KR100404342B1

KR100404342B1 - 자외선 조사장치

Info

Publication number: KR100404342B1
Application number: KR10-2001-0041149A
Authority: KR
Inventors: 김재호; 박상준; 신인철; 오종식
Original assignee: 주식회사 아펙스
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2003-11-03
Also published as: KR20030005727A

Abstract

본 발명은 자외선을 조사하는 자외선 조사장치에 관한 것으로서, 본 발명의 자외선 조사장치에 사용되는 자외선 방전장치(224)는 챔버(202)와 분리 또는 결합되는 하부부재(213)와, 하부부재와 분리 또는 결합되며 상부면을 밀봉하는 상부부재(203)와, 상부부재에 관통하여 설치되는 전원연결부(205)와 연결되어 외부전원(204)으로부터 인가되는 전원을 공급받는 상부전극(206)과, 상부전극의 하부에 위치하는 상부석영판(212)과, 상부석영판의 하부에 위치하며 제논가스를 교체할 수 있고 엑시머 자외선을 발생시키는 제논가스 충전부(215)와, 제논가스 충전부의 하부에 위치하는 하부석영판(214)과, 하부석영판의 하부에 위치하며 외부에서 주입되는 질소가스가 유동할 수 있는 그물망 형태의 하부전극(218) 및, 하부전극의 하부에 위치하는 저면석영판(219)으로 구성함으로써, 필요에 따라 제논가스를 교체하여 조사되는 자외선의 강도를 특정값 이상으로 유지하고, 석영판이 손상될 경우 해당 석영판을 분리한 후 세정 또는 연마처리하여 재사용하는 효과가 있다.

Description

자외선 조사장치{Ultraviolet Irradiation Apparatus}

본 발명은 자외선 조사장치에 관한 것이며, 특히, 방전장치의 내부에 위치한 방전가스를 교체할 수 있고 석영판을 분리할 수 있도록 구성된 자외선 조사장치에 관한 것이다.

반도체나 대면적 디스플레이 공정에 사용되는 자외선 방전관은 크게 엑시머(Excimer)방식과 저압 수은방식이 있다. 이들 엑시머방식과 저압 수은방식의 자외선 방전관은 일정시간이 경과하면 방전관을 교체하는 소모품으로 사용하고 있는데, 특히, 엑시머 자외선 방전관은 매우 고가이기 때문에 유지비가 매우 부담스러운 실정이다.

그리고, 자외선 조사장치는 액정 또는 플라즈마 디스플레이 패널과 같이 유리를 기판으로 사용하는 세정 및 후처리 공정에 주로 사용되는데, 이런 자외선 조사장치에 따라 세정 및 후처리 공정의 기능이 크게 좌우된다. 따라서, 자외선 조사장치의 성능을 충분히 발휘할 수 있도록 그 유지관리가 요구되고 있고, 이런 유지관리에 따른 유지비 절감에 많은 노력을 기울이고 있다. 또한, 반도체 공정에 사용되는 자외선 방전관의 유지비를 절감하기 위한 연구가 진행 중에 있다.

엑시머 자외선 방전관의 열화의 원인은 2가지로 분석된다. 그 하나는 방전가스의 오염이며, 다른 원인은 석영관의 표면 손상에 있다. 이들 원인에 의해 자외선 방전관의 발광강도는 떨어지게 된다.

도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 자외선 조사용 방전관의 개략도이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 직선형 엑시머 자외선 방전관(100)은 밀폐된 직선형의 내부 석영관(101)과, 이런 내부 석영관(101)을 감싸며 직선형인 외부 석영관(102)과, 내부 석영관(101)의 중앙부위를 따라 관통하여 일단부는 외부 석영관(102)의 외부에 위치하고 타단부는 내부 석영관(101)의 내부에 위치하는 직선형 내부전극(103)과, 외부 석영관(102)의 둘레를 소정의 간격을 두고 감싸는 원통형의 외부전극(104)을 포함하며, 외부 석영관(102)의 내부에는 방전가스가 주입되고 밀봉된다. 그리고, 내부 석영관(101)과 외부 석영관(102)의 재질은 발생된 자외선의 투과율을 고려하여 선정되는데, 대표적인 재질로는 SiO₂및 SiCl₄가 있다.

한편, 도 1a 및 도 1b에는 도시되지 않았지만, 외부 석영관(102)의 일측에는팁부가 형성되어, 외부 석영관(102)의 내부로 방전가스를 주입할 수 있으며, 외부 석영관(102)의 내부로 방전가스가 주입된 후에는 팁부가 밀봉된다. 이러한 팁부의 위치는 엑시머 자외선 방전관의 유효한 길이, 즉, 방전관에서 자외선을 조사하는 길이의 바깥쪽 일측에 형성된다. 그리고, 이런 엑시머 자외선 방전관의 방전은 유전체 장벽 방전(Dielectric barrier discharge)이라는 원리에 의해 이루어진다.

이런 자외선 방전관은 원하는 파장을 발생시킬 방전가스를 원하는 압력만큼 채우고 내부전극(103) 및 외부전극(104)에 전력을 공급함으로써, 방전관이 되는 외부 석영관(102)의 내부를 플라즈마 상태로 만든다. 내부전극(103) 및 외부전극(104)에 공급되는 전원으로는 직류, 교류 및 RF(Radio Frequency)전원이 이용될 수 있으며, 이 때 발생되는 자외선은 방전관이 되는 외부 석영관(102)을 통과하여 밖으로 방출된다.

한편, 자외선 방전관은 사용되는 가스의 종류에 따라 또는 압력에 따라 방출되는 파장이 달라지는 데, 제논(Xe)가스를 사용하는 엑시머 램프의 파장은 172nm로서, 극히 짧은 자외선이 발생된다.

이렇게 발생되는 자외선의 에너지가 높을수록, 즉, 파장이 짧을수록 내부 석영관(101)의 외표면과 외부 석영관(102)의 내표면의 손상이 커지게 되고, 표면에서의 가스방출로 방전가스가 오염되며, 이로 인해 자외선 방전관은 수명이 짧아져서 방출되는 자외선의 세기 또한 특정값 이하가 되어 교체하여야 한다. 따라서, 이런 소모품 형태의 엑시머 자외선 방전관은 그 수명이 짧아 유지비가 과다하게 소요되는 단점이 있다.

도 1c는 도 1a 및 도 1b에서 전술한 종래의 엑시머 자외선 방전관을 사용한 자외선 조사장치를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1c에 보이듯이, 종래의 자외선 조사장치는 실제 소자의 세정 및 후처리 공정이 일어나는 기판(105)과 이런 기판(105)을 지지하는 기판홀더(106)를 내부에 포함하는 챔버(107)의 상부에 자외선 방전관 모듈(114)을 설치하고, 이런 자외선 방전관 모듈(114)의 내부에 냉각 블록(108)을 설치하며, 이런 냉각 블록(108)에 소정의 간격으로 이격되게 상기 엑시머 자외선 방전관(100)을 다수개 설치한다.

상기 냉각 블록(108)에는 자외선 방전시 발생되는 열에 의해 방전관(100)의 온도가 상승하는 것을 방지하기 위하여 냉각수를 주입하고 배출할 수 있도록 냉각수 주입구(109) 및 냉각수 배출구(110)가 설치된 냉각수 유동라인(111)이 형성되어 있다. 이런 냉각수 유동라인(111)을 따라 순환하는 냉각수에 의해 냉각 블록(108)이 냉각된다. 그리고, 엑시머 자외선 방전관(100)의 외부 전극(104)은 냉각 블록(108)과 연결되어 전기적으로 그라운드 처리되며, 엑시머 자외선 방전관(100)의 내부전극(103)은 자외선 방전관 모듈(114)의 외부 일측에 설치되는 외부 전원(112)과 연결되어 자외선 방전시 필요한 전원을 공급받는다.

그리고, 자외선 방전관 모듈(114)의 저면에는 소정의 간격으로 이격되게 평판 형태의 석영판(113)을 설치하여, 엑시머 자외선 방전관(100)이 챔버(107)에 직접 노출되는 것을 방지한다. 또한, 자외선 방전관 모듈(114)의 일측과 타측에는 질소가스를 주입하고 배출할 수 있도록 질소가스 주입구(115) 및 질소가스 배출구(116)를 각각 형성하여, 자외선 방전관 모듈(114)의 내부를 불활성가스 분위기로 만들어 자외선 방전시 이물질 또는 오존 생성에 의한 엑시머 자외선 방전관(100)의 외부 석영관(102) 및 석영판(113)의 손상을 방지한다. 또한, 자외선 방전관 모듈(114)의 내부를 따라 다량의 질소가스를 유동시킴으로써, 자외선 방전관 모듈(114)의 내부 온도 상승을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 자외선 방전관 모듈(114)에 설치된 엑시머 자외선 방전관(100)의 사이에는 반사판 거울(117)을 설치하여, 기판(105)에 조사되는 자외선을 고르게 분포시킬 수 있도록 한다.

그리고, 챔버(107)의 일측에는 산소가스를 주입하는 산소가스 주입구(118)를 형성하여, 챔버(107)의 내부에 산소가스를 유입시킨다. 그러면, 유입된 산소가스가 엑시머 자외선 방전관(100)에서 자외선 방전시에 조사되는 172nm 파장의 자외선에 의해 오존(Ozone) 및 산소 레디컬을 생성하고, 이런 오존 및 산소 레디컬을 통해 기판(105)에 대한 세정 및 후처리 공정을 시행한다. 또한, 챔버(107)의 하부 일측에는 배기구(119)를 설치하여, 챔버(107)로 유입된 산소와, 이런 산소와 자외선에 의해 생성된 오존, 산소 레디컬 및 반응 부산물 가스를 배기할 수 있도록 한다.

이와 같은 종래의 자외선 조사장치는 강한 에너지의 자외선을 방출하는 엑시머 자외선 방전관(100)을 다수개 설치하여 사용하는 것으로서, 자외선 방전관(100)에서 조사되는 자외선의 에너지가 강할수록, 즉, 자외선의 파장이 짧을수록 자외선 방전관(100)의 내부 및 외부 석영관(101, 102)의 표면 손상이 가속되고, 이렇게 석영관의 표면이 손상될수록 자외선 방전관(100)의 투과율이 저하된다. 또한, 종래의 자외선 조사장치는 자외선 방전관(100)의 내부에 충전된 방전가스가 석영관의 손상시 발생되는 이물질에 의해 오염되어, 발생되는 자외선의 강도가 떨어져 자외선 방전관(100)을 교체하여야 하는데, 이런 종래의 자외선 방전관(100)은 재사용이 불가능하기 때문에 과다한 유지비용이 소요되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 방전가스를 교체하여 자외선 방전관의 사용시간을 연장시키고, 석영판 표면을 세정 또는 연마하여 재사용 가능하도록 구성된 자외선 방전장치를 포함하는 자외선 조사장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1a는 종래기술에 따른 자외선 조사용 방전관의 축방향의 단면도이고,

도 1b는 종래기술에 따른 자외선 조사용 방전관의 길이방향의 단면도이고,

도 1c는 종래기술에 따른 자외선 조사장치를 도시한 개략도이고,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자외선 조사장치의 구성요소들을 도시한 개략도이고,

도 3은 도 2에 도시된 자외선 조사장치의 중요부분인 하부전극의 배치관계를 도시한 개략도이고,

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자외선 조사장치의 구성요소들을 도시한 개략도이며,

도 5는 도 4에 도시된 자외선 조사장치의 중요부분인 하부전극의 배치관계를 도시한 개략도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

200 : 기판 201 : 기판홀더

202 : 챔버 203 : 상부부재

204 : 외부전원 205 : 전원연결부

206 : 상부전극 207 : 냉각수 주입구

208 : 냉각수 배출구 209 : 냉각수 유동라인

210 : 상부절연체 211 : 하부절연체

212 : 상부석영판 213 : 하부부재

214 : 하부석영판 215 : 제논가스 충전부

216 : 제논가스 주입구 217 : 제논가스 배출구

218 : 하부전극 219 : 저면석영판

220 : 산소가스 주입구 221 : 배기구

222 : 질소가스 주입구 223 : 질소가스 배출구

224 : 자외선 방전장치

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자외선 조사장치는, 일측에 산소를 공급하는 산소가스 주입구가 형성되고 하부에 배기구가 형성된 챔버와, 상기 챔버 내에 배치되어 세정 및 후처리 공정이 일어나는 기판을 지지하는 기판홀더 및, 오존과 산소 레디컬을 통해 상기 기판을 세정 및 후처리 하도록 엑시머 자외선을 조사하는 자외선 방전장치를 포함한다.

그리고, 본 발명의 자외선 방전장치는, 상기 챔버와 관통하여 상기 챔버의 상부에 일정 공간을 형성하며, 상기 챔버와 분리 또는 결합가능한 공간형성부재와; 상기 공간형성부재에 설치되는 전원연결부와 연결되어 외부전원으로부터 인가되는 전원을 공급받는 상부전극과; 상기 상부전극의 하부에 위치하는 상부석영판과; 상기 상부석영판의 하부에 위치하고, 방전가스를 교체할 수 있도록 방전가스 주입구와 배출구를 구비하며, 엑시머 자외선을 발생시키는 방전가스 충전부와; 상기 방전가스 충전부의 하부에 위치하는 하부석영판과; 상기 하부석영판의 하부에 위치하며, 외부에서 주입되는 질소가스가 유동할 수 있는 하부전극 및; 상기 하부전극의 하부에 위치하는 저면석영판을 포함한다.

또한, 본 발명의 자외선 방전장치는, 상기 챔버와 관통하여 상기 챔버의 상부에 일정 공간을 형성하고, 상기 챔버와 분리 또는 결합가능하며, 일정 간격을 두고 다수의 격막이 형성된 공간형성부재와; 상기 공간형성부재의 측면과 격막 및 상기 공간형성부재의 격막들의 사이에 각각 위치하며, 일정 간격을 두고 상기 공간형성부재에 설치되는 각각의 전원연결부와 연결되어 외부전원으로부터 인가되는 전원을 각각 공급받는 다수의 상부전극과; 상기 상부전극의 하부에 각각 위치하는 다수의 상부석영판과; 상기 상부석영판의 하부에 각각 위치하고, 양 측단에 형성된 방전가스 주입구 및 배출구를 통해 방전가스를 교체할 수 있도록 서로 연통되어 있으며, 엑시머 자외선을 각각 발생시키는 다수의 방전가스 충전부와; 상기 방전가스 충전부의 하부에 각각 위치하는 다수의 하부석영판과; 상기 하부석영판의 하부에 각각 위치하며, 외부에서 주입되는 질소가스가 유동할 수 있도록 서로 연통되어 있는 다수의 하부전극 및; 상기 하부전극의 하부에 각각 위치하는 다수의 저면석영판을 포함한다.

아래에서, 본 발명에 따른 자외선 조사장치의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

본 발명은 유전체 장벽 방전 원리를 이용하여 제논 플라즈마를 발생시켜172nm 파장의 엑시머 자외선을 조사는 평판형 자외선 조사장치로서, 본 발명의 자외선 조사장치는 방전가스(제논가스)가 오염되었을 때 방전가스를 교체하거나 방전가스의 유동라인을 세정 가능하도록 구성되고, 석영판의 표면오염 및 손상 발생시에 석영판을 분리한 후 세정 또는 연마하여 재사용 가능하도록 구성되어 있다.

<제1 실시예>

도면에서, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자외선 조사장치의 구성요소들을 도시한 개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자외선 조사장치는 세정 및 후처리 공정이 실제 일어나는 기판(200)과 이 기판(200)을 지지하는 기판홀더(201)를 내부에 포함하는 챔버(202)의 상부에 상부부재(203)가 설치되어 있다. 이런 상부부재(203)의 외부 일측에는 외부전원(204)이 구비되며, 이런 외부전원(204)과 연결되는 전원연결부(205)가 상부부재(203)의 일측에 관통하게 설치되어 있다. 그리고, 상부부재(203)의 하부에는 상부부재(203)의 상부면과 소정의 간격을 두고 상부전극(206)이 설치되고, 이런 상부전극(206)은 전원연결부(205)와 연결되어 외부전원(204)으로부터 공급되는 전원이 인가된다.

그리고, 상부전극(206)에는 자외선 방전시 발생되는 열에 의해 상부전극(206)의 온도가 상승하는 것을 방지하기 위하여 냉각수를 주입하고 배출할 수 있도록 냉각수 주입구(207) 및 냉각수 배출구(208)가 각각 형성된 냉각수 유동라인(209)이 형성되어 있다. 그리고, 상부부재(203)와 상부전극(206)의 사이에는 상부전극(206)을 전기적으로 절연하는 상부절연체(210)가 삽입 설치되어 있다.

또한, 상부절연체(210)의 하부 테두리부위에는 상부전극(206)의 하부면과 소정의 간격을 갖도록 형성된 하부절연체(211)가 설치되며, 이런 하부절연체(211)와 상부전극(206)의 사이에는 상부석영판(212)이 설치된다. 이런 상부석영판(212)은 하부절연체(211)에 의해 상부전극(206)과 소정의 간격으로 구획된 부분에 설치된다. 이렇게 상부로부터 순차적으로 적층 배치된 상부절연체(210), 상부전극(206) 및 상부석영판(212)은 하부절연체(211)에 의해 지지된다.

그리고, 하부절연체(211)의 일측 하부에는 하부절연체(211)를 지지하는 하부부재(213)가 설치되는데, 이런 하부부재(213)는 상부에 위치하는 상부부재(203)와 하부에 위치하는 챔버(202)에 각각 접하게 된다. 즉, 하부부재(213)와 상부부재(203)는 챔버(202)와 관통하여 형성되는 것으로서, 챔버(202)의 상부에 상부전극(206), 상부석영판(212) 및 기타 구성요소들이 배치될 수 있는 공간을 형성하는 공간형성부재의 역할을 한다. 이렇게 배치되는 하부부재(213)와 상부부재(203) 및 챔버(202)는 필요에 따라 서로 분리하거나 결합 가능하도록 구성되어 있다.

그리고, 하부부재(213)의 내부 일측에는 하부절연체(211)의 하부면에 접하도록 하부석영판(214)이 설치된다. 그리고, 하부절연체(211)에 의해 구획된 소정 간격의 공간, 즉, 상부석영판(212) 및 하부석영판(214)의 사이에는 제논가스 충전부(215)가 구비된다. 이런 제논가스 충전부(215)의 한 쪽에는 제논가스를 주입할 수 있는 제논가스 주입구(216)가 형성되고, 다른 쪽에는 제논가스를 배출하는 제논가스 배출구(217)가 형성되어 있다. 이렇게 구성된 제논가스 충전부(215)에서는 외부전원(204)으로부터 인가되는 전원이 전원연결부(205)와 연결되는 상부전극(206)에 인가되면 플라즈마 방전이 발생하고, 이렇게 발생된 제논 플라즈마로부터 172nm 파장의 엑시머 자외선이 조사된다.

또한, 하부석영판(214)의 하부에는 하부전극(218)이 설치되며, 이 하부전극(218)은 하부부재(213)와 연결되어 전기적으로 그라운드 처리된다. 이런 하부전극(218)은 조사되는 자외선의 투과율을 증가시키기 위하여 그물망 형태로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 하부전극(218)의 하부에는 하부부재(213)에 의해 지지되는 저면석영판(219)이 설치되어 하부전극(218) 및 하부석영판(214)을 지지한다.

또한, 챔버(202)의 일측에는 그 내부와 관통하게 산소가스 주입구(220)가 형성되어 있는데, 이런 산소가스 주입구(220)를 통해 유입되는 산소가스는 제논 플라즈마 발생시 조사되는 172nm 파장의 엑시머 자외선에 의해 오존 및 산소 레디컬이 발생하며, 이와 같이 발생한 오존과 산소 레디컬을 사용하여 기판홀더(201)에 의해 지지되는 기판(200)에 대한 세정 및 후처리 공정을 시행한다. 또한, 챔버(202)의 하부 일측에는 챔버(202)의 내부에 주입된 산소를 비롯하여 챔버(202)의 내부에서 발생된 오존, 산소 레디컬 및 반응부산물 가스를 배출하는 배기구(221)가 형성되어 있다.

또한, 하부부재(213)의 일측 및 타측에는 질소가스를 주입하고 배출할 수 있도록 질소가스 주입구(222) 및 질소가스 배출구(223)를 각각 형성되는데, 이런 질소가스 주입구(222)와 질소가스 배출구(223)는 그물망 형상의 하부전극(218)과 연결되어 있다. 즉, 질소가스 주입구(222)를 통해 주입된 질소가스는 그물망 형상의 하부전극(218)에 충전되는데, 이런 질소가스는 자외선 방전시 이물질 또는 오존 생성에 의한 하부석영판(214) 및 저면석영판(219)의 손상을 방지하고, 내부 온도 상승을 방지하는 효과가 있다. 이렇게 하부전극(218)에 충전되는 질소가스는 배출구(223)를 통해 외부로 배출된다.

그리고, 제논가스 주입구(216)에는 도면에는 도시되지 않았지만, 일정량의 제논가스를 제논가스 충전부(215)에 주입할 수 있도록 제논가스 유량계 및 다수의 밸브를 구비한 제논가스 공급장치가 설치되고, 제논가스 배출구(217)에는 제논가스 충전부(215)의 압력을 측정하는 압력게이지와 제논가스 충전부(215)의 압력을 일정하게 조절하기 위해 사용되는 압력조절기 및 다수의 밸브를 구비한 제논가스 압력제어장치가 설치되어 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 구성된 상부부재(203)와 하부부재(213)와 상부전극(206)과 상부석영판(212)과 제논가스 충전부(215)와 하부석영판(214)과 하부전극(218) 및 저면석영판(219)에 의해 자외선 방전장치(224)를 구성하게 된다. 그리고, 상부석영판(212)과 하부석영판(214) 및 저면석영판(219)은 각각 투명하다.

도 3은 도 2에 도시된 자외선 조사장치의 하부부재 저면에 구비된 투명한 저면석영판에 그물망 형태의 하부전극이 투영되는 것을 나타낸 것이다. 즉, 하부전극(218)을 그물망 형태로 함으로써 조사되는 자외선의 투과면적을 증가시키는 효과가 있다.

아래에서는, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 자외선 조사장치의 작동관계에대해 상세히 설명하겠다.

도 2에 도시된 바와 같이, 외부전원(204)으로부터 인가되는 전원이 전원연결부(205)와 연결되는 상부전극(206)에 인가되면 제논가스 충전부(215)에서 플라즈마 방전이 발생하고, 이렇게 발생된 제논 플라즈마로부터 172nm 파장의 엑시머 자외선이 조사된다. 이렇게 조사된 172nm 파장의 엑시머 자외선은 하부석영판(214)과 하부전극(218) 및 저면석영판(219)을 순차적으로 거쳐 챔버(202)의 내부로 조사된다. 그러면, 산소가스 주입구(220)를 통해 유입되는 산소가스가 172nm 파장의 엑시머 자외선에 의해 오존 및 산소 레디컬이 발생하며, 이와 같이 발생한 오존과 산소 레디컬을 통해 기판홀더(201)에 의해 지지되는 기판(200)에 대한 세정 및 후처리 공정이 수행된다. 이렇듯 챔버(202)의 내부에 주입된 산소를 비롯하여 챔버(202)의 내부에서 발생된 오존, 산소 레디컬 및 반응부산물 가스는 챔버(202)의 배기구(221)를 통해 외부로 배출된다.

상기와 같은 일련의 과정을 통해 동작하는 과정에서, 제논가스가 오염될 경우에는 제논가스 충전부(215)에 충전된 제논가스를 배출구(217)를 통해 배출하고 새로운 제논가스를 주입구(216)를 통해 주입함으로써 제논가스를 교체하고, 또한 제논가스 충전부(215)의 내부를 세정가스 등을 사용하여 세정한다. 이 때, 제논가스를 주입구(216)를 통해 주입하고 배출구(217)를 통해 배출함으로써 제논가스 충전부(215)내의 제논가스를 연속적으로 교체하면서 사용할 수도 있다.

그리고, 석영판(212, 214, 219)의 표면오염 및 손상이 발생할 경우에는 챔버(202)와 하부부재(213) 및 상부부재(203)를 서로 분리한 후 오염 또는 손상된석영판을 세정 또는 연마하여 재사용 가능하다.

<제2 실시예>

본 발명의 제2 실시예에 따른 자외선 조사장치는 대면적 디스플레이용 기판에 적용할 수 있도록 자외선 방전장치를 다수개 설치한다는 점을 제외하고는 제1 실시예의 자외선 조사장치와 동일하다. 그러므로, 동일하거나 유사한 구성요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자외선 조사장치의 구성요소들을 도시한 개략도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자외선 조사장치에는 자외선 방전장치가 다수개 설치되어 있다. 즉, 본 발명의 자외선 조사장치는 상부부재(403)와 하부부재(413)와 상부전극(406)과 상부석영판(412)과 제논가스 충전부(415)와 하부석영판(414)과 하부전극(418) 및 저면석영판(419)으로 구성되는 자외선 방전장치가 다수개 설치되어 있다.

이렇게 다수개의 구성요소들을 각각 설치하기 위해, 상부부재(403)에는 일정 간격을 두고 다수의 격막(422)이 형성되고, 하부부재(413)에도 상부부재(403)의 격막(422)과 대응하는 다수의 격막(423)이 형성된다.

상기 상부전극(406)은 상부부재(403)의 측면과 격막(422) 및 상부부재(403)의 격막(422)들의 사이에 각각 위치하는데, 상부전극(406)과 상부부재(403) 및 그 격막(422)의 사이에는 상부전극(406)을 전기적으로 절연하는 상부절연체(410)가 각각 삽입 설치되어 있다. 또한, 상부전극(406)의 내부에는 상부전극(406)에서 각각 발생되는 열을 냉각하기 위하여 냉각수 주입구와 배출구를 구비한 냉각수 유동라인(409)이 각각 형성되어 있다.

그리고, 상부석영판(412)과 제논가스 충전부(415)와 하부석영판(414)과 하부전극(418) 및 저면석영판(419)은 하부부재(413)의 측면과 격막(423) 및 하부부재(413)의 격막(423)들의 사이에 순차적으로 위치하는데, 하부부재(413) 및 그 격막(423)과 상부석영판(412) 및 제논가스 충전부(415)의 사이에는 하부절연체(411)가 각각 설치되어 있다. 이 때, 하부절연체(411)는 상부석영판(412)을 지지할 수 있도록 구성되어 있어, 상부석영판(412)과 그 상부에 위치하는 상부전극(406)을 지지한다.

그리고, 하부부재(413)의 격막(423)에는 제논가스 충전부(415)에서 조사된 자외선이 기판에 고르게 조사될 수 있도록 역삼각형 형상인 반사면(421)이 각각 형성되어 있다. 이런 반사면(421)에 의해 그 상부에 각각 위치하는 제논가스 충전부(415)와 하부석영판(414)과 하부전극(418) 및 저면석영판(419)이 지지된다.

그리고, 제논가스 충전부(415)는 서로가 연통하는 통로(420)가 형성되어 있어, 제논가스 주입구(416)를 통해 주입된 제논가스가 다수의 제논가스 충전부(415)를 순차적으로 거쳐 제논가스 배출구(417)를 통해 배출된다. 하부전극(418) 또한 서로가 연통하게 형성되어 있어서, 질소가스 주입구(422)를 통해 주입된 질소가스가 그물망 형태로 구성된 다수의 하부전극(418)을 순차적으로 거쳐 질소가스 배출구(423)를 통해 배출된다.

도 5는 도 4에 도시된 대면적 디스플레이용 기판에 적용 가능한 자외선 조사장치의 하부부재 저면에 구비된 투명한 저면석영판에 그물망 형태의 하부전극이 투영되는 것을 나타낸 것이다. 즉, 하부전극(418)을 그물망 형태로 함으로써 조사되는 자외선의 투과면적을 증가시키는 효과가 있다.

앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 자외선 조사장치는 제1 실시예의 자외선 조사장치와 동일한 과정을 통해 작동하고, 제논가스를 교체하고 석영판을 세정 또는 연마하여 사용하는 것도 제1 실시예와 동일한 과정을 통해 수행한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 자외선 조사장치는 필요에 따라 방전가스를 교체하고 또한 방전가스의 유동라인을 세정함으로써 조사되는 자외선의 강도를 특정값 이상으로 유지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 자외선 조사장치는 자외선 방전장치의 석영판이 손상될 경우 해당 석영판을 분리한 후 세정 또는 연마처리하여 재사용할 수 있어 자외선 방전장치의 사용시간을 연장할 수 있을 뿐만 아니라, 소모품을 사용하지 않기 때문에 유지비용을 현저히 절감하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 자외선 조사장치에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims

일측에 산소를 공급하는 산소가스 주입구가 형성되고 하부에 배기구가 형성된 챔버와, 상기 챔버 내에 배치되어 세정 및 후처리 공정이 일어나는 기판을 지지하는 기판홀더 및, 오존과 산소 레디컬을 통해 상기 기판을 세정 및 후처리 하도록 엑시머 자외선을 조사하는 자외선 방전장치를 포함하는 자외선 조사장치에 있어서,

상기 자외선 방전장치는,

상기 챔버와 관통하여 상기 챔버의 상부에 일정 공간을 형성하며, 상기 챔버와 분리 또는 결합가능한 공간형성부재와; 상기 공간형성부재에 설치되는 전원연결부와 연결되어 외부전원으로부터 인가되는 전원을 공급받는 상부전극과; 상기 상부전극의 하부에 위치하는 상부석영판과; 상기 상부석영판의 하부에 위치하고, 방전가스를 교체할 수 있도록 방전가스 주입구와 배출구를 구비하며, 엑시머 자외선을 발생시키는 방전가스 충전부와; 상기 방전가스 충전부의 하부에 위치하는 하부석영판과; 상기 하부석영판의 하부에 위치하며, 외부에서 주입되는 질소가스가 유동할 수 있는 하부전극 및; 상기 하부전극의 하부에 위치하는 저면석영판을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제1항에 있어서, 상기 공간형성부재는 상기 챔버와 분리 또는 결합가능하게 챔버의 상부에 배치되는 하부부재와, 상기 하부부재와 관통하며 하부부재와 분리 또는 결합가능하게 상기 하부부재의 상부에 배치되어 상부면을 밀봉하는 상부부재로 구성된 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제1항에 있어서, 상기 상부전극의 내부에는 냉각수 주입구와 배출구를 구비한 냉각수 유동라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제2항에 있어서, 상기 상부전극과 상부부재의 사이에는 전기적 절연체가 설치되는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제2항에 있어서, 상기 하부부재는 전기적으로 그라운드 처리되는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제1항에 있어서, 상기 하부전극은 그물망 형태인 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 방전가스 주입구에는 일정량의 방전가스가 상기 방전가스 충전부에 주입되도록 제어하는 방전가스 공급장치가 설치되고, 상기 방전가스 배출구에는 상기 방전가스 충전부의 압력을 측정하고 일정하게 조절하는 방전가스 압력제어장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
일측에 산소를 공급하는 산소가스 주입구가 형성되고 하부에 배기구가 형성된 챔버와, 상기 챔버 내에 배치되어 세정 및 후처리 공정이 일어나는 기판을 지지하는 기판홀더 및, 오존과 산소 레디컬을 통해 상기 기판을 세정 및 후처리 하도록 엑시머 자외선을 조사하는 자외선 방전장치를 포함하는 자외선 조사장치에 있어서,

상기 자외선 방전장치는,

상기 챔버와 관통하여 상기 챔버의 상부에 일정 공간을 형성하고, 상기 챔버와 분리 또는 결합가능하며, 일정 간격을 두고 다수의 격막이 형성된 공간형성부재와; 상기 공간형성부재의 측면과 격막 및 상기 공간형성부재의 격막들의 사이에 각각 위치하며, 일정 간격을 두고 상기 공간형성부재에 설치되는 각각의 전원연결부와 연결되어 외부전원으로부터 인가되는 전원을 각각 공급받는 다수의 상부전극과; 상기 상부전극의 하부에 각각 위치하는 다수의 상부석영판과; 상기 상부석영판의 하부에 각각 위치하고, 양 측단에 형성된 방전가스 주입구 및 배출구를 통해 방전가스를 교체할 수 있도록 서로 연통되어 있으며, 엑시머 자외선을 각각 발생시키는 다수의 방전가스 충전부와; 상기 방전가스 충전부의 하부에 각각 위치하는 다수의 하부석영판과; 상기 하부석영판의 하부에 각각 위치하며, 외부에서 주입되는 질소가스가 유동할 수 있도록 서로 연통되어 있는 다수의 하부전극 및; 상기 하부전극의 하부에 각각 위치하는 다수의 저면석영판을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제8항에 있어서, 상기 공간형성부재는 상기 챔버와 분리 또는 결합가능하게챔버의 상부에 배치되며, 일정 간격을 두고 다수의 격막이 형성된 하부부재와; 상기 하부부재와 관통하고, 하부부재와 분리 또는 결합가능하게 상기 하부부재의 상부에 배치되어 상부면을 밀봉하며, 상기 하부부재의 격막과 대응하는 위치에 격막이 각각 형성된 상부부재로 구성된 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제9항에 있어서, 상기 하부부재의 격막에는 반사면이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제10항에 있어서, 상기 반사면은 역삼각형 형상인 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제8항에 있어서, 상기 상부전극의 내부에는 냉각수 주입구와 배출구를 구비한 냉각수 유동라인이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제9항에 있어서, 상기 상부전극과 상부부재의 사이에는 전기적 절연체가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제9항에 있어서, 상기 하부부재는 전기적으로 그라운드 처리되는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제8항에 있어서, 상기 하부전극은 각각 그물망 형태인 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제8항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 방전가스 주입구에는 일정량의 방전가스가 상기 방전가스 충전부에 주입되도록 제어하는 방전가스 공급장치가 설치되고, 상기 방전가스 배출구에는 상기 방전가스 충전부의 압력을 측정하고 일정하게 조절하는 방전가스 압력제어장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.