KR102300306B1 - 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사소스로부터 발생된 방사선을 정확한 표적으로 전달할 수 있게 한 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치에 관한 것으로, 방사선은 타겟에 조사하는 장치로, 원자, 이온 또는 분자 스펙트럼 라인 방사선를 방출하는 방사소스; 및 상기 이송도관을 통과한 방사선을 타겟에 전달하는 전달노즐을 포함하고, 상기 타겟 주위 환경과 같은 환경의 가스를 제공하는 가스공급채널을 포함한다.

Description

스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치{DEVICE FOR THE GENERATION AND TRANSPORT OF SPECTRAL LINE RADIATION}

본 발명은 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치에 관한 것으로, 방사소스로부터 발생된 방사선을 정확한 표적으로 전달할 수 있게 한 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치에 관한 것이다.

방사선은 방사성붕괴에 의해 방출되는 입자가 만드는 빔으로, 의료기술이나 반도체 제조 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.

특히, 가스 방전 플라즈마 또는 레이저와 같은 다양한 소스에서 발생할 수 있는 이 스펙트럼적으로 좁은 방사선은 방사선의 자기 흡수 및 재 방출(방사선 트래핑이라고 알려진 프로세스)에 의해 노출될 대상으로 효율적으로 전달되고, 방사선 트래핑은 방사선을 방향적으로 재분배함에 따라 선 방사선을 생성하는 데 사용된 것과 동일한 유형의 가스에 잠길 때 또는 다른 소스 방사선이 있을 때 대상 위, 뒤 또는 대상 내부의 틈새, 구멍 또는 비아로 효율적으로 전달된다.

이러한 방사선을 이용한 기술에는 다양한 것이 있고, 그 예로 특허문헌 1 내지 4가 있다.

특허문헌 1은 고에너지 전자빔을 생성하기 위한 복수의 전자가속기; 및 진공 타겟 챔버, 타겟 및 복수의 입력 연결장치를 포함하는 공통 타겟유닛을 구비하고, 상기 복수의 전자가속기는 복수의 입력 연결장치와 각각 연결되고, 복수의 입력 연결장치는 진공 타겟 챔버의 일측에 장착되고, 타겟은 진공 타겟 챔버의 복수의 입력 연결장치와 대향하는 타측에 장착되며, 복수의 입력 연결장치의 축선은 전자가속기에 의해 생성된 X선장을 평탄화시키도록 둘씩 서로 예정된 협각을 이루며 한 점에서 교차하는 평탄화 X선 방사선장을 생성하는 장치이고,

특허문헌 2는 구조물에 대한 방사선 투과검사를 수행하는 장치에 있어서: 피검사물의 일측에 상부타겟과 하부타겟을 지지하는 타겟수단; 피검사물의 타측 상방향에서 주행하는 메인대차 상에 거리측정기와 방사선원을 구비하는 조사수단; 피검사물의 타측 하방향에서 주행하는 서브대차 상에 거리측정기와 디텍터를 구비하는 검출수단; 및 타겟수단, 조사수단, 검출수단을 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 구조물의 방사선 투과검사 장치이며,

특허문헌 3은 일단이 개구되고, 내측에 진공 챔버가 형성되는 하우징; 원통형의 형상으로 이루어져 하우징의 내측에 설치되고, 하우징을 향해 전자빔이 입사되도록 전면부에 전자빔투입홀이 형성되는 내부케이스; 하우징의 개구된 일단을 덮도록 하우징에 고정 설치되는 커버플레이트; 커버플레이트와 내부케이스를 각각 관통하도록 설치되는 회전축과, 회전축을 회전시키기 위한 모터를 구비하는 구동부; 및 회전축에 결합되어 일방향으로 회전하도록 구성되고, 입사된 전자빔과 충돌해 서로 다른 에너지를 갖는 방사선을 형성하는 방사선 발생 표적을 포함하며, 커버플레이트에는, 전자빔투입홀과 중첩되는 위치에 방사선조사홀이 형성되며, 방사선조사홀을 통해 방사선 발생 표적으로부터 생성된 방사선이 지나도록 이루어지는 타겟 장치이며,

특허문헌 4는 동위원소 생산 케이블 조립체를 갖는 방사선조사 표적 취급 장치에 있어서, 원자로 노심 내에 센서들을 삽입 및 인출하기 위해 사용되는 케이블 구동 시스템을 위한 기존의 원자로 구동 메커니즘을 위한 구동 메커니즘 필요사항과 호환가능하도록 구성된 구동 케이블 ―구동 케이블은 원자로의 노심 내의 플럭스 심블 내로 삽입되도록 구성된 일 단부 근방에서 구동 케이블의 축방향 길이 둘레에 감겨진 나선형으로 권취된 자체동력식 방사선 검출기를 가지며, 자체동력식 방사선 검출기의 길이는 나선체의 단부부터 단부까지 최소 축방향 길이로 사전선택된 신호 출력을 제공하기에 충분하며, 그에 따라 자체동력식 방사선 검출기는 원자로 노심 내의 자체동력식 방사선 검출기 위치에서 원자로 플럭스를 나타내는 출력을 제공하여, 구동 케이블의 일 단부 근방에서 구동 케이블에 의해 지지되는 표적 물질의 축방향 위치를 최적화함― 과 ; 구동 케이블의 일 단부에 부착된 퀵 디스커넥트 커플링의 암형 단부 또는 수형 단부 중 하나와; 표적 홀더 요소 케이블 조립체의 일 단부에 퀵 디스커넥트 커플링의 암형 단부 또는 수형 단부중 다른 하나를 가지며, 암형 또는 수형 단부중 하나에 부착 또는 분리되도록 구성된 표적 홀더 요소케이블 조립체를 가지며, 표적 홀더 요소 케이블 조립체는 구동 케이블이 플럭스 심블을 통해 삽입 및 인출될 때표적 물질을 확고히 유지하도록 구성된 표적 물질 지지 구획을 갖는 방사선조사 표적 취급 장치이다.

이와 같이 다양한 방사선 이용기술이 개발되고 있으나, 정확한 표적으로 방사선을 보내는 데 한계가 있는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2016-0083847호 대한민국 공개특허 제10-2020-0025188호 대한민국 등록특허 제10-2075467호 대한민국 공개특허 제10-2019-0019213호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 소스로부터 발생된 방사선을 정확한 표적으로 전달할 수 있게 한 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치는 방사선은 타겟에 조사하는 장치로, 원자, 이온 또는 분자 스펙트럼 라인 방사선를 방출하는 방사소스; 및 상기 방사소스에서 방출된 방사선을 타겟에 전달하는 전달노즐을 포함하고, 상기 타겟 주위 환경과 같은 환경의 가스를 제공하는 가스공급채널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방사소스로부터 방출된 방사선을 전달노즐에 전달하는 이송도관을 더 포함한다.

상기 방사소스는 플라즈마장치, 레이저장치 또는 발광 다이오드 중 어느 하나일 수 있다.

상기 방사소스와 이송도관 중 적어도 어느 하나에는 투과창이 더 설치될 수 있다.

상기 방사소스의 안쪽벽에는 반사판이 더 설치되는 것이 바람직하다.

상기 이송도관의 내벽은 방사소스에 의해 방출되는 스펙트럼 라인 방사의 파장에서 높은 반사 특성을 갖는 것이 바람직하다.

상기 전달노즐은 인클로저, 오리피스 및 컵 중 하나가 될 수 있다.

상기 장치의 일측에는 표시기를 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치는 방사소스로부터 발생된 방사선을 정확한 표적으로 전달할 수 있게 하는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 가스 방전 플라즈마 또는 레이저와 같은 다양한 소스에서 발생할 수 있는 스펙트럼적으로 좁은 주파수 대의 방사선이 자기 흡수 및 재 방출 에 의해 노출 될 대상(타겟)으로 효율적으로 전달될 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 방사선 트래핑이 방사선을 방향적으로 재분배함에 따라 방사선은 선 방사선을 생성하는 데 사용된 것과 동일한 유형의 가스에 잠길 때 또는 다른 소스 방사선이 있을 때 타겟 위, 뒤 또는 대상 내부의 틈새, 구멍 또는 비아에 효율적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 본 발명은 좁은 자외선 또는 더 짧은 방사선에 물체를 효율적으로 노출시킬 수 있으며, 생물체와 무생물의 박테리아를 죽이거나 반도체 제조에 사용되는 표면 및 박막의 화학 구조를 수정하는 장치에도 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치의 일예의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치의 다른 일예의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치의 또 다른 일예의 사시도
도 4는 본 발명에 따른 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치의 또 다른 일예의 사시도
도 5는 본 발명에 따른 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치의 또 다른 일예의 사시도
도 6은 본 발명에 따른 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치의 또 다른 일예의 사시도
도 7은 본 발명에 따른 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치에 표시기를 사용한 상태의 사시도

본 발명은 다양한 변경을 가하여 실시할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명을 통해 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.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 방사소스로부터 방출된 방사선을 정확하고 원하는 영역에 조사할 수 있다.

본 발명에 따른 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치는 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 방사선은 타겟(100)에 조사하는 장치로, 원자, 이온 또는 분자 스펙트럼 라인 방사선를 방출하는 방사소스(11 ~ 61); 및 상기 방사소스로부터 방출된 방사선을 타겟에 전달하는 전달노즐(13 ~ 63)을 포함하고, 상기 타겟 주위 환경과 같은 환경의 가스를 제공하는 가스공급채널(13c ~ 53c)을 포함한다.

상기 방사소스(11 ~ 61)는 도시한 바와 같이 통체 형상을 이루고, 상기 방사소스로부터 방출된 방사선을 전달노즐(13 ~ 63)에 전달하기 위한 이송도관(12 ~ 62)가 연결되어 있다.

상기 방사소스(11 ~ 61)는 다양한 형태로 제작될 수 있으며, 그 예로는 플라즈마장치, 레이저장치 또는 발광 다이오드 중 어느 하나가 될 수 있다.

상기 방사소스가 플라즈마인 경우 정상 전기장, 진동 전기장, 또는 진동 전기장과 인가된 자기장의 조합에 의해 구동되는 방전을 포함하고, 이들의 이후 조합은 헬리콘, 전자 사이클로트론 또는 이온 사이클로트론 공명을 통해 플라즈마 밀도를 향상시킬 수 있다.

상기 방사소스와 이송도관 중 적어도 어느 하나에는 투과창(11w ~ 61w, 12w, 42w, 52w)이 더 설치될 수 있다.

상기 투과창(11w ~ 61w, 12w, 42w, 52w)들은 도 1, 3, 4 및 6에 도시한 바와 같이 방사소스의 출구측에 설치된 소스투과창(11w ~ 61w)과, 도 1, 2 및 4에 도시한 바와 같이 이송도관의 출구측에 설치된 도관투과창(12w, 42w, 52w)으로 구분되고, 이들은 모두가 설치될 수 있다.

상기 투과창은 I-VII 족 화합물, II-VII 족 화합물 그룹으로 구성된 군에서 선택된 물질이거나, II-VI 화합물, III-V 족 화합물, IV-VI 족 화합물 및 이들 그룹의 혼합물로 만들어질 수 있다

상기 투과창은 CaF, LiF, MgF, c-Al2O3, 다이아몬드, 이들의 조합, 또는 전자기 스펙트럼의 가시 범위에 있는 것보다 더 높은 방사 주파수에서 또는 일반적으로 300nm 미만의 파장범위를 투과하는 기타 재료로 만들 수 있다.

상기 투과창은 수 나노미터에서 수 밀리미터 범위의 두께를 갖는 투명한 재료로 만들 수 있다.

또한 상기 방사소스의 안쪽벽에는 반사판(11r)이 더 설치될 수 있다.(도 1참조)

상기 반사판(11r)은 평면 또는 기하학적 모양의 거울 또는 일련의 거울 형상을 방사소스 어셈블리에 추가하여 방사소스에서 방출되는 스펙트럼 라인 방사선이 투과창을 향하고 이송도관으로 반사하여 초점을 맞출 수 있다.

상기 이송도관은 방사소스로부터 방출된 방사선을 전달노즐롤 전달하는 길의 역할을 하는 것으로,길이는 필요에 따라 수 밀리미터에서 수 미터가 될 수 있고, 강성을 갖거나 또는 프렉시블할 수 있다.

상기 이송도관의 내벽은 방사소스에 의해 방출되는 스펙트럼 라인 방사의 파장에서 높은 반사 특성을 갖는 것이 바람직하다.

이를 위해 상기 이송도관 자체를 높은 반사 특성을 갖는 재질로 제작하거나, 내벽에 반사특성을 갖는 재질을 도포할 수 있다.

상기 전달노즐(13 ~ 63) 중에는 어느 하나의 전달노즐(33)은 도 3에 도시한 바와 같이 오리피스 형태로 만들어질 수 있고, 다른 예의 전달노즐은 도 4에 도시한 바와 같이, 인클로저일 수 있으며, 다른 예의 전달노즐(53)은 도 5에 도시한 바와 같이 컵이 될 수 있다.

상기 가스공급채널(13c ~ 53c)은 고진공에서 대기압에 이르는 압력에서 이송도관의 내부에 가스를 공급하기 위한 것으로, 도 1, 2, 4 및 5에 도시한 바와 같이 전달노즐 측에 설치하거나, 도 3 및 6에 도시한 바와 같이 방사소스의 출구 측에 설치할 수 있다.

가스는 노블가스 및 기타 가스의 혼합물, 및 노블가스 및 기타 가스의 여기된 혼합물로부터 생성된 분자의 그룹에서 선택된 원소를 포함할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치를 보다 구체적으로 설명하되, 설명의 순서는 도면을 도시 순서에 따라 이루어지고, 중복되는 구성요소에 대하여는 설명을 생략한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치는 방사소스, 이송도관, 전달노즐을 기본적인 구성요소로 하고 있으며, 방사소스, 이송도관, 전달노즐의 일부 구조적 차이 또는 다른 구성요소와의 관계를 고려하여 서로 다른 부호로 표시하였다.

먼저 도 1에 도시한 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치를 구성하는 방사소스(11)는 좁은 주파수 분포의 전자기 방사선을 생성한다. 즉 플라즈마에 의해 생성되는 다중 주파수 및 레이저에 의해 생성되는 다중 주파수와 같이 레이저에 의해 생성된 것과 같은 스펙트럼 라인 방사선을 생성한다.

바람직하게 플라즈마 장치는 구성 원자, 분자 및 그 이온 내의 전자 전이로부터 발생하는 스펙트럼 라인 방사선(spectral line radiation)의 높은 플럭스를 생성하고, 특정 파장을 중심으로 또는 좁은 파장 범위에 걸쳐 높은 에너지 변환 효율을 갖는다.

플라즈마는 소위 직류 방전과 같이 가스에 일정한 전기장을 가함으로써 생성 될 수 있다.

보다 바람직하게는 프라즈마는 헬리콘 방전, 전자 사이클로트론 공명 방전, 이온 사이클로트론 공명 방전, 또는 그 변형과 같이 가스에서 전자 또는 이온의 운동을 공명적으로 향상시키는 안정된 자기장의 존재하에 가스에 진동 전기장을 적용함으로써 공진적으로 플라즈마 방전을 발생시킬 수 있다.

상기 이송도관(12)은 방사소스(11)에서 발생하는 스펙트럼 라인 방사선을 전달노즐(13)로 이송한다.

상기 이송도관은 대기압에서 또는 더 바람직하게는 대기압 이하의 압력 특히 방사소스(11)와 동일한 조성의 가스로 채워진다.

상기 이송도관은 벽이 방사선에 의한 손실을 최소화하기 위해 내벽에 반사 박막이 코팅 될 수 있다.

또한 상기 이송도관(12)은 단단하거나 바람직하게는 가요성을 갖는 것이다.

상기 이송도관(12)으로 들어가는 스펙트럼 라인 방사선은 가스의 원자, 분자 또는 이온으로부터 반복적으로 흡수 및 재 방출된다.

방사선 트래핑(radiation trapping)으로 알려진이 프로세스는 달리 허용된 것보다 더 먼 거리에 걸쳐 스펙트럼 라인 방사선을 전송할 수 있다.

스펙트럼 라인 방사선 트래핑에서 전자적으로 여기 된 원자 또는 이온은 전자적으로 여기 된 상태와 전자 접지 상태 사이의 전자 전이에서 발생하는 스펙트럼 라인 방사선을 방출한다.

방사선이 전자 접지 상태인 동일한 원자 또는 이온을 만나면 흡수 될 확률이 높아져 원자 또는 이온이 전자적으로 여기된 상태로 올라간다. 이 흡수 원자 또는 이온은 이제 다른 위치에서 방사선을 다시 방출할 수 있지만 반드시 흡수한 방사선의 방향을 따라야하는 것은 아니다.

따라서 이 프로세스는 스펙트럼 라인 방사선이 그림자가 있는 물체 주위로 이동되게 하고 원래 한 방향을 따라 이동 했음에도 불구하고 스펙트럼 라인 방사선이 3차원으로 확산되게 한다.

이러한 방사선 확산은 수송 도관이 임의의 형태로 구부러지고 매우 높은 종횡비를 갖게 한다.

이송도관(12)의 가스의 밀도와 온도에서 적절하게 선택되면 이 방사선의 연속적인 흡수, 재 방출 및 재 흡수가 벽에 의한 복사의 누출 및 손실과 같은 경쟁 프로세스 또는 충돌을 통해 이스펙트럼 라인과 관련된 에너지를 원자 또는 이온의 다른 전자 상태로 전달하는 것보다 더 가능성이 높다.

대안으로, 이송도관(12)이 스펙트럼 라인 방사선의 주파수에서 충분히 반사되는 벽을 가지고 있는 경우, 고진공 하에서 밀봉될 수 있으며, 위에서 언급한 방사 트래핑 메커니즘은 스펙트럼 라인의 전송에 필요하지 않는다.

일 실시 예에서, 방사소스(11)는 스펙트럼 라인 방사선의 투과를 허용하는 소스투과창(11w)에 의해 이송도관(12)으로부터 분리된다.

상기 소스투과창(11w)은 CaF, LiF, MgF, c-Al2O3, 다이아몬드, 이들의 조합 또는 기타 물질로 만들어 질 수 있으며, 이는 전자기 스펙트럼의 가시 범위보다 높은 방사 주파수(일반적으로 300nm 미만)에서 투과하는 것이 바람직하다.

특정 주파수 범위의 방사선이 방사소스(11)에서 이송도관(12)으로 선택적으로 통과하도록 소스투과창 표면에 박막 코팅을 적용 할 수 있다.

또한, 선택적으로 평면 또는 기하학적 모양의 반사판(11r) 또는 일련의 거울을 방사소스 어셈블리에 추가하여 방사소스에서 방출되는 스펙트럼 라인 방사선이 소스투과창(11w)을 향하고, 이송도관으로 반사되도록 초점을 맞출 수 있다.

또한 이송도관의 단부에는 소스투과창(11w)의 창과 동일한 특성을 갖는 도관투과창(12w)을 더 구비할 수 있다.

상기 도관투과창(12w)은 서로 다른 압력을 갖는 전달노즐(13)로부터 이송도관을 분리한다.

상기 방사소스와 이송도관과 내의 가스는 가스공급채널(13c)과 출구(13o)를 통해 타겟(100)을 향한다.

전달노즐(3) 내부에서, 소스투과창(11w)을 통해 투과된 스펙트럼 라인 방사선은 출구(13o)와 타겟(100) 사이의 영역을 높은 스펙트럼 라인 방사선으로 주입하는 스펙트럼 라인 방사 트래핑 메커니즘의 결과로 확산되고, 주파수 및 단파장(일반적으로 300nm 미만) 방사선 트래핑 메커니즘은 또한 미세한 틈새, 구멍 및 기공을 포함하여 표적 주변과 내부의 좁은 공간에 주입될 수 있다.

상기 출구(13o)는 단일 오리피스이거나 층류를 생성하고 타겟(100) 주위에 존재하는 주변 환경을 변위시키기 위해 다수의 오리피스 일 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 장치를 사용하면 에너지 스펙트럼 라인 방사선은 생성, 전송 및 고효율로 대상 영역으로 전달할 수 있다.

본 발명에 따른 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치의 다른 예는 상기한 장치와 같이 3개의 고유 구성으로 이루어진다.

도 2에 도시된 다른 실시 예에서, 스펙트럼 라인 방사소스(21)은 이송도관(22)에 직접 결합된다.

상기 방사소스(21) 및 이송도관(22)은 압력 및 가스 조성의 동일한 조건하에 있다.

상기 전달노즐(33)은 이송도관에 연결되고 도관투과창(22w)에 의해 분리된다.

상기 전달노즐(33)은 위에서 설명한 전달노즐(13)과 동일한 조건에서 작동하며, 가스공급채널(23c)과 출구(23o)가 형성되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이 구성된 장치는 자화된 공진 방전 플라즈마와 같이 극히 낮은 압력 조건에서 작동하는 스펙트럼 라인 방사소스의 사용에 적합하다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예로, 스펙트럼 라인 방사소스(31)은 소스투과창(31w)에 의해 이송도관(32)으로부터 분리된다.

상기 이송도관(32)의 방사소스(31)와 연결되는 부분에는 가스공급채널(32c)이 형성되어 있다.

상기 방사소스(31)에서와 동일한 조성의 가스는 가스공급채널(32c)을 통해 공급되고, 전달노즐(33)을 통해 표적(100)을 향해 이송도관을 통해 흐른다.

상기 전달노즐(33)은 도 3에 도시한 바와 같이 오리피스의 형태로 이루어질 수 있다.

도 4는 또 다른 일예의 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치로, 이송도관(42)의 단부에 가스공급채널(43c)을 통해 공급되는 가스로 채워진 인클로저(enclosure)(43) 또는 반 인클로저로 구성된다.

상기 인클로저(43)에는 타겟(100)이 삽입되어 이송도관(42)에서 확산되는 스펙트럼 라인 방사선에 노출된다.

상기 인클로저(43)의 환경은 주로 가스공급채널(43c)을 통해 공급되는 가스로 구성되며 대기압 이상 또는 대기압 이하일 수 있다.

상기 이송도관(42)을 통과하는 스펙트럼 라인 방사선은 스펙트럼 라인 방사 트래핑 메커니즘을 통해 인클로저(43)로 확산되어 인클로저 내의 체적을 균일하게 주입하여 인클로저(43)에 스펙트럼 라인 방사선의 균일한 플럭스를 생성한다.

상기 인클로저(43) 또는 반 인클로저는 배치 또는 연속 처리 모드로 개체를 삽입 할 수 있도록 포트(ports)로 구성 될 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치의 방사소스(41)는 방사소스와 인클로저(43) 사이에 창이 있거나 없을 수 있고, 이송도관이 없이 방사소스가 적접 인클로저에 장착될 수 있으며, 이러한 구성은 노출될 대상 또는 물체를 향하여 로의 원자선 방사의 가능한 가장 높은 플럭스를 허용한다.

상기 인클로저(43) 내부의 물체 또는 표적은 표면이 고주파, 단파장 스펙트럼 선 방사에 노출되는 이점을 누릴 수 있는 모든 물체가 될 수 있다. 즉, 무기 물질 또는 물질 일 수도 있고, 신체 말단이나 기타 신체 부위를 포함한 생물학적 물질 일 수도 있다.

상기 인클로저(43)에 직접 삽입 할 수 없는 신체의 말단인 경우, 도 5에 도시한 바와 같이 컵(53)으로 외부 주변 환경과 격리 할 수 있다.

도 5에서 컵(53)은 이송도관(52)에서 방출되는 스펙트럼 라인 방사선에 노출되는 타겟(100) 및 주변 공기는 방사소스(51)에 사용된 것과 동일한 유형의 가스로, 양압 변위 또는 진공을 통해 변위된다.

방사소스(51)에서 생성된 원 자선 방사선은 컵(53)으로 확산되어 체적과 신체 부위 또는 치료할 기타 물체에 공급된다.

상기 컵(53)의 일측에는 가스공급채널(53c)를 구비할 수 있다.

이하 상기와 같이 구성된 봉 발명의 장치의 적용 예에 대하여 설명한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치는 치과 분야에서 사용될 수 있고, 강렬한 고주파수 또는 단파장 스펙트럼 선을 대상 영역에 전달하는 데 사용할 수 있다.

이 실시 예에서, 장치는 소스투과창(61w)에 의해 이송도관(62)으로부터 분리된 방사소스(61)로 구성된다.

상기 방사소스(61)에서 사용된 동일한 소스 가스는 이송도관의 일측에 형성된 가스공급채널(62c)을 사용하여 이송도관(62)으로 도입된 후, 루멘(lumen)(63)을 통해 빠져 나가고, 양변위(positive displacement)에 의해 주변 및 내부의 공기를 대체한다.

이 예에서 대상 영역인 타겟(100)은 인간 또는 포유류의 치아와 잇몸 사이의 영역이 될 수 있다.

상기 방사소스(61)에 의해 생성된 스펙트럼 라인 방사선은 이송도관(62)을 통해 스펙트럼 라인 방사 전송 메커니즘을 통해 타겟(100)의 근접 영역으로 전송된다.

스펙트럼 라인 방사선과 노출된 표적 표면 사이의 상호 작용은 스펙트럼 라인 방사선에 노출된 모든 박테리아가 빠르게 사멸된다는 점에서 치료 및 소독 이점이 있다.

환자 간의 교차 오염을 방지하기 위해 루멘(63)은 교환 가능한 일회용 부품을 사용하고, 이송도관에서 분리 할 수 있다.

본 발명의 장치는 의학 분야에서 대상 영역인 타겟(100)에 스펙트럼 방사선를 전달하는 데 사용될 수 있고, 타겟(100)이 되는 대상 영역은 체액 주입 또는 체액 제거용 바늘들과 같이 날카로운 물체가 관통할 사람 또는 동물 신체 부분 일 수 있다.

위의 실시예에서, 주사 전 신체 부위의 노출은 주사 전 신체 부위의 틈새, 구멍 또는 기공에 존재하는 박테리아 또는 기타 병원체를 죽여 주사 과정 자체가 병원균을 침투하지 않게 하여야 한다.

주사 전에 신체가 얼마나 많은 방사선에 노출되는지 이해를 돕기 위해 도 7에 도시한 바와 같이 일회용 표시기(indicator)(70)을 사용할 수 있다.

이때 표시기(70)은 들어오는 스펙트럼 라인 방사선과 반응할 때 스펙트럼 라인 방사선에 노출된 영역이 표시되도록 설계되고, 신체 부분에 적용될 수 있다.

상기 표시기(70)의 일예는 스펙트럼 라인 방사선에 대한 노출에 비례하여 색상을 변경하도록 설계된 화합물을 포함 할 수 있다.

이러한 표시기(70)은 토러스(torus) 모양 또는 노출될 표면의 토폴로지(topology)에 적합한 다른 모양을 가질 수 있다.

이 실시 예에서 토러스 형 표시기의 색상 변화는 미리 결정된 스펙트럼 라인 방사 플럭스에 노출된 토러스 내의 영역을 의미한다.

노출 후 컵(53)을 제거하고, 바늘로 토러스 내부 영역을 뚫을 수 있으며, 이렇게 함에 따라 바늘이 살아있는 병원균이나 박테리아를 체내로 유입하지 않게 할 수 있다.

수술이 완료되면 표시기(70)을 신체 조직에서 제거하고 환자 파일 또는 치료 기록의 일부로 폐기하거나 보관할 수 있으며, 이러한 준비는 조직 천자 전에 미리 설정된 수준으로 부위를 살균할 수 있게 하여 표면 병원체를 신체에 주입하여 병원 내 감염을 줄일 수 있다.

본 발명은 반도체 처리 분야에서도 사용될 수 있으며, 반도체 처리 분야에서 본 발명의 장치는 표면에 스펙트럼 라인 방사선의 높은 플럭스를 전달하는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 장치가 사용되는 표면은 프로세싱 챔버의 내부 벽 또는 웨이퍼 또는 프로세싱 기판의 표면일 수 있으며, 이러한 준비는 사전 세정 또는 세정 단계, 사전 또는 사후 증착, 사전 또는 사후 에칭, 박막 접착 촉진, 유기 잔류 물 제거, 박막 또는 기타 표면의 화학적 결합 변경으로 사용될 수 있다.

스펙트럼 라인 방사선 전달의 등방성 특성으로 인해 대상 종횡비(feature aspect ratio)에 관계없이 채널 또는 비아와 같은 기판의 마이크로미터 또는 나노미터 크기 구조를 포함하여 인클로저 내의 가장 작은 표면에 노출이 가능하다.

11, 21, 31, 41, 51, 61: 방사소스
11w, 21w, 31w, 41w, 51w, 61w: 소스투과창
11r: 반사판
12, 22, 32, 42, 52, 62: 이송도관
12w, 42w, 52w : 도관투과창
13, 23, 33: 전달노즐
13c, 23c, 32c, 43c, 53c: 가스공급채널
13o, 23c: 출구
43: 인클로저
53: 컵
63: 루멘(lumen)
70: 표시기
100: 타겟

Claims (10)

1. 방사선을 타겟에 조사하는 장치로,
   원자, 이온 또는 분자 스펙트럼 라인 방사선를 방출하는 플라즈마장치, 레이저장치 또는 발광 다이오드 중 어느 하나 인 방사소스;
   인클로저인, 오리피스 또는 컵으로 이루어지고, 상기 방사소스에서 방출된 방사선을 타겟에 전달하는 전달노즐;
   상기 타겟 주위 환경과 같은 환경이 되도록 가스를 제공하는 가스공급채널; 상기 방사소스로부터 방출된 방사선을 전달노즐에 전달하는 이송도관을 포함하고
   상기 방사소스와 이송도관 중 적어도 어느 하나에는 투과창이 더 설치되고,
   상기 방사소스의 안쪽벽에는 반사판이 더 설치된 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치에 있어서,
   상기 장치의 일측에는 들어오는 스펙트럼 라인 방사선과 반응할 때 스펙트럼 라인 방사선에 노출된 영역을 표시하는 일회용 표시기(indicator)를 더 구비하되
   상기 표시기는 스펙트럼 라인 방사선에 대한 노출에 비례하여 색상이 변경되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치.
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6. 제1항에 있어서,
   상기 이송도관의 내벽은 방사소스에 의해 방출되는 스펙트럼 라인 방사의 파장에서 높은 반사 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 방사선 발생 및 이송장치.
   
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