KR102440917B1 - 시간 제어된 작동을 위한 자외선 조사 장치 및 자외선에 의해 기판들을 조사하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자외선 및 W-방사선, 즉, 가시광선 및/또는 적외선 모두를 방출하는 하나 이상의 방사원, 조사되는 기판들을 이송하기 위한 이송 장치, 약 45°의 각으로 자외선을 반사하고 W-방사선을 투과하는 하나 이상의 파장-길이 선택 필터, 파장-길이 선택 필터에 의해 편향되지 않는 W-방사선의 광선-경로 내의 전파 방향에서 광학 필터의 다운스트림에 배열되는 적외선 흡수 수단을 구비하는 조사 장치로서, 상기 적외선 흡수 수단은 또한 가시광선 및 자외선을 흡수하는 수단으로 설계되고, 상기 조사 장치는 파장-길이 선택 필터를 방사원의 광선-경로 내부 및 외부로 유도하기 위한 이동 수단을 포함하는 조사 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 청구항 1항의 일반 기재에 의한 래커-층들(lacquer-layers)의 UV 교차 결합을 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법을 작동시키기 위한 조사 장치에 관한 것이다.
기판들에 적용되는 UV 교차 결합 래커는 경화되고 건조된다. 래커는 교차 결합에 대하여 유동적으로 존재하고, 기판 상에 적용된 이후에 급속히 고화될 수 있다.
자외선원은 대부분 방사선원이 사용되는데, 자외선, 가시광선 뿐 아니라 고율(high percentage)의 적외선(IR-radiation)을 방출한다. 적외선의 대부분은 고온 공정을 유도하는데, 이는 기판들을 자극하여 유해할 수 있다. 특히, 래커처리된 기판들이 플라스틱-물질 기판들인 경우, 통상의 조사를 적용하면 흔히 임계 온도에 도달한다. 일예로, ABS로 알려진 플라스틱 물질은 85℃의 온도가 초과될 수 없다.
DE 3529800에 의하면, 이러한 문제는 자외선원의 광선이 광선-선택 거울(ray-selecting mirror)을 통해 기판으로 유도되어, 기판이 편향된 자외선들에 배타적으로 노출되어, 광선들의 열 풍부 부분이 거울을 직선으로 통과하는 것에 의해 해결된다. 도 1은 각각의 종래 기술을 보여준다. 거울 후면 및 거울을 통과하는 광선의 열 풍부 부분 광선 코스 내에 냉각 장치가 적용된다. 이는 예를 들어, 케이싱(casing) 벽의 일부인 냉각 핀들(cooling fins)에 의해 구현될 수 있다.
또한, DE 3529800은 작동 정지가 발생할 때마다 가능하면 방사선원은 전원이 꺼지지 않는 문제점을 언급하였다. 이에 의해, 만일 광선-빔의 광학축에 대하여 45°의 각으로 배열되면, 거울은 90°로 선회가능하도록 구현되어, UV-방사는 작동 정지 상태로 간단하고 빠르게 전환될 수 있다. UV-방사 풍부 광선-빔은 이에 의해 180°로 전환되어 조사 장치의 케이싱 벽에 부딪친다. 그럼에도 불구하고, 이는 거울이 특정 방식으로 구현되어야만 한다는 결점을 갖는다. 거울은 UV 반사층의 일측 또는 양측에 제공될 수 있다. UV 반사층이 기판의 양측에 제공되면, 이 층에 의해 항상 가시 광선 및/또는 적외선의 일부가 반사된다는 것이 고려되어야 한다. 이는 특히 서로 다른 충돌각들을 갖는 거울 표면상의 방사 충돌인 경우에 특히 그러하다. 따라서, 양면 UV 반사층을 갖는 경우, 비-UV 광선들의 일부는 증가하고, 원하지 않은 자외선의 광선-경로로 반사되어 기판 상에 충돌된다.
만일 거울 기판의 일측에만 UV 반사층이 적용되면, 타측 상의 가시 광선 및 적외선을 위한 UV 반사층은 넓은 충돌각 범위로 선택되어야 한다. 이 경우에, UV-조사를 실질적으로 흡수하지 않는 특정 물질이 거울 기판 물질로 선택되어야 한다. 그렇지 않으면, 기판의 이중 침투로 인하여, 초과 자외선이 흡수되고 거울은 손상될 수 있다. 또한, 이러한 이유로 인하여, 방사원은 반전압으로 작동되는 것이 바람직한 것이 DE 3529800에 개시된다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어, 석영 유리와 같은 이러한 UV-방사 비-흡수 물질들은 고비용이다. 이는 특히 큰 장치들에 관련된다.
본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 문제점을 최소한으로 줄이고 바람직하게는 완전히 제거하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 상기 과제는 도 1에 도시된 조사 장치와 달리 냉각 배열(6)이 부가적으로 자외선 흡수 배열로 조정(tailored)된다. 본 발명에 의하면, 만일 기판들의 UV-조사가 방해되면, 거울은 조사의 광선-경로를 벗어나 제거된다. 이는 예를 들어, 조사의 광선-경로 밖에 위치된 축에 대하여 거울이 회전하는 것에 의해 구현될 수 있다.
이러한 방식으로 거울을 돌리는 것이 가능하여, 거울 기판의 모서리들만이 조사되거나 조사는 매우 큰 충돌각으로 기판 표면에 충돌되고, 대부분 반사되지만 큰 충돌각으로 인해 거의 편향되지 않는다.
거울 기판은 자외선 흡수 물질로 형성될 수 있고 또한 거울 기판의 일측에만 UV 반사 코팅이 적용되는 것이 가능하며, 바람직하게는 거울 기판의 타측에는 반사 방지층이 제공된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 거울 기판의 모서리들은 적어도 일부 충돌 조사를 차단(흡수 또는 반사하여)하는 수단을 구비하여 제공된다.
조사되는 구현 기판들의 다른 바람직한 형태는 클록 방식(clocked manner)으로 이송 배열에 의해 조사 장치로 공급된다. 이에 의해, 만일 공급 단계 동안에 기판들이 조사를 위해 위치되는 UV-조사 영역이 방해되는 경우에 특히 이롭다. 이는 클록화되어 구현될 수 있을 뿐 아니라 바람직하게는 거울의 선회(swiveling)에 의해 언급된 공급과 동기화(synchronized)될 수 있다.
본 발명의 다른 구현 형태에 의하면, 거울은 UV-조사되는 동안 진동 운동(oscillating movement)하여, 기판의 균일한 조사를 얻을 수 있다.
본 발명은 실시예에 의해 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 종래 기술에 의한 조사 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 기판-조사 모드(substrate-irradiating mode)에서의 조사 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 공급 모드(feeding mode)에서의 조사 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 기판-조사 모드(substrate-irradiating mode)에서의 조사 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 공급 모드(feeding mode)에서의 조사 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 이송 배열(3)을 구비한 조사 장치(10)를 도시한 도면으로, 이의 캐리어는 이중 스핀들 캐리어(spindle carrier)로 구현된다. 그럼에도 불구하고, 명확성을 위하여 스핀들(5,7) 상에서 처리되도록 제공되는 기판들은 도시되지 않았다. 본 실시예에서, 조사 장치(1)는 자외선(점선 화살표로 도시) 뿐 아니라 가시 광선 및 적외선을 생성하는 두 개의 방사원들(radiation sources)(9,11)을 포함한다. 다음과 같이, 가시 광선 및 적외선은 통상 열-풍부 방사(W-방사)(실선 화살표로 도시)로 언급된다. 본 실시예에서, 방사원들(9,11)은 단일 평면 내에서 상호 교차되는 비-편향 광선으로 배향된다. 이러한 교차 평면에 자외선 및 W-방사선을 흡수하는 흡수 플레이트(absorber plate)(17)가 제공된다. 바람직하게, 두 개의 방사원들(9,11)은 흡수 플레이트가 존재하지 않는 것으로 가정하여 이들의 방사에 의해 상호 조사되도록 배향된다.
방사원들부터 흡수 플레이트로의 광선-경로들 내에, 파장-길이 선택 거울(13,15)이 각각 제공된다. 거울들은 방사원들의 광축에 대하여 45°기울어, 본래의 광선-경로에 대하여 90°반사된다. 거울들(13,15)은 자외선을 반사시키고 실질적인 부분, 바람직하게 W-방사선의 대부분을 투과시킨다. 이러한 거울들은 예를 들어, 광학 간섭 필터들에 의해 구현될 수 있다. 이는 통상 BK7 유리(BK7 glass)를 포함할 수 있는 거울 기판의 일측에 UV-반사기 및 W-방사선 투과기를 제공하고, 타측에 광대역 반사-방지 코팅을 제공하는 것이 특히 유리하다. 양자 모두 간섭을 나타내는 다층 박막들에 의해 구현될 수 있다.
스핀들(5,7)은 90°편향되는 자외선의 광선-경로 내로 공급된다. 따라서, 방사원들(9,11)이 스위칭-온(switched-on)되는 동안, W-방사선은 편향되지 않고, 거울들(13,15)을 통해 흡수 플레이트로 이송된다. 반대로, 자외선은 거울에서의 반사에 의해 스핀들 상에 배열된 기판 상으로 유도된다. 스핀들은 통상 회전가능한 스핀들로 구현되어 UV-조사 동안 각각의 충돌 영역들내로 각각의 기판들을 회전시킬 수 있다. 실시예에서, 거울들(13,15)은 거울 표면상의 법선(normal)과 다르고, 반사된 방사선 및 비-반사된 방사선의 광축들에 의해 규정되는 평면 내에 놓이는 축 둘레로 작은 진폭(예를 들어, 1°)으로 진동된다. 이에 의해, UV-조사의 균일성이 증가된다.
UV-조사를 종결하기 위해, 거울들(13,15)은 비-반사된 방사선의 광축들이 거울 표면에 평행한 배향으로 선회된다. 이는 바람직하게는 방해받지 않은(undisturbed) 방사원의 광선-경로 밖에 위치된 축 둘레로 구현된다. 이러한 방식으로, 자외선의 대부분은 편향되지 않고 흡수 플레이트쪽으로 전파되어 그곳에서 흡수된다. 각각의 경우가 도 3에 도시된다. 이 경우에, 이미 UV-조사된 스핀들들은 이송 배열에 의해 제거되고 새로운 스핀들들이 계속 조사되어, 조사 영역 내로 이송될 수 있다. 거울들을 원래의 배향으로 역선회시키는 것에 의해 새로운 조사 시퀀스(irradiation sequence)가 시작된다.
본 발명의 바람직한 구현예의 형태에 의하면,
- 자외선 뿐 아니라 W-방사선, 즉, 가시광선 및/또는 적외선을 방출하는 하나 이상의 방사원, 및
- 조사되는 공급 기판들에 대한 이송 배열(transport arrangement), 및
- 45°의 각으로 자외선을 반사하고 W-방사선을 투과하는 하나 이상의 파장-길이 선택 필터(wave-length selective filter)
- 파장-길이 선택 필터에 의해 편향되지 않는 W-방사선 광선-경로 내의 전파(propagation) 방향에서 광학 필터의 다운스트림(downstream)에 위치된 적외선 흡수 수단을 포함하는 조사 장치로서, 상기 적외선 흡수 수단이 또한 가시광선 및 자외선을 흡수하는 수단으로 조정되고(tailored), 상기 조사 장치는 파장-길이 선택 필터를 방사원의 광선-경로 내부 및 외부로 이동하기 위한 이동 수단을 포함하는 조사 장치가 개시된다.
이동 수단은 광선-경로 외부에 놓인 축 둘레로 필터를 회전시키도록 구현될 수 있다.
파장-길이 선택 필터는 간섭 필터로 구현될 수 있다.
일 구현예로서, 필터 기판의 일측에만 UV 반사층 시스템이 제공되고, 필터 기판의 타측에는 W-방사선에 대한 반사 방지층이 제공될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예의 형태에 의하면,
- 자외선 및 W-방사선을 방출하는 방사원을 제공하는 단계
- 파장-길이 선택 필터를 통해 W-방사선을 투과하고 파장-길이 선택 필터에서 자외선을 반사하는 수단에 의해 W-방사선으로부터 자외선을 분리하는 단계
- 파장-길이 선택 필터에 의해 편향되지 않는 방사선을 흡수하는 흡수 수단(absorption means)을 제공하는 단계
- UV-조사를 위해 제공되는 영역 내로 기판들을 공급하는 단계
- 자외선에 의해 조사되는 기판을 제거하는 단계를 포함하는 자외선에 의해 기판들을 조사하는 방법으로서, 기판들의 상기 공급 및/또는 제거 동안 자외선이 파장-길이 선택 필터에 의해 반사되지 않고 흡수 수단에 충돌되어 상기 흡수 수단들에 의해 흡수되는 방식으로 기판들의 상기 공급 및/또는 제거 이전에 파장-길이 선택 필터가 이의 국부 배향(local orientation) 및/또는 위치에 대하여 변화되는 것을 특징으로 하는 자외선에 의해 기판들을 조사하는 방법이 개시된다.
상기 방법에 의해, 언급한 기판들의 공급 및/또는 제거 동안 필터는 실질적으로 광선-경로에서 벗어나 이동된다.
필터는 언급한 광선-경로 외부에 위치된 축 둘레로의 회전에 의해 광선-경로에서 벗어나 이동될 수 있다. 방법은 일회 이상 및 시간 제어 방식으로 수행될 수 있다.
Claims (10)
- 자외선 및 가시광선과 적외선 중 하나 이상을 방출하는 하나 이상의 방사원(9,11),
조사되는 공급 기판들에 대한 이송 배열(transport arrangement)(3),
45°의 각으로 자외선을 반사하고 가시광선과 적외선 중 하나 이상을 투과하는 하나 이상의 파장-길이 선택 필터(wave-length selective filter)(13,15) 및
파장-길이 선택 필터(13,15)에 의해 편향되지 않는, 가시광선과 적외선 중 하나 이상의 광선-경로 내의 전파(propagation) 방향에서 파장-길이 선택 필터(13,15)의 다운스트림(downstream)에 위치된 적외선 흡수 수단(17)을 포함하는 조사 장치(1)로서, 상기 적외선 흡수 수단(17)이 또한 가시광선 및 대부분의 자외선을 흡수하는 수단으로 조정되고(tailored), 상기 조사 장치(1)는 파장-길이 선택 필터(13,15)를 방사원(9,11)의 광선-경로 내부 및 외부로 이동하기 위한 이동 수단(movement means)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조사 장치(1).
- 제 1항에 있어서, 상기 이동 수단은 광선-경로 외부에 위치된 축 둘레로 파장-길이 선택 필터(13,15)를 회전시키는 것을 특징으로 하는 조사 장치(1).
- 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 파장-길이 선택 필터(13,15)는 간섭 필터로 조정되는 것을 특징으로 하는 조사 장치(1).
- 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 기판의 일측에만 UV 반사층 시스템이 제공되는 것을 특징으로 하는 조사 장치(1).
- 제 4항에 있어서, 상기 기판의 타측에는 가시광선과 적외선 중 하나 이상에 대한 반사 방지층(anti-reflex layer)이 적용되는 것을 특징으로 하는 조사 장치(1).
- 자외선 및 가시광선과 적외선 중 하나 이상을 방출하는 방사원(9,11)을 제공하는 단계;
파장-길이 선택 필터(13,15)를 통해 가시광선과 적외선 중 하나 이상을 투과하고 파장-길이 선택 필터(13,15)에서 자외선을 반사하는 수단에 의해 가시광선과 적외선 중 하나 이상으로부터 자외선을 분리하는 단계;
파장-길이 선택 필터(13,15)에 의해 편향되지 않는 방사선을 흡수하는 흡수 수단(absorption means)(17)을 제공하는 단계;
UV-조사를 위해 제공되는 영역 내로 기판들을 공급하는 단계;
자외선에 의해 조사되는 기판을 제거하는 단계를 포함하는, 자외선에 의해 기판들을 조사하는 방법으로서,
상기 기판들의 공급, 기판들의 제거 또는 기판들의 공급과 제거 동안 대부분의 자외선이 파장-길이 선택 필터(13,15)에 의해 반사되지 않고 상기 흡수 수단(17)에 충돌되어 상기 흡수 수단들에 의해 흡수되도록, 상기 기판들의 공급, 기판들의 제거 또는 기판들의 공급과 제거 이전에 파장-길이 선택 필터(13,15)가 이의 국부 배향(local orientation) 및 국부 위치(local position) 중 하나 이상에 대하여 변화되며, 상기 파장-길이 선택 필터(13,15)는 방사원(9,11)의 광선-경로 내부 및 외부로 이동하는 것을 특징으로 하는 자외선에 의해 기판들을 조사하는 방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 기판들의 공급, 기판들의 제거 또는 기판들의 공급과 제거 동안 상기 파장-길이 선택 필터(13,15)는 광선-경로에서 벗어나 이동되는 것을 특징으로 하는 자외선에 의해 기판들을 조사하는 방법.
- 제 7항에 있어서, 상기 파장-길이 선택 필터(13,15)는 상기 광선-경로 외부에 위치된 축 둘레로의 회전에 의해 광선-경로에서 벗어나 이동되는 것을 특징으로 하는 자외선에 의해 기판들을 조사하는 방법.
- 제 6항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 일회 이상 및 시간 제어 방식(clocked manner)으로 작동되는 것을 특징으로 하는 자외선에 의해 기판들을 조사하는 방법.
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