KR100462750B1 - 자외선 조사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 자외선에 의한 반응생성물이 창부재에 부착하지 않고 자외선 방사 강도의 저하를 방지하여 이 반응생성물에 의한 먼지의 발생을 방지하기 위한 것으로, 용기(1) 내부에 유전체 배리어 방전 램프(2)가 배치되고 상기 용기(1)에 상기 유전체 방전 램프(2)로부터 방사되는 자외선을 빼내는 창부재(3)가 형성되어 이루어진 자외선 방사장치에 있어서, 상기 창부재(3)를 100。C 이상으로 가열하는 가열수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치에 관한 것이다.

Description

자외선 조사장치{Ultraviolet light irradiation apparatus}

본 발명은, 유전체 배리어 방전 램프로부터 방사되는 자외선과, 이 자외선에 의해 동시에 발생하는 오존에 의해 건식 세정하기 위한 자외선 조사장치에 관한 것이다.

종래부터 자외선 광원을 이용한 자외선 조사장치에 의한 건식 세정기술이 알려져 있고, 이 자외선 조사장치에 의해 액정이나 반도체 분야에서는 광 어싱이나 정밀광 세정을 행하고 있었다.

이와 같은 자외선 조사장치는 종래부터 자외선 광원으로서 253.7nm나 184.9nm 파장의 자외선을 양호하게 방사하는 저압 수은 램프나 중압 수은 램프가 사용하고 있다.

그리고, 반도체나 액정 디바이스를 처리하는 경우, 유기용제, 산, 알칼리 등의 각종 약품이 사용되고 있기 때문에 이들 약품이 기화하여 유리해 있는 것이 많다. 이들 약품 중에는 자외선을 흡수하고 그 광 에너지로 분해해서 다른 약품과 반응하여 반응생성물을 생성하는 것이 있으며, 일례로서, 유화수소 3암모니아(NH₄)H(SO₄)₂나 유산 암모니아(NH₄)₂SO₄가 생성된다.

이와 같은 반응생성물은 클린 룸 내에서 미세한 먼지로서 대류하고, 이 미세한 먼지가 모이면, 제조 프로세스에 악영향을 미치는 원인이 되는 경우가 있었다.

한편, 최근, 전술한 수은램프 대신, 이와 같은 자외선 조사장치의 자외선 광원으로서 광 에너지가 강하게 단일 파장을 효율 좋게 방사하는 유전체 배리어 방전 램프를 이용하게 되었다.

유전체 배리어 방전 램프를 자외선 광원으로서 사용한 자외선 조사장치는 유전체 배리어 방전 램프를 대기와 이간시키기 위해 밀폐된 용기내에 배치하고, 이 유전체 배리어 방전 램프로부터 방사된 자외선은 자외선 용기의 일부에 설치된 창부재를 투과하여 비처리물에 조사되는 것이다.

그러나, 유전체 배리어 방전 램프를 사용한 자외선 조사장치는 자외선을 투과하기 위한 창부재를 가지고 있어, 전술한 반응생성물이 대류해서 이 창부재에 부착한다고 하는 문제가 있었다.

창부재에 반응생성물이 부착하는 이유는 유전체 배리어 방전 램프는 점등시, 램프의 표면온도가 약 70。C정도로 저온이 되기 때문에, 램프로부터 방사되는 복사열에 의해 창부재를 충분히 가열할 수 없고, 창부재에 접근해 온 반응생성물이 창부재로부터의 복사열에 의해 분해되지 않아, 직접 창부재에 부착해 버리는 현상에 의한 것이다.

이 결과, 창부재에 부착한 반응생성물에 의해, 자외선의 투과율이 저하하고, 조사 영역 내의 자외선 강도가 불균일하게 된다고 하는 문제가 있었다.

또한, 비처리물의 처리불량이나 처리얼룩이 발생해서, 제품의 수율이 낮아지게 된다고 하는 문제가 있었다.

그리고 창부재에 부착한 반응생성물의 퇴적이 많아진 경우, 창부재로부터 이 반응생성물이 이간하여 큰 먼지가 되어 클린 룸인 처리환경을 오염시킨다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 이상과 같은 사정에 의한 것으로, 그 목적은 자외선에 의한 반응생성물이 창부재에 부착하지 않게 함으로써 자외선 방사강도의 저하를 방지하고, 이 반응생성물에 의한 먼지의 발생을 방지할 수 있는 자외선 조사장치를 제공하는 것에 있다.

도1은 본 발명의 자외선 조사장치의 설명도이다.

도2는 가열수단으로서 후막(厚膜) 히터를 사용한 창부재의 설명도이다.

도3은 가열수단으로서 마이크로 히터를 사용한 창부재의 설명도이다.

도4는 가열수단으로서 백열전구를 사용한 창부재의 설명도이다.

도5는 창부재의 온도에 따른 반응생성물의 부착에 의한 자외선 투과율의 변화를 도시하는 실험 데이타이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 용기

2 : 유전체 배리어 방전 램프

3 : 창부재

4 : 반사경

5 : 백열전구

H1 : 후막(厚膜) 히터

H2 : 선 형상 히터

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항1 기재의 자외선 조사장치는 용기내부에 유전체 배리어 방전 램프가 배치되고, 상기 용기에 상기 유전체 배리어 방전 램프로부터 방사되는 자외선을 빼내는 창부재가 형성되어 이루어진 자외선 조사장치에 있어서,

상기 창부재를 100。C 이상으로 가열하는 가열수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항2 기재의 자외선 조사장치는 청구항1 기재의 자외선 조사장치에 있어서, 특히, 상기 가열수단은 자외선 조사장치내 에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항3 기재의 자외선 조사장치는 청구항2 기재의 자외선 조사장치에 있어서, 특히, 상기 가열수단은 창부재의 표면에 형성된 후막 히터인 것을 특징으로 한다.

청구항4 기재의 자외선 조사장치는 청구항2 기재의 자외선 조사장치에 있어서, 특히, 상기 가열수단은 창부재의 표면에 형성된 선 형상 히터인 것을 특징으로 한다.

청구항5 기재의 자외선 조사장치는 청구항2 기재의 자외선 조사장치에 있어서, 특히, 전기 가열수단은 백열전구인 것을 특징으로 한다.

도1은, 본 발명의 자외선 조사장치의 설명도이다.

스텐레스제 용기(1)의 내부에는 자외선을 방사하기 위한 유전체 배리어 방전 램프(2)가 다수 배치되어 있고, 용기(1)의 전방에는 자외선을 투과하기 위한 석영유리로 이루어진 창부재(3)가 배치되어 있다.

그리고, 이 창부재(3)의 자외선 조사장치 내측에는 이 창부재(3)를 100。C 이상으로 가열하는 가열수단(H)이 형성되어 있다. 그리고, 가열수단(H)은 후에 상세히 설명한다.

그리고, 이 용기(1)는 밀폐되어 있고, 유전체 배리어 방전 램프(2)는 대기와 이간되어 있고, 용기(1)내에는 유전체 배리어 방전 램프(2)로부터 방사되는 광에 대해 투과성의 불활성체, 예를들면 질소, 아르곤, 네온 등의 가스가 충만되어 있다.

이 유전체 배리어 방전 램프(2)는 방전용 가스로서 250 토르의 크세논 가스가 봉입되어 있고, 발광하는 부분의 표면적 1㎠당 입력전력이 0.2W이며, 파장 172nm에 최대치를 가지는 자외선이 효율 좋게 방사되는 것이다.

4는 유전체 배리어 방전 램프(2)로부터 방사되는 자외선을 효율 좋게 창부재(3) 방향으로 방사시키는 반사경이다.

다음에, 가열수단에 대해 설명한다.

<가열수단1>

도2에 도시되어 있는 것 같이, 창부재(3)의 자외선 조사장치 내측, 구체적으로는 유전체 배리어 방전 램프측의 표면에 후막 히터가 형성되어 있다.

이 후막 히터(H1)는 전도성 발열 페이스트를 창부재(3)에 스크린 인쇄하여 500。C로 30분간 소성한 것이다.

그리고, 이 후막 히터(H1)의 발열량은 1.9KW이다.

<가열수단2>

도3은 도시되어 있는 것 같이, 창부재(3)의 자외선 조사장치 내측, 구체적으로는 유전체 배리어 방전 램프측의 표면에 선 형상 히터인 마이크로 히터(H2)가 형성되어 있다.

이 마이크로 히터는 스텐레스제의 미세관에 그 미세관을 따라 니크롬선으로 이루어진 발열체를 배치하여 미세관과의 사이를 고순도의 마그네슘 분말로 충전한 선 형상 히터이고, 굴곡가능한 히터이다.

그리고, 이 마그네슘은 외부 직경 1.6mm, 길이 40m, 발열량은 약 4KW이다.

가열수단인 후막 히터나 선 형상 히터를 창부재(3)의 자외선 조사장치 내측, 구체적으로는 유전체 배리어 방전 램프측의 표면에 형성하는 이유는, 각각의 히터에 직접, 비처리물의 처리시에 발생하는 기체약품의 접촉을 방지하여 히터의 열화를 방지하거나 혹은 히터 바로 아래에 히터 자신에 의한 그림자를 만들지 않도록 하는 것에 있다.

또, 후막 히터나 선 형상 히터를 창부재(3)의 표면에 직접 형성하는 것에 의해, 효율 좋게 창부재(3)를 가열할 수 있다.

<가열수단3>

도4에 도시되어 있는 것 같이 용기(1)의 내부에, 인접하는 유전체 배리어 방전 램프(2) 사이에 할로겐 백열전구(5)를 배치한다.

이 경우는, 백열전구로부터 방사된 적외선에 의해, 창부재(3)가 가열되는 경우이다.

이와 같이, 가열수단으로서 백열전구를 이용하면, 전술한 후막 히터나 선 형상 히터에 비해 자외선 조사장치의 제조가 간단해 지는 것과 동시에, 창부재에 자외선을 차폐하는 것이 완전하게 존재하지 않기 때문에, 조사되는 자외선 강도의 균일성이 더욱 좋게 되는 것이다.

그리고, 본 실시예에서 백열전구는 양단 봉지형 500W, 25A의 할로겐 램프를 사용한 것이다.

다음에, 도1의 자외선 조사장치에 도2에 도시하는 바와 같이 창부재에 후막 히터를 형성한 경우, 창부재의 온도에 의한 부착물의 상태를 살펴본 실험을 행했다. 결과를 도5에 도시하였다.

도5에서 세로축은 창부재에서 파장 172nm의 광 투과율을 도시한 것으로 창부재의 온도가 상승함에 따라 투과율이 크게 되고, 이 때문에 창부재의 온도의 온도가 높아짐에 따라 창부재에 부착되어 있었던 반응생성물은 분해하여 창부재로부터 이간하기 시작하여 창부재가 100。C가 되면, 반응생성물이 없어지게 되는 것을 알게 되었다. 또한, 창부재가 100。C가 되면, 반응생성물은 창부재에 접근한 것만으로 그 복사열에 의해 분해되어 창부재에 부착하지 않는 것을 알게 되었다.

이 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 창부재를 100。C 이상으로 가열하는 것에 의해 반응생성물의 창부재의 부착을 방지하고, 자외선 방사 강도의 저하를 방지할 수 있어, 반응생성물에 의한 먼지의 발생을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 자외선 조사장치는, 가열수단으로 창부재를 100。C 이상으로 가열하기 때문에, 유기용제, 산, 알칼리 등의 각종 약품에 의한 자외선 반응생성물이 창부재에 부착하는 것을 방지할 수 있고, 자외선 방사 강도의 저하를 방지할 수 있으며, 반응생성물에 의한 먼지의 발생을 방지할 수 있다.

또, 가열수단이 자외선 조사장치내에 설치되어 있기 때문에, 유기용제, 산, 알칼리 등의 각종 약품에 의한 열화가 일어나지 않는다.

가열수단으로서 후막 히터나 선 형상 히터를 이용해서 직접 창부재의 표면에 형성함으로써 각각의 히터에서 발생하는 열에 의해 직접 창부재가 가열되기 때문에효율 좋게 창부재를 가열할 수 있다.

가열수단으로서 백열전구를 사용하는 것에 의해 제조가 간단해지고, 또한 자외선 강도의 균일성을 더욱 좋게 할 수 있음과 동시에 창부재를 가열할 수 있다.

Claims (5)

1. 불활성 가스가 충만한 용기내부에 유전체 배리어 방전 램프가 배치되고, 상기 용기에 상기 유전체 배리어 방전 램프로부터 방사되는 자외선을 빼내는 창부재가 형성되어 이루어진 자외선 조사장치에 있어서,

   상기 창부재를 100℃ 이상으로 가열하는 히터가 상기 창부재의 램프측 표면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 히터는 창부재의 표면에 형성된 후막 히터인 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 히터는 창부재의 표면에 형성된 선 형상 히터인 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
5. 삭제