特許 7459211 基板処理装置、そして、基板処理装置を制御する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-22

(45)【発行日】2024-04-01

(54)【発明の名称】基板処理装置、そして、基板処理装置を制御する方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20240325BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20240325BHJP

【ＦＩ】

B41J2/175 171

B41J2/175 121

B41J2/01 451

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022164900

(22)【出願日】2022-10-13

(65)【公開番号】P2023060830

(43)【公開日】2023-04-28

【審査請求日】2022-10-13

(31)【優先権主張番号】10-2021-0138773

(32)【優先日】2021-10-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】518162784

【氏名又は名称】セメス カンパニー，リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100202751

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 明代

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】チョウ，チョン ス

【審査官】高松 大治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０６００５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６７９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３４１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３２０３３１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理装置であって、
基板にインクを吐出するヘッドユニットと、
内部空間を有するリザーバーを含み、前記ヘッドユニットに前記インクを供給する供給ユニットと、
前記内部空間の圧力を調節する圧力調節ユニットを含み、
前記圧力調節ユニットは、
第１圧力調節部と、
単位時間当り前記内部空間の圧力を変化させる大きさが前記第１圧力調節部より大きい第２圧力調節部を含む、基板処理装置。

【請求項2】

前記装置は、
前記圧力調節ユニットを制御する制御機をさらに含み、
前記制御機は、
前記内部空間の圧力を第１圧力から前記第１圧力と相異な第２圧力に転換時前記第２圧力調節部が前記内部空間の圧力を変化させた以後、前記第１圧力調節部が前記内部空間の圧力を変化させるように前記圧力調節ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記制御機は、
前記内部空間の圧力を大気圧または陽圧から陰圧に転換時前記第２圧力調節部が前記内部空間の圧力を変化させた以後、前記第１圧力調節部が前記内部空間の圧力を変化させるように前記圧力調節ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記供給ユニットは、
前記内部空間の圧力を測定する圧力測定センサーをさらに含む、ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記制御機は、
前記第２圧力調節部が前記内部空間の圧力を調節し、前記圧力測定センサーが測定する前記内部空間の圧力があらかじめ設定された圧力に至れば、前記第１圧力調節部が前記内部空間の圧力を調節するように前記圧力調節ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記第２圧力調節部は、
作動する間に常時減圧を提供する減圧部材と、
前記減圧部材が提供する減圧を前記内部空間に伝達する減圧ラインと、
前記減圧ラインに設置される減圧バルブを含む、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。

【請求項7】

第１圧力調節部は、
前記内部空間に陽圧を提供する陽圧提供部材と、
前記内部空間に陰圧を提供する陰圧提供部材と、
前記陽圧提供部材または前記陰圧提供部材が提供する圧力を前記内部空間に伝達する圧力ラインを含む、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記第１圧力調節部は、
前記陽圧提供部材及び/または前記陰圧提供部材、そして、前記リザーバーの間に設置されるサーボバルブをさらに含む、ことを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。

【請求項9】

基板処理装置を制御する方法において、
ヘッドユニットが吐出するインクを貯蔵するリザーバーの内部空間の圧力を高める昇圧段階と、
前記昇圧段階以後、前記内部空間の圧力を第１圧力で調節する第１圧力調節段階と、
前記第１圧力調節段階以後、前記内部空間の圧力を前記第１圧力と相異な第２圧力で調節する第２圧力調節段階を含み、
前記第１圧力調節段階で単位時間当り前記内部空間の圧力変化量は、
前記第２圧力調節段階で単位時間当り前記内部空間の圧力変化量より大きい、方法。

【請求項10】

前記昇圧段階では、
前記内部空間の圧力を陰圧から大気圧に昇圧するか、または陰圧から陽圧に昇圧させる、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記昇圧段階には、
前記内部空間に貯蔵された前記インクを前記ヘッドユニットに伝達して前記ヘッドユニットをパージ(Purge)するために前記内部空間の圧力が陽圧になるように前記内部空間を加圧する、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記昇圧段階には、
キャニスターから前記内部空間に前記インクを供給するために前記内部空間の圧力が大気圧になるように前記内部空間を大気開放する、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置、そして、基板処理装置を制御する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

最近、高解像度を有する液晶ディスプレイ素子、有機ELディスプレイ素子などのようなディスプレイ素子の製造が要求されている。高解像度を有するディスプレイ素子を製造するためにはガラスなどの基板上に単位面積当たりさらに多いピクセルを形成しなければならないし、このように稠密に配置されるピクセルらそれぞれに液滴形態のインクを正確な位置に、そして、正確な量を吐出することが重要である。

【0003】

インクを精密に吐出するためにはインクを吐出するインクジェットヘッドの状態をインクを吐出するインクジェットヘッドのノズル面にインクが垂れ下がるか、またはインクジェットヘッドのノズル端部にインクが結ばれることを防止しなければならない。インクジェットヘッドのノズル面にインクが垂れ下がるとか、またはインクがノズル端部に結ばれる場合、インクは外部空気に露出されて固化されることがあるためである。固化されたインクはガラスなどの基板に伝達されて基板を汚染させることがある。場合によっては固化されたインクがヘッドのノズルを塞ぐことがある。このような問題を解決するために、インクを吐出しない待機状態にはインクを貯蔵するリザーバー(Reservoir)の内部空間に少しの陰圧を加えてインクがノズル端部の内側を向けて凹な形態の液膜を形成するメニスカス(Meniscus)状態を維持することが重要である。

【0004】

一方、ヘッドがインクを供給時リザーバーの内部空間は加圧され、以後メニスカス状態を維持するためにリザーバーの内部空間は減圧される。すなわち、リザーバーの内部空間は陽圧と陰圧との間で転換される。内部空間の圧力が陽圧から陰圧に転換される時間が長ければ、インクは重力によってノズル端部に結ばれるウェッティング(Wetting)現象が発生されることがある。

【0005】

内部空間の圧力が転換されることに所要される時間を縮めさせるために、リザーバーの内部空間の圧力を調節する圧力コントローラー(Pressure Controller)のサーボバルブ(Survo Valve)のホールサイズを大きくする方法を考慮することがある。しかし、サーボバルブのホールサイズを大きくするようになれば、圧力コントローラーがリザーバーの内部空間の圧力を精密に調節することが難しくなる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、リザーバーの内部空間の圧力を効果的に制御することができる基板処理装置、そして、基板処理装置を制御する方法を提供することを一目的とする。

【0007】

また、本発明はリザーバーの内部空間の圧力を陽圧と陰圧との間で転換時、圧力転換に所要される時間を縮めさせることができる基板処理装置、そして、基板処理装置を制御する方法を提供することを一目的とする。

【0008】

また、本発明はヘッドのノズル面にインクが結ばれるウェッティング(Wetting)現象が発生することを最小化することができる基板処理装置、そして、基板処理装置を制御する方法を提供することを一目的とする。

【0009】

本発明の目的はこれに制限されないし、言及されなかったまた他の目的らは下の記載らから通常の技術者が明確に理解されることができるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、基板処理装置を提供する。基板処理装置は、基板にインクを吐出するヘッドユニットと、前記ヘッドユニットに前記インクを供給する供給ユニット-前記供給ユニットは内部空間を有するリザーバーを含む-と、及び前記内部空間の圧力を調節する圧力調節ユニットを含み、前記圧力調節ユニットは、第１圧力調節部と、及び単位時間当り前記内部空間の圧力を変化させる大きさが前記第１圧力調節部より大きい第２圧力調節部を含むことができる。

【0011】

一実施例によれば、前記装置は、前記圧力調節ユニットを制御する制御機をさらに含み、前記制御機は、前記内部空間の圧力を第１圧力で前記第１圧力と相異な第２圧力に転換時前記第２圧力調節部が前記内部空間の圧力を変化させた以後、前記第１圧力調節部が前記内部空間の圧力を変化させるように前記圧力調節ユニットを制御することができる。

【0012】

一実施例によれば、前記制御機は、前記内部空間の圧力を大気圧または陽圧から陰圧に転換時前記第２圧力調節部が前記内部空間の圧力を変化させた以後、前記第１圧力調節部が前記内部空間の圧力を変化させるように前記圧力調節ユニットを制御することができる。

【0013】

一実施例によれば、前記供給ユニットは、前記内部空間の圧力を測定する圧力測定センサーをさらに含むことができる。

【0014】

一実施例によれば、前記制御機は、前記第２圧力調節部が前記内部空間の圧力を調節し、前記圧力測定センサーが測定する前記内部空間の圧力があらかじめ設定された圧力に至れば、前記第１圧力調節部が前記内部空間の圧力を調節するように前記圧力調節ユニットを制御することができる。

【0015】

一実施例によれば、前記第２圧力調節部は、作動される間に常時減圧を提供する減圧部材と、前記減圧部材が提供する減圧を前記内部空間に伝達する減圧ラインと、及び前記減圧ラインに設置される減圧バルブを含むことができる。

【0016】

一実施例によれば、第１圧力調節部は、前記内部空間に陽圧を提供する陽圧提供部材と、前記内部空間に陰圧を提供する陰圧提供部材と、及び前記陽圧提供部材または前記陰圧提供部材が提供する圧力を前記内部空間に伝達する圧力ラインを含むことができる。

【0017】

一実施例によれば、前記第１圧力調節部は、前記陽圧提供部材及び/または前記陰圧提供部材、そして、前記リザーバーの間に設置されるサーボバルブをさらに含むことができる。

【0018】

また、本発明は基板処理装置を制御する方法を提供する。基板処理装置を制御する方法は、ヘッドユニットが吐出するインクを貯蔵するリザーバーの内部空間の圧力を高める昇圧段階と、前記昇圧段階以後、前記内部空間の圧力を第１圧力で調節する 第１圧力調節段階と、及び前記第１圧力調節段階以後、前記内部空間の圧力を前記第１圧力と相異な第２圧力で調節する第２圧力調節段階を含み、前記第１圧力調節段階で単位時間当り前記内部空間の圧力変化量は、前記第２圧力調節段階で単位時間当り前記内部空間の圧力変化量と相異なことがある。

【0019】

一実施例によれば、前記第１圧力調節段階で単位時間当り前記内部空間の圧力変化量は、前記第２圧力調節段階で単位時間当り前記内部空間の圧力変化量より小さいことがある。

【0020】

一実施例によれば、前記昇圧段階では、前記内部空間の圧力を陰圧から大気圧に昇圧するか、または陰圧から陽圧に昇圧させることがある。

【0021】

一実施例によれば、前記昇圧段階には、前記内部空間に貯蔵された前記インクを前記ヘッドユニットに伝達して前記ヘッドユニットをパージ(Purge)するために前記内部空間の圧力が陽圧になるように前記内部空間を加圧することができる。

【0022】

一実施例によれば、前記昇圧段階には、キャニスターから前記内部空間に前記インクを供給するために前記内部空間の圧力が大気圧になるように前記内部空間を大気開放することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の一実施例によれば、リザーバーの内部空間の圧力を効果的に制御することができる。

【0024】

また、本発明の一実施例によれば、リザーバーの内部空間の圧力を陽圧と陰圧との間で転換時、圧力転換に所要される時間を縮めさせることができる。

【0025】

また、本発明の一実施例によれば、ヘッドのノズル面にインクが結ばれるウェッティング(Wetting)現象が発生することを最小化することができる。

【0026】

本発明の効果が前述した効果らに限定されるものではなくて、言及されない効果らは本明細書及び添付された図面らから本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解されることができるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施例による基板処理装置を見せてくれる図面である。

【図2】図１のヘッドのノズル面を下から眺めた図面である。

【図3】図１のヘッドユニット、供給ユニット、そして、圧力調節ユニットを概略的に示したブロック図である。

【図4】本発明の一実施例による基板処理装置の制御方法を見せてくれるフローチャートである。

【図5】図４の第１圧力調節段階でヘッドユニット、供給ユニット、そして、圧力調節ユニットの姿を見せてくれる図面である。

【図6】図４の第２圧力調節段階の第１時期で、ヘッドユニット、供給ユニット、そして、圧力調節ユニットの姿を見せてくれる図面である。

【図7】図４の第２圧力調節段階の第２時期で、ヘッドユニット、供給ユニット、そして、圧力調節ユニットの姿を見せてくれる図面である。

【図8】第２圧力調節段階でノズル端部に存在するインクがメニスカス状態に転換される姿を見せてくれる図面である。

【図9】第２圧力調節段階でノズル端部に存在するインクがメニスカス状態に転換される姿を見せてくれる図面である。

【図10】図４の第１圧力調節段階でヘッドユニット、供給ユニット、そして、圧力調節ユニットの他の例を見せてくれる図面である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下では添付した図面を参照にして本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明はいろいろ相異な形態で具現されることができるし、ここで説明する実施例で限定されない。また、本発明の望ましい実施例を詳細に説明するにおいて、関連される公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曇ることがあると判断される場合にはその詳細な説明を略する。また、類似機能及び作用をする部分に対しては図面全体にかけて等しい符号を使用する。

【0029】

ある構成要素を‘包含'するということは、特別に反対される記載がない限り他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。具体的に，“含む”または“有する”などの用語は明細書上に記載した特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、一つまたはその以上の他の特徴らや数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されなければならない。

【0030】

単数の表現は文脈上明白に異なるように志さない限り、複数表現を含む。また、図面で要素らの形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

【0031】

第１、第２などの用語は多様な構成要素らを説明するのに使用されることができるが、前記構成要素らは前記用語によって限定されてはいけない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使用されることができる。例えば、本発明の権利範囲から離脱されないまま第１構成要素は第２構成要素で命名されることができるし、類似第２構成要素も第１構成要素に命名されることができる。

【0032】

ある構成要素が異なる構成要素に“連結されて”いるか、または“接続されて”いると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されているか、または接続されていることもあるが、中間に他の構成要素が存在することもあると理解されなければならないであろう。反面に、ある構成要素が異なる構成要素に“直接連結されて”いるか、または“直接接続されて”いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないことで理解されなければならないであろう。構成要素らとの関係を説明する他の表現ら、すなわち“～間に”と“すぐ～間に”または“～に隣合う”と“～に直接隣合う”なども同じく解釈されなければならない。

【0033】

異なるように定義されない限り、技術的であるか科学的な用語を含んでここで使用されるすべての用語らは、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者によって一般的に理解されることと等しい意味である。一般に使用される前もって定義されているもののような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味であることで解釈されなければならないし、本出願で明白に定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味で解釈されない。

【0034】

以下では、図１乃至図１０を参照して本発明の実施例に対して説明する。

【0035】

図１は、本発明の一実施例による基板処理装置を見せてくれる図面である。

【0036】

図１を参照すれば、本発明の一実施例による基板処理装置１００は基板(S)上にインクのような処理液を供給して基板を処理するインクジェット装置であることがある。基板(S)は被処理物である第１基板(Ｓ１)、そして、第１基板(Ｓ１)上に吐出される液滴形態のインク(I)の弾着位置、吐出タイミングなどを補正するために利用されるダミー基板である第２基板(Ｓ２)を含むことができる。また、基板(S)はガラス(Glass)であることがある。基板処理装置１００は基板(S)上にインク液滴を吐出して基板(S)に対するプリンティング工程を遂行することができる。

【0037】

基板処理装置１００はプリンティング部１０、メンテナンス部２０、ガントリ３０、ヘッドユニット４０、ノズルアライメント部５０、供給ユニット６０、圧力調節ユニット７０、キャニスター８０、そして、制御機９０を含むことができる。

【0038】

プリンティング部１０は上部から眺める時、その長さ方向が第１方向(X)であることがある。以下では、上部から眺める時、第１方向(X)と垂直な方向を第２方向(Y)といって、第１方向(X)及び第２方向(Y)に垂直な方向を第３方向(Z)という。第３方向(Z)は地面に垂直な方向であることがある。また、第１方向(X)は後述する第１基板(Ｓ１)が移送部材１２によって移送される方向であることがある。プリンティング部１０では後述するヘッドユニット４０が第１基板(Ｓ１)にインクを吐出することで第１基板(Ｓ１)に対するプリンティング工程がなされることができる。

【0039】

また、プリンティング部１０で移送される第１基板(Ｓ１)は浮上された状態を維持することができる。これに、プリンティング部１０では第１基板(Ｓ１)を移送時第１基板(Ｓ１)を浮上させることができる浮上ステージが具備されることができる。浮上ステージは第１基板(Ｓ１)の下面にエア(Air)を供給して第１基板(Ｓ１)が浮上されるようにできる。

【0040】

移送部材１２はプリンティング部１０では第１基板(Ｓ１)の一側または両側を把持し、第１基板(Ｓ１)を第１方向(X)に沿って移動させることができる。移送部材１２は真空吸入方式で第１基板(Ｓ１)の縁領域の下面を把持することができる。移送部材１２はプリンティング部１０の長さ方向に沿って具備されるガイドレールに沿って移動することができる。すなわち、移送ユニット７０は浮上ステージの一側または両側に沿って具備されるガイドレール及び第１基板(Ｓ１)の一側面または両側面を把持した状態でガイドレールに沿って滑走するグリッパーなどを含むことができる。

【0041】

また、メンテナンス部２０にもプリンティング部１０に提供される移送部材１２と同一または類似な構造及び/または機能を有する移送部材が提供され、メンテナンス部２０で第２基板(Ｓ２)を第１方向(X)に沿って移動させることができる。

【0042】

メンテナンス部２０では主に、後述するヘッドユニット４０に対するメイントノンスがなされることがある。例えば、メンテナンス部２０ではヘッドユニット４０の状態を確認するか、またはヘッドユニット４０に対する洗浄が遂行されることがある。メンテナンス部２０は上部から眺める時、その長さ方向が第１方向(X)であることがある。また、メンテナンス部２０はプリンティング部１０と並んで配置されることができる。例えば、メンテナンス部２０とプリンティング部１０は第２方向(Y)に沿って並んで配列されることができる。

【0043】

また、メンテナンス部２０の場合にも後述するヘッドユニット４０が吐出する液滴形態のインク(I)らの弾着位置補正、インク(I)のボリューム調節、インク(I)の吐出量制御などのためのインク(I)吐出がなされることができるため、メンテナンス部２０はプリンティング部１０と同一または類似な工程環境を有することができる。

【0044】

ガントリ３０は後述するヘッドユニット４０または後述する第４ビジョン部３３aが直線往復移動ができるように具備されることができるものである。ガントリ３０は第１ガントリ３１、第２ガントリ３２、そして、第３ガントリ３３を含むことができる。第１ガントリ３１と第２ガントリ３２はプリンティング部１０及びメイントノンス部２０に沿って延長される構造を有するように具備されることができる。また、第１ガントリ３１と第２ガントリ３２は第１方向(X)に沿ってお互いに離隔されて配置されることができる。すなわち、第１ガントリ３１と第２ガントリ３２は後述するヘッドユニット４０が第２方向(Y)に沿って移動することができるようにプリンティング部１０及びメイントノンス部２０が配置される第２方向(Y)に沿って延長される構造を有するように具備されることができる。

【0045】

また、第３ガントリ３３はプリンティング部１０を第２方向(Y)に沿って延長される構造を有するように具備されることができる。すなわち、第３ガントリ３３は第４ビジョン部３３aが第２方向(Y)に沿って移動することができるように延長される構造を有するように具備されることができる。第４ビジョン部３３aは第３ガントリ３３に沿って往復移動しながら、後述するヘッドユニット４０がメイントノンス部２０から吐出するインク(I)の弾着位置、インク(I)液滴のボリュームなどを確認することができるイメージを獲得することができる。例えば、ヘッドユニット４０はメイントノンス部２０に提供されることができるキャリブレーションボード、例えば、第２基板(Ｓ２)にインク液滴を吐出することができる。第２基板(Ｓ２)は第４ビジョン部３３aの下部領域に移動され、第４ビジョン部３３aはインク液滴が吐出された第２基板(Ｓ２)のイメージを獲得することができる。第４ビジョン部３３aが獲得したイメージは制御機９０に伝達することができる。第４ビジョン部３３aはイメージ獲得モジュールを含むカメラであることがある。

【0046】

図２は、図１のヘッドが有するノズルフレートの姿を見せてくれる図面である。

【0047】

図１及び図２を参照すれば、ヘッドユニット４０は基板(S)にインク(I)を液滴形態で吐出することができる。ヘッドユニット４０は基板(S)にインク(I)を吐出して基板(S)に対するプリンティング工程を遂行することができる。例えば、ヘッドユニット４０は第２方向(Y)に沿って往復移動しながら基板(S)にインク(I)を吐出して基板(S)に対するプリンティング工程を遂行することができる。例えば、第１方向(X)に沿って移動する第１基板(Ｓ１)にヘッドユニット４０はインク(I)を吐出することができる。第１基板(Ｓ１)がヘッドユニット４０の下の領域で進入し、以後ヘッドユニット４０の下の領域から脱すれば、ヘッドユニット４０は第２方向(Y)に沿って移動してインク(I)吐出位置を変更することができる。ヘッドユニット４０のインク(I)吐出位置が変更されれば、第１基板(Ｓ１）は第１方向(X)に沿って移動するが、以前に移動された方向に逆方向に移動することができる。第１基板(Ｓ１）が逆方向に移動する間ヘッドユニット４０はインク(I)を吐出することができる。

【0048】

ヘッドユニット４０はヘッド４２、ヘッドフレーム４４、第１ビジョン部４６、そして、第２ビジョン部４８を含むことができる。ヘッドユニット４０は前述した移送ユニット７０を一速度で移動させる基板(S)にインク(Ink)を液滴(Droplet)形態で吐出することができる。

【0049】

ヘッド４２は複数で提供されることができる。複数のヘッド４２は第１方向(X)に沿って並んで配列されることができる。複数のヘッド４２らはヘッドフレーム４４に挟まれることができる。また、ヘッド４２には少なくとも一つ以上のノズル４２bが形成されることができる。ノズル４２bらが形成されたノズル面４１aは基板(S)の上面に対して平行であることがある。

【0050】

また、ヘッドユニット４０はインク(I)を吐出するための吐出部材(図示せず)を含むことができる。吐出部材は圧電素子であることがある。例えば、吐出部材はピエゾ素子であることがある。吐出部材は制御機９０から液滴吐出信号の伝達を受けて、ヘッドユニット４０の液吐出動作を具現することができる。

【0051】

第１ビジョン部４６と第２ビジョン部４８は、ヘッドフレーム４４に設置されることができる。また、上部から眺める時第１ビジョン部４６と第２ビジョン部４８はヘッド４２の一側に結合されることができる。第１ビジョン部４６と第２ビジョン部４８はヘッドユニット４０が基板(S)に吐出するインク(I)液滴の弾着位置、そして、インク(I)液滴のボリュームなどを確認することができるイメージを獲得することができる。例えば、ヘッドユニット４０がプリンティング部１０に提供される基板(S)にインク液滴を吐出すれば、第１ビジョン部４６と第２ビジョン部４８は基板(S)を撮像し、撮像されたイメージは制御機９０に伝達されることができる。使用者は制御機９０に伝達された第１ビジョン部４６と第２ビジョン部４８が撮像したイメージを通じて基板(S)に吐出されたインク液滴の弾着位置、またはインク液滴のボリュームなどを確認することができる。第１ビジョン部４６と第２ビジョン部４８は第１方向(X)に沿って並んで配置されることができる。第１ビジョン部４６と第２ビジョン部４８はヘッド４２が吐出するインク液滴らを確認することができるカメラであることがある。

【0052】

ヘッド４２はヘッドフレーム４４を媒介で第１ガントリ３１と第２ガントリ３２に移動可能に結合されることができる。例えば、ヘッド４２は第１ガントリ３１と第２ガントリ３２の長さ方向である第２方向(Y)に沿って移動可能に提供されることができる。また、ヘッド４２は第１ガントリ３１と第２ガントリ３２の長さ方向である第２方向(Y)に沿ってプリンティング部１０、そして、メイントノンス部２０の間を直線往復移動することができる。

【0053】

再び図１を参照すれば、ノズルアライメント部５０はメイントノンス部２０に提供されることができる。ノズルアライメント部５０は上部から眺める時第１ガントリ３１と第２ガントリ３２との間に提供されることができる。これに、ノズルアライメント部５０はヘッド４２に形成されたノズル４２bらの状態を確認することができる。例えば、ノズルアライメント部５０は移動レール５２、そして、第３ビジョン部５４を含むことができる。移動レール５２はその長さ方向が第１方向(X)であることがある。第３ビジョン部５４は移動レール５２の長さ方向である第１方向(X)に沿って直線往復移動することができる。第３ビジョン部５４は移動レール５２の長さ方向に沿って移動しながらヘッド４２のノズル４２bらを撮像することができる。

【0054】

図３は、図１のヘッドユニット、供給ユニット、そして、圧力調節ユニットを概略的に示したブロック図である。

【0055】

図３を参照すれば、供給ユニット６０はヘッドユニット４０にインク(I)を供給することができる。供給ユニット６０はリザーバー６１（Reservoir)、圧力測定センサー６３、供給ライン６４、そして、供給バルブ６５を含むことができる。

【0056】

リザーバー６１は内部空間６２を有することができる。リザーバー６１はヘッドユニット４０に伝達されるインク(I)を貯蔵することができる。リザーバー６１はヘッドユニット４０、そして、後述するキャニスター８０の間に配置されることができる。リザーバー６１の内部空間６２には圧力測定センサー６３が配置されることができる。圧力測定センサー６３は内部空間６２の圧力を測定することができる。圧力測定センサー６３は内部空間６２の圧力を測定し、測定された内部空間６２の圧力測定値を後述する制御機９０に送ることができる。また、内部空間６２にはインク(I)の流動性を維持させる流動部材(図示せず)が設置されることができる。インク(I)が内部空間６２で流動しない場合、内部空間６２で固化されることがあるが、流動部材は内部空間６２でインク(I)を流動させてインク(I)に固化現象が発生することを最小化することができる。

【0057】

供給ライン６４はリザーバー６１の内部空間６２に貯蔵/収容されたインク(I)をヘッドユニット４０に伝達することができる。供給ライン６４は内部空間６２に貯蔵/収容されたインク(I)をヘッドユニット４０に伝達し、インク(I)の伝達を受けたヘッドユニット４０は基板(S)にインク(I)を吐出することができる。供給ライン６４には供給バルブ６５が設置されることができる。供給バルブ６５はオン/オフバルブであるか、または供給ライン６４を通じてヘッドユニット４０に伝達される単位時間当りインクの量を調節することができる流量調節バルブであることができる。

【0058】

圧力調節ユニット７０は内部空間６２の圧力を調節することができる。圧力調節ユニット７０は内部空間６２に非活性ガス、例えば、窒素ガスのような加圧ガスを供給して内部空間６２の圧力を高めることができる。また、圧力調節ユニット７０は内部空間６２に真空吸入方式で内部空間６２に減圧を提供して内部空間６２の圧力を低めることができる。また、圧力調節ユニット７０は内部空間６２の圧力が大気圧に至るように、内部空間６２を大気圧開放することもできる。圧力調節ユニット７０は内部空間６２の圧力を陽圧、そして、陰圧の間で切り替えることができる。例えば、圧力調節ユニット７０はヘッドユニット４０のケアのためにパージ(Purge)時内部空間６２を加圧することができる。例えば、圧力調節ユニット７０はヘッドユニット４０に対するパージを遂行する時、内部空間６２の圧力が２００Kpaになるように、内部空間６２を加圧することができる。また、圧力調節ユニット７０はノズル４２b端部でメニスカス状態を維持するために、内部空間６２を減圧することができる。例えば、圧力調節ユニット７０は内部空間６２の圧力が-５Kpaになるように、内部空間６２を減圧することができる。

【0059】

圧力調節ユニット７０は第１圧力調節部７１、そして、第２圧力調節部７６を含むことができる。第１圧力調節部７１は内部空間６２の圧力を調節することができる。第１圧力調節部７１は内部空間６２に陽圧または陰圧を提供することができる。第２圧力調節部７６は内部空間６２の圧力を調節することができる。第２圧力調節部７１は内部空間６２に陽圧及び陰圧のうちで陰圧を提供することができる。第１圧力調節部７１は第２圧力調節部７６より精密に内部空間６２の圧力を調節することができる。例えば、第２圧力調節部７６が単位時間当たり内部空間６２の圧力を変化させる大きさは、第１圧力調節部７１より大きくなることができる。第１圧力調節部７１は後述するノズル４１b端部のメニスカス状態を維持させるための器材であることがある。例えば、第１圧力調節部７１はMeniscus Pressure Controller(MPC)と呼ばれることができる。また、第２圧力調節部７６は電工レギュレーターと呼ばれることもある。また、第１圧力調節部７１は内部空間６２の圧力が大気圧に至るように、内部空間６２を大気開放させることができる。

【0060】

第１圧力調節部７１は陽圧提供部材７２、陰圧提供部材７３、圧力ライン７４、そして、サーボバルブ７５を含むことができる。

【0061】

陽圧提供部材７２は内部空間６２に陽圧を提供することができる。陽圧提供部材７２は内部空間６２に非活性ガス、例えば、窒素ガスを供給して内部空間６２を加圧することができる。陰圧提供部材７３は内部空間６２に陰圧を提供することができる。陰圧提供部材７３は真空吸入方式で内部空間６２に陰圧を提供することができる。圧力ライン７４は陽圧提供部材７２または陰圧提供部材７３が提供する圧力(陽圧または陰圧)を内部空間６２に伝達することができる。圧力ライン７４にはサーボバルブ７５が設置されることができる。サーボバルブ７５が有するホールサイズは、略Φ０．４～Φ１．５mmであることがある。例えば、サーボバルブ７５が有するホールサイズは略Φ０．４であることがある。サーボバルブ７５が有するホールサイズが小さいほど、第１圧力調節部７１が提供する圧力の制御を精密に遂行することができる。第１圧力調節部７１が提供する圧力の精密度は略±１５Paであることがある。

【0062】

第２圧力調節部７６は内部空間６２を減圧することができる。第２圧力調節部７６は減圧部材７７、減圧ライン７８、そして、減圧バルブ７９を含むことができる。減圧部材７７は真空吸入方式で内部空間６２に減圧を提供することができる。減圧部材７７は真空ポンプを含むことができる。減圧部材７７は作動される間に常時減圧を提供することができる。減圧部材７７が提供する圧力は減圧ライン７８を通じて内部空間６２に伝達されることができる。減圧ライン７８には減圧バルブ７９が設置されることができる。減圧バルブ７９はオン/オフバルブであることができる。減圧部材７７は作動される間に常時減圧を提供するので、減圧部材７７が発生させる減圧が内部空間６２に伝達するかの如何は減圧バルブ７９のオン/オフによって変わることがある。例えば、減圧バルブ７９がオン(On)になる場合、減圧部材７７が発生させる減圧が内部空間６２に伝達されることができる。反対に減圧バルブ７９がオフ(Off)になる場合、減圧バルブ７９が発生させる減圧が内部空間６２に伝達しないで遮られることができる。

【0063】

また、前述したように第２圧力調節部７６は単位時間当り内部空間６２の圧力を変化させる大きさが第１圧力調節部７１より大きくなることができる。また、第１圧力調節部７１は第２圧力調節部７６より内部空間６２の圧力制御に対する制御精密度が第２圧力調節部７６より大きくなることができる。

【0064】

キャニスター８０は内部空間６２にインク(I)を供給するように構成されることができる。キャニスター８０はリザーバー６１にインク(I)を供給するためのものであり、主にインク(I)を貯蔵する貯蔵タンクなどのような構造を有するように構成されることができる。キャニスター８０は貯蔵タンクのような構造で構成されるため、リザーバー６１とは少し離隔された場所に配置されることができる。また、キャニスター８０はリザーバー６１と少し離隔された場所に配置されるため加圧を利用してリザーバー６１にインク(I)を供給するように構成されることができる。

【0065】

キャニスター８０は伝送ライン８２を通じて内部空間６２にインクを供給することができる。キャニスター８０は内部空間６２に直接インク(I)を供給することができる。選択的にキャニスター８０とリザーバー６１との間にはバッファーリザーバー(図示せず)が配置され、キャニスター８０は内部空間６２に間接的にインク(I)を供給することができる。キャニスター８０はバッファーリザーバーにインク(I)を供給し、バッファーリザーバーがリザーバー６１にインクを供給することができる。

【0066】

制御機９０は基板処理装置１００を制御することができる。制御機９０は基板処理装置１００が基板(S)に対するプリンティング工程を遂行できるように基板処理装置１００を制御することができる。また、制御機９０は基板処理装置１００のヘッドユニット４０が基板(S)でインク液滴を吐出して基板(S)、例えば、第１基板(Ｓ１）に対するプリンティング工程を遂行できるようにヘッドユニット４０を制御することができる。

【0067】

また、制御機９０は基板処理装置１００の制御を実行する一つ以上のプロセッサ、そして、このようなプロセッサにとって基板処理装置１００を制御するための動作を遂行するようにする命令らを含む、コンピューター判読可能媒体に記憶されたコンピュータープログラムで構成されることができる。また、制御機９０はオペレーターが基板処理装置１００を管理するためにコマンド入力操作などを実行するキーボードや、基板処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイなどでなされるユーザーインターフェースを具備することができる。また、ユーザーインターフェース及び記憶部はプロセッサに接続されてあり得る。

【0068】

図４は、本発明の一実施例による基板処理装置の制御方法を見せてくれるフローチャートである。以下で説明する基板処理装置１００の制御方法を遂行するために制御機９０は基板処理装置１００が有する構成らを制御することができる。

【0069】

図４を参照すれば、本発明の一実施例による基板処理装置の制御方法は、昇圧段階(Ｓ００）、第１圧力調節段階(Ｓ１０）、そして、第２圧力調節段階(Ｓ２０）を含むことができる。昇圧段階(Ｓ００）、第１圧力調節段階(Ｓ１０）、そして、第２圧力調節段階は順次に遂行されることができる。

【0070】

昇圧段階(Ｓ００）は内部空間６２の圧力を高める段階であることができる。昇圧段階(Ｓ００）には内部空間６２の圧力を陰圧から大気圧に昇圧させる段階であることができる。例えば、キャニスター８０で内部空間６２にインク(I)を供給する時には、内部空間６２を陰圧(例えば、略-５Kpa、後述するメニスカス状態を維持するため)から大気圧状態に切り替えることが必要である。第１圧力調節部７１は内部空間６２を大気開放させて内部空間６２の圧力を陰圧から大気圧状態に昇圧させることができる(図５参照)。

【0071】

第１圧力調節段階(Ｓ１０）には内部空間６２の圧力を第１圧力で調節することができる。第１圧力調節段階(Ｓ１０）は前述した第２圧力調節部７６によって遂行されることができる。第１圧力調節段階(Ｓ１０）で内部空間６２の圧力は初期圧力(例えば、大気圧)で、初期圧力より低い圧力である第１圧力で調節されることができる。第１圧力は陽圧または陰圧であることができる。第１圧力調節段階(Ｓ１０）での単位時間当り内部空間６２の圧力変化量は、後述する第２圧力調節段階(Ｓ２０）で単位時間当り内部空間６２の圧力変化量より大きくなることができる。すなわち、第１圧力調節段階(Ｓ１０）では初期圧力より低い圧力である第１圧力に早い速度で至ることができる(図６参照)。

【0072】

第２圧力調節段階(Ｓ２０）は第１圧力調節段階(Ｓ１０）以後に遂行されることができる。第１圧力調節段階(Ｓ１０）で第２圧力調節段階(Ｓ２０）への転換は、圧力測定センサー６３が測定する圧力値に根拠してなされることができる。例えば、圧力測定センサー６３が測定する圧力値があらかじめ設定された圧力(例えば、-３Kpa)に至れば、減圧バルブ７９とサーボバルブ７５の開閉状態が転換されることができる。制御機９０は圧力測定センサー６３が測定する圧力値に根拠して減圧バルブ７９とサーボバルブ７５の開閉状態が転換させる制御信号を発生させることができる。

【0073】

第２圧力調節段階(Ｓ２０）には内部空間６２の圧力を第１圧力から第２圧力に調節することができる。第２圧力は第１圧力及び初期圧力と相異な圧力であることができる。第２圧力は第１圧力より低い圧力であることができる。第２圧力は陰圧であることができる。例えば、第２圧力は-５Kpa程度の圧力であることができる。第２圧力調節段階(Ｓ２０）は第１圧力調節部７１によって遂行されることができる。第２圧力調節段階(Ｓ２０）での単位時間当り内部空間６２の圧力変化量は、前述した第１圧力調節段階(Ｓ１０）で単位時間当り内部空間６２の圧力変化量より大きくなることができる。また、前述したように第２圧力調節段階(Ｓ２０）は圧力制御精密度が相対的に優秀な第１圧力調節部７１によって遂行される(図７参照)。これに、第２圧力調節段階(Ｓ２０）では内部空間６２の圧力を精密に制御することができる。

【0074】

内部空間６２の圧力が陰圧に至れば、ノズル４２b端部のインク(I)は上の方向に吸入されながら、インク(I)がノズル４２b 内側に内側を向けて凹な形態の液膜を形成するメニスカス(Meniscus)状態を維持するようになる(図８及び図９参照)。

【0075】

また、内部空間６２の圧力が陽圧から陰圧に転換されることに多くの時間が所要されるようになれば、インク(I)は重力によっての下方向に引き寄せられ、ノズル４２b端部でインク(I)が結ばれて固化されるか、またはインク(I)がノズル面４２aに沿って垂れ下がる問題が発生することがあるが、本願発明は圧力を早く変化させる第２圧力調節部７６と圧力を精密に制御する第１圧力調節部７１を利用して２個のシステムで内部空間６２の圧力を制御し、前述した問題が発生することを最小化することができる。

【0076】

また、前述した例では昇圧段階(Ｓ００）が内部空間６２の圧力を陰圧から大気圧に切り替えることを例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ヘッドユニット４０は必要によってパージ(Purge)が必要なことがある。ヘッドユニット４０のノズル４２bに残留する未使用インク(I)をヘッドユニット４０が吐き出すために、ヘッドユニット４０に対するパージ(Purge)作業が要求されることがある。パージ作業は内部空間６２に貯蔵されたインクをヘッドユニット４０に伝達して遂行されることができる。例えば、パージ作業は第１圧力調節部７１が内部空間６２に陽圧を提供して遂行されるか、またはキャニスター８０が内部空間６２にインクを供給して内部空間６２を加圧することで遂行されることもできる。

【0077】

ヘッドユニット４０のパージを遂行することは、内部空間６２に非活性ガス、例えば、窒素ガスを供給して内部空間６２を２００Kpa程度の高い圧力で加圧して遂行されることができる(図１０参照)。内部空間６２が２００Kpa程度の高い圧力で加圧された以後、再び-５Kpa程度の陰圧に転換されることに多くの時間が所要されることがある。しかし、本発明は、単位時間当り圧力変化量が大きい第２圧力調節部７６を具備し、大きい圧力転換に所要される時間を効果的に縮めさせることができる。

【0078】

前述した例では基板(S)に対するプリンティング工程時基板(S)が移送ユニット７０によって移送され、ヘッドユニット４０の位置は固定されることを例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、プリンティング工程時基板(S)の位置は固定され、ヘッドユニット４０の位置が変化されることもある。すなわち、基板(S)が移動することは基板(S)とヘッドユニット４０の相対的な位置が変化する概念で理解されなければならないであろう。

【0079】

以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の望ましい実施形態を示して説明するものであり、本発明は多様な他の組合、変更及び環境で使用することができる。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、著わした開示内容と均等な範囲及び/または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。著わした実施例は本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明するものであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態で本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むことで解釈されなければならない。

【符号の説明】

【0080】

１００ 基板処理装置
１０ プリンティング部
２０ メンテナンス部
３０ ガントリ
４０ ヘッドユニット
７０ 移送ユニット
８０ 制御機
８１ データ記憶部
８２ 条件受信部
８３ 予測部
８４補正部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】