KR101448798B1 - 분할 전극을 가진 유전 장벽 방전 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광량 조절이 원활하면서도 최대 효율을 유지할 수 있고, 공진주파수의 매칭이 용이하면서 최대 효율을 유지할 수 있는 유전 장벽 방전 램프를 제공한다.
본원의 제1 발명에 따른 분할 전극을 가진 유전 장벽 방전 램프 장치는, 직류를 교류로 변환하는 인버터; 상기 인버터의 출력단자와 병렬접속되는 복수의 스위치를 포함하고, 상기 복수의 스위치 중 일부 또는 전부를 전기적으로 연결할 수 있는 개별전원 접속부; 상기 개별전원 접속부를 통해 인가되는 상기 인버터의 교류 출력 전압을 2차측으로 전달하는 변압부; 상기 변압부의 출력단자와 접속되는 유전 장벽 방전 램프를 포함하고, 상기 유전 장벽 방전 램프는, 복수 개의 제1 전극이 상호 절연되어 형성되는 분할 전극면; 상기 개별 절연 전극면의 타면에 형성되는 제2 전극면을 포함하고, 상기 제1 전극은 투광창과 그물 형태의 도전체를 포함한다.

Description

분할 전극을 가진 유전 장벽 방전 램프{DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE LAMP HAVING DIVISIONAL ELECTRODE}

본 발명은 자외선을 방사하는 유전 장벽 방전 램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 복수개의 개별 전극을 가진 유전 장벽 방전 램프에 관한 것이다.

종래, 유전 장벽 방전 램프는, 예를 들면 반도체 장치의 제조 공정 및 액정 기판 제조 공정 등에 있어서, 세정 처리, 에싱(ashing) 처리 및 성막 처리 등의 자외선을 조사함으로써 행해지는 표면 처리의 자외선 조사원으로서 이용되고 있다.

또한, 금속, 유리, 그 외의 재료로 이루어진 피처리체에 파장 200nm 이하의 진공 자외광을 조사함으로써, 진공 자외광 및 이것에 의해 생성되는 오존의 작용에 의해 피처리체를 처리하는 기술, 예를 들면, 피처리체의 표면에 부착된 유기 오염 물질을 제거하는 세정 처리 기술이나, 피처리체의 표면에 산화막을 형성하는 산화막 형성 처리 기술이 개발되어 실용화되고 있다.

진공 자외광을 조사하는 장치로서는, 예를 들면, 유전 장벽 방전에 의해 유전 장벽 분자를 형성하고, 그 유전 장벽 분자로부터 방사되는, 예를 들면, 파장 170nm 부근의 광을 이용하는 유전 장벽 방전 램프를 광원으로서 구비하는 것이 이용되고 있다. 이러한 유전 장벽 방전 램프에 있어서는, 보다 고강도의 자외선을 효율적으로 방사하기 위해서 많은 시도를 하고 있다.

즉, 유전 장벽 방전 램프의 메커니즘은 주입 가스의 압력, 램프 내부 패스의 형상, 전극간의 거리, 유전체의 종류, 램프 내부 방전 전후의 회로 특성에 따라 결정되는데, 유전 장벽 방전 램프의 등가회로는 도 1과 같다. 따라서, 최대 효율을 나타내기 위하여 전원과 램프의 임피던스 매칭을 이루어야 하고, 램프 전원장치의 동작 주파수가 등가회로의 임피던스 값에 따른 공진 주파수와 같을 때 최대 광량을 출력할 수 있다.

한편, 유전 장벽 방전 램프는 사용 용도에 따라 광량을 조절할 필요가 있다. 예컨대, 광량을 50% 또는 100%로 조절할 필요가 있다.

그런데, 도 1의 종래기술에 따른 유전체 배리어 방전 램프와 같이, 투광창 전체를 하나의 전극으로 형성하면, 입력전력을 50% 또는 100%로 조절하여야 한다. 이 경우, 아크가 불균일하게 발생하여 방전이 불안정해지며, 조도가 불균일하고, 이에 따라 최대 효율을 유지할 수 없다는 문제가 있다.

등록특허 10-0717704호 유전체 배리어 방전 램프 등록특허 10-1175387호 엑시머 램프

본 발명은 광량 조절이 원활하면서도 최대 효율을 유지할 수 있는 유전 장벽 방전 램프를 제공한다.

또한, 본 발명은 공진주파수의 매칭이 용이하면서 최대 효율을 유지할 수 있는 유전 장벽 방전 램프를 제공한다.

본원의 제1 발명에 따른 분할 전극을 가진 유전 장벽 방전 램프 장치는, 직류를 교류로 변환하는 인버터; 상기 인버터의 출력단자와 병렬접속되는 복수의 스위치를 포함하고, 상기 복수의 스위치 중 일부 또는 전부를 전기적으로 연결할 수 있는 개별전원 접속부; 상기 개별전원 접속부를 통해 인가되는 상기 인버터의 교류 출력 전압을 2차측으로 전달하는 변압부; 상기 변압부의 출력단자와 접속되는 유전 장벽 방전 램프를 포함하고, 상기 유전 장벽 방전 램프는, 복수 개의 제1 전극이 상호 절연되어 형성되는 분할 전극면; 상기 개별 절연 전극면의 타면에 형성되는 제2 전극면을 포함하고, 상기 제1 전극은 투광창과 그물 형태의 도전체를 포함한다.

바람직하게는, 상기 인버터의 동작 주파수는 상기 유전 장벽 방전 램프의 임피던스 값에 따른 공진 주파수이다.

바람직하게는, 상기 복수 개의 제1 전극 중 일부에 전력이 공급되는 경우의 상기 인버터의 동작 주파수는 상기 복수 개의 제1 전극 전부에 전력이 공급되는 경우의 상기 인버터의 동작 주파수와 다르다.

또한, 본원의 제2 발명에 따른 분할 전극을 가진 유전 장벽 방전 램프는, 복수 개의 제1 전극이 상호 절연되어 선택적으로 스위칭 가능하게 형성되는 분할 전극면; 상기 분할 전극면의 타면에 형성되는 제2 전극면을 포함하고, 상기 제1 전극은 투광창과 도전체를 포함하고, 상기 복수 개의 제1 전극 중 일부에 전력이 공급되는 경우의 인버터의 동작 주파수는 상기 복수 개의 제1 전극 전부에 전력이 공급되는 경우의 상기 인버터의 동작 주파수와 다른 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 투광창에 배치된 도전체는 그물 형태, 스트라이프 형태, 방사 형태, 및 육각 형태 중 어느 하나이다.

본 발명의 유전 장벽 방전 램프에 따르면, 광량 조절이 원활하면서도 최대 효율을 유지할 수 있고, 공진주파수의 매칭이 용이하면서 최대 효율을 유지할 수 있다. 또한, 최대 효율을 유지하면서도 광량을 선택적으로 줄일 수 있기 때문에 자외선에 의한 손상을 줄일 수 있어 램프의 수명이 증가될 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 유전 장벽 방전 램프 모식도, 및
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유전 장벽 방전 램프 장치이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유전 장벽 방전 램프 장치이다.

본 발명의 일실시예에 따른 유전 장벽 방전 램프 장치는, 직류 전원(210), 인버터(220), 개별전원 접속부(230), 변압부(240), 분할 전극면(250), 및 접지 전극면(260)을 포함한다.

직류 전원(210)은 상용 교류 전원을 정류하여 생성될 수 있다.

인버터(220)는 두쌍의 스위칭소자(S1, S3)(S2, S4)를 번갈아 스위칭함으로써 직류 전원(210)을 소정의 교류 전압으로 변환한다. 여기서, 인버터의 스위칭 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어부는 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 당연한 사항이므로 생략하기로 한다.

개별전원 접속부(230)는 두개의 스위치(231, 232) 중 적어도 하나를 턴온시키는 방식으로 인버터(220)의 교류 출력 전압을 후단에 전달한다. 여기서, 개별전원 접속부(230)의 스위치(231, 232)는 기계식의 릴레이일 수 있으며, 릴레이는 도시되지 않은 제어부로부터 출력되는 릴레이 제어 신호에 따라 제어된다.

변압부(240)는 개별전원 접속부(230)를 통해 인가되는 인버터(220)의 교류 출력 전압을 이용하여 2차측으로 전달한다.

본 발명의 일실시예에 따른 분할 전극면(250)에는 램프의 일면에 두 개의 개별 전극이 서로 절연되어 형성될 수 있다. 두 개의 개별 전극은 솔리드부(251), 그물 형태의 도전체(252), 투광창(253), 및 솔리드부(254)로 형성되고, 투광창(253)의 면적은 특별히 한정되지 않지만, 0.5cm2 이상인 것이 바람직한바, 이 정도면, 자외선 강도를 측정하기에 충분한 자외선이 투광창(253)으로부터 얻어질 수 있다. 투광창(253) 부분에는 그물 형태의 도전체(253)가 배치되고, 그물 형태의 도전체(253)는 투광창 주위의 솔리드부(251, 254)와 전기적으로 연결된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 투광창에 배치된 도전체의 형상은 그물 형태에 한정되지 않으며, 예컨대, 스트라이프형, 방사형, 육각형 등의 형상일 수 있다.

또한, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 개별 절연 전극면에는 램프의 일면에 세개 또는 네개의 개별 전극이 서로 절연되어 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 접지 전극면(260)에는 램프의 타면에 하나의 접지 전극이 형성될 수 있다. 접지 전극은 솔리드부(261), 그물 형태의 도전체(262), 투광창(263), 및 솔리드부(264)로 형성되고, 투광창(263)의 면적은 특별히 한정되지 않지만, 0.5cm2 이상인 것이 바람직한바, 이 정도면, 자외선 강도를 측정하기에 충분한 자외선이 투광창(263)으로부터 얻어질 수 있다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

210: 직류 전원
220: 인버터
230: 개별전원 접속부
240: 변압부
250: 분할 전극면
260: 접지 전극면

Claims (5)

1. 직류를 교류로 변환하는 인버터(220);
   상기 인버터의 출력단자와 병렬접속되는 복수의 스위치를 포함하고, 상기 복수의 스위치 중 일부 또는 전부를 전기적으로 연결할 수 있는 개별전원 접속부(230);
   상기 개별전원 접속부를 통해 인가되는 상기 인버터의 교류 출력 전압을 2차측으로 전달하는 변압부(240);
   상기 변압부의 출력단자와 접속되는 유전 장벽 방전 램프를 포함하고,
   상기 유전 장벽 방전 램프는,
   복수 개의 제1 전극이 상호 절연되어 형성되는 분할 전극면(250);
   상기 개별 절연 전극면의 타면에 형성되는 제2 전극면(260)을 포함하고,
   상기 제1 전극은 투광창(253)과 도전체(252)를 포함하며,
   상기 복수 개의 제1 전극 중 일부에 전력이 공급되는 경우의 상기 인버터의 동작 주파수는 상기 복수 개의 제1 전극 전부에 전력이 공급되는 경우의 상기 인버터의 동작 주파수와 다른 것을 특징으로 하는 분할 전극을 가진 유전 장벽 방전 램프 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 인버터의 동작 주파수는 상기 유전 장벽 방전 램프의 임피던스 값에 따른 공진 주파수인 분할 전극을 가진 유전 장벽 방전 램프 장치.
   
3. 삭제
4. 복수 개의 제1 전극이 상호 절연되어 선택적으로 스위칭 가능하게 형성되는 분할 전극면(250);
   상기 분할 전극면의 타면에 형성되는 제2 전극면(260)을 포함하고,
   상기 제1 전극은 투광창(253)과 도전체(252)를 포함하고,
   상기 복수 개의 제1 전극 중 일부에 전력이 공급되는 경우의 인버터의 동작 주파수는 상기 복수 개의 제1 전극 전부에 전력이 공급되는 경우의 상기 인버터의 동작 주파수와 다른 것을 특징으로 하는 분할 전극을 가진 유전 장벽 방전 램프.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 투광창에 배치된 도전체는 그물 형태, 스트라이프 형태, 방사 형태, 및 육각 형태 중 어느 하나인 분할 전극을 가진 유전 장벽 방전 램프.
   

Images