은 더욱 커진다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 잉크 액적(D)의 볼륨이 매우 작아짐에 따른 잉크 액적(D)의 낙하 운동 변화에 근거하여, 헤드 유닛(40)의 액적 토출 타이밍을 보정한다. 본 발명은, 기판(S)과 헤드(42) 사이의 횡 기류가 안정화되는 시점 이후의 액적 토출 회차인, 수렴 토출 회차를 참조 데이터로부터 예측하고, 예측된 수렴 토출 회차 이전에 수행되는 초기 토출 회차에 대하여 액적 토출 타이밍을 지연시키는 보정을 수행한다. 또한, 액적 토출 타이밍을 지연시키는 보정 값의 크기를 잉크 액적(D)의 낙하 속도, 잉크 액적(D)의 낙하 거리, 잉크 액적(D)의 무게, 기판(S)의 이송 속도에 근거하여 산출한다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 잉크 액적(D)을 원하는 위치에 적절히 탄착될 수 있게 하며, 기판(S) 상에 토출되는 잉크 액적(D)들 사이 간격의 균일성을 개선할 수 있게 한다. 또한, 상술한 실시 예들은, 헤드(42)와 기판(S) 사이의 간격이 임계 범위 내이고, 헤드(42)가 잉크 액적(D)을 토출하는 경우 적용될 수 있다. 임계 간격의 상한은 헤드(42)의 하부 영역으로 기판(S)이 이동할 때, 헤드(42)의 하면과 기판(S)의 상면 사이에 잉크 액적(D)의 낙하 운동에 영향을 미치는 횡 기류가 발생하는 간격일 수 있다. 임계 간격의 하한은 헤드(42)의 하부 영역으로 기판(S)이 이동될 때, 횡 기류가 발생되며, 기판(S)에 토출된 잉크 액적(D)이 헤드(42)의 하면과 접촉되지 않는 간격일 수 있다.

상술한 예에서는 기판(S)에 대한 프린팅 공정시 기판(S)이 이송 유닛(70)에 의해 이송되고, 헤드 유닛(40)의 위치는 고정되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 프린팅 공정시 기판(S)의 위치는 고정되고, 헤드 유닛(40)의 위치가 변화될 수도 있다. 즉, 기판(S)이 이동하는 것은 기판(S)과 헤드 유닛(40)의 상대적인 위치가 변화하는 개념으로 이해되어야 할 것이다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

기판 처리 장치 : 100
프린팅 부 : 10
메인터넌스 부 : 20
겐트리 : 30
헤드 유닛 : 40
이송 유닛 : 70
제어기 : 80
데이터 기억부 : 81
조건 수신부 : 82
예측부 : 83
보정부 : 84

Claims

기판 처리 제어 방법에 있어서,
헤드 유닛과 상대 위치가 변화하는 기판으로 상기 헤드 유닛의 노즐이 액적을 토출하되,
상기 노즐이 토출하는 상기 액적의 토출 회차 중 사전 설정된 토출 회차까지 상기 노즐의 토출 타이밍에 보정 값을 적용하되,
상기 액적의 토출 회차 중 첫 번째 토출 회차 부터 상기 사전 설정된 토출 회차까지 적용되는 상기 보정 값이 순차적으로 작아지고,
상기 방법은,
상기 기판을 처리하기 위해 설정되는 처리 조건에서, 미리 수집된 참조 데이터를 근거로 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 낙하 위치 변화량이 일정해지는 수렴 토출 회차를 예측하는 단계; 및
상기 수렴 토출 회차 이전의 토출 회차를, 상기 사전 설정된 토출 회차로 결정하는 단계를 포함하는,
기판 처리 제어 방법.
기판 처리 제어 방법에 있어서,
헤드 유닛과 상대 위치가 변화하는 기판으로 상기 헤드 유닛의 노즐이 액적을 토출하되,
상기 노즐이 토출하는 상기 액적의 토출 회차 중 사전 설정된 토출 회차까지 상기 노즐의 토출 타이밍에 보정 값을 적용하고,
상기 방법은,
상기 기판을 처리하기 위해 설정되는 처리 조건에서, 미리 수집된 참조 데이터를 근거로 상기 노즐로부터 토출되는 상기 액적의 낙하 위치 변화량이 일정해지는 수렴 토출 회차를 예측하는 단계; 및
상기 수렴 토출 회차 이전의 토출 회차를, 상기 사전 설정된 토출 회차로 결정하는 단계를 포함하는,
기판 처리 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 참조 데이터는,
일 속도로 이동하는 기판으로 상기 헤드 유닛이 상기 액적을 같은 시간 간격으로 적어도 복수 회 토출하여 상기 액적의 상기 낙하 위치 변화량을 상기 액적의 토출 회차마다 수집한 정보를 포함하는,
기판 처리 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 참조 데이터는,
기판의 이송 속도, 액적의 낙하 거리, 액적의 낙하 속도, 액적의 양, 그리고 액적의 무게 중 적어도 하나 이상의 실험 조건에 따른 상기 낙하 위치 변화량에 관한 정보를 포함하는,
기판 처리 제어 방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 조건으로 설정된 상기 기판의 이송 속도가 클수록 상기 수렴 토출 회차가 작아지는 것으로 예측하는,
기판 처리 제어 방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 조건으로 설정된 상기 액적의 낙하 거리가 클수록 상기 수렴 토출 회차가 커지는 것으로 예측하는,
기판 처리 제어 방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보정 값은,
상기 사전 설정된 토출 회차에 대하여 상기 토출 타이밍이 늦어지게 하는 보정 값인,
기판 처리 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 사전 설정된 토출 회차가 복수 회 존재하는 경우, 상기 수렴 토출 회차에서 먼 토출 회차일수록 상기 보정 값을 크게 적용하는,
기판 처리 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 처리 조건으로 설정된 상기 액적의 낙하 속도가 클수록 상기 보정 값을 작게 적용하는,
기판 처리 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 처리 조건으로 설정된 상기 액적의 무게가 클수록 상기 보정 값을 작게 적용하는,
기판 처리 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 처리 조건으로 설정된 상기 액적의 양이 많을수록 상기 보정 값을 작게 적용하는,
기판 처리 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 처리 조건으로 설정된 상기 기판의 이송 속도가 클수록 상기 보정 값을 크게 적용하는,
기판 처리 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 처리 조건으로 설정된 상기 액적의 낙하 거리가 클수록 상기 보정 값을 크게 적용하는,
기판 처리 제어 방법.
기판을 처리하는 장치에 있어서,
기판을 이동시키는 이송 유닛;
상기 이송 유닛이 일 속도로 이동시키는 상기 기판으로 잉크를 액적으로 토출하는 헤드 유닛; 및
상기 이송 유닛, 그리고 상기 헤드 유닛을 제어하는 제어기를 포함하고,
상기 헤드 유닛은,
적어도 하나 이상의 노즐이 형성된 헤드; 및
상기 헤드 내에 구비되며, 상기 액적의 토출 동작을 구현하는 토출 부재를 포함하고,
상기 제어기는,
기 취득된 참조 데이터를 기억하는 데이터 기억부;
상기 기판을 처리하기 위한 처리 조건을 수신하는 조건 수신부;
상기 참조 데이터 및 상기 처리 조건을 근거로, 상기 노즐이 토출하는 상기 액적의 낙하 위치 변화량이 일정해지는 수렴 토출 회차를 예측하는 예측부; 및
상기 예측부가 예측한 상기 수렴 토출 회차 이전에 수행되는 초기 토출 회차에 대한 액적 토출 타이밍의 보정 값을 산출하는 보정부를 포함하는,
기판 처리 장치.
제14항에 있어서,
상기 예측부는,
상기 처리 조건으로 설정된 상기 기판의 상기 일 속도가 클수록, 그리고 상기 액적의 낙하 거리가 작을수록 상기 수렴 토출 회차가 작아지는 것으로 예측하는,
기판 처리 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 보정부는,
상기 초기 토출 회차에서 토출되는 상기 액적 토출 타이밍이 늦어지게 하는 상기 보정 값을 산출하는,
기판 처리 장치.
제16항에 있어서,
상기 보정부는,
상기 초기 토출 회차가 복수 회 존재하는 경우, 상기 수렴 토출 회차에 먼 상기 초기 토출 회차 일수록 상기 액적 토출 타이밍이 더 늦어지게 하는 상기 보정 값을 산출하는,
기판 처리 장치.
제14항에 있어서,
상기 보정부는,
상기 처리 조건으로 설정된 상기 토출 부재의 압력이 클수록, 상기 액적의 무게가 클수록, 상기 액적의 양이 많을 수록, 상기 액적 토출 타이밍의 상기 보정 값을 작게 산출하고,
상기 처리 조건으로 설정된 상기 기판의 상기 일 속도가 클수록, 상기 액적의 낙하 거리가 클수록 상기 보정 값을 크게 산출하는,
기판 처리 장치.
기판을 처리하는 방법에 있어서,
일 속도로 이동하는 상기 기판으로 헤드 유닛이 액적을 복수 회 토출하되,
상기 액적의 토출 회차들 중 제1토출 회차에서의 상기 헤드 유닛의 상기 액적의 토출 타이밍은,
상기 제1토출 회차보다 늦은 제2토출 회차에서의 상기 헤드 유닛의 상기 액적의 토출 타이밍과 서로 상이하고,
상기 제1토출 회차에서의 상기 헤드 유닛의 상기 액적의 토출 타이밍은,
상기 제2토출 회차에서의 상기 헤드 유닛의 상기 액적의 토출 타이밍보다 늦고,
상기 기판을 처리하기 위해 설정되는 처리 조건에서, 미리 수집된 참조 데이터를 근거로 상기 헤드 유닛으로부터 토출되는 상기 액적의 낙하 위치 변화량이 일정해지는 수렴 토출 회차를 예측하되,
상기 제1토출 회차는 상기 수렴 토출 회차 이전의 토출 회차이고,
상기 제2토출 회차는 상기 수렴 토출 회차 이후의 토출 회차인, 기판 처리 방법.
삭제
하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하며, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금 이하의 동작을 수행하도록 하는 명령들을 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터　프로그램으로서,
상기 동작들은:
기 취득된 참조 데이터를 수신하는 동작;
기판을 처리하기 위한 처리 조건을 수신하는 동작;
상기 참조 데이터 및 상기 처리 조건을 근거로, 일 속도로 이동하는 상기 기판으로 헤드 유닛이 잉크 액적을 복수 회 토출하는 경우 잉크 액적의 낙하 위치 변화량이 일정해지는 수렴 토출 회차를 예측하는 동작;
상기 수렴 토출 회차 보다 전에 수행되는 초기 토출 회차에 대한 상기 헤드 유닛의 액적 토출 타이밍의 보정 값을 산출하는 동작; 및
상기 보정 값을 근거로 상기 헤드 유닛을 제어하는 동작을 포함하는,
상기 참조 데이터는,
기판의 이송 속도, 잉크 액적의 낙하 거리, 잉크 액적의 낙하 속도, 잉크 액적의 양, 그리고 잉크 액적의 무게 중 적어도 하나 이상의 설정 조건에 따른 상기 낙하 위치 변화량에 관한 정보를 포함하고,
상기 수렴 토출 회차를 예측하는 동작은,
상기 처리 조건으로 설정된, 기판의 이송 속도가 클수록, 기판과 상기 헤드 유닛의 헤드 사이의 거리가 작을 수록, 상기 수렴 토출 회차가 작아지는 것으로 예측하고,
상기 보정 값을 산출하는 동작은,
상기 초기 토출 회차에서 토출되는 상기 액적 토출 타이밍이 늦어지게 하는 상기 보정 값을 산출하고,
상기 처리 조건으로 설정된, 잉크 액적의 낙하 속도가 클수록, 잉크 액적의 양이 클수록, 잉크 액적의 무게가 클수록, 기판의 이송 속도가 느릴수록, 기판과 상기 헤드 사이의 거리가 작을수록 상기 보정 값을 작게 산출하는,
컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터　프로그램.
제21항에 있어서,
상기 헤드 유닛이 토출하는 잉크 액적의 볼륨이 6.7 pl 이하인 경우, 상기 동작을 수행하는,
컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.