KR20010106114A

KR20010106114A - 자외선 조사장치

Info

Publication number: KR20010106114A
Application number: KR1020007012927A
Authority: KR
Inventors: 히시누마노부유키; 스가와라히로시; 다케모토후미토시; 도카이히로아키; 무라세준
Original assignee: 다나카 아키히로; 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2001-11-29
Also published as: DE69942618D1; EP1158574A1; WO2001027984A1; EP1158574B1; EP1158574A4

Abstract

자외선에 의한 반응생성물이 창부재에 부착되지 않고, 자외선 방사 강도의 저하를 방지하며, 이 반응생성물에 의한 먼지의 발생을 방지한다.

용기(1)내부에 유전체 배리어 방전램프(2)가 배치되고, 그 용기(1)에 상기 유전체 배리어 방전램프(2)로부터 방사되는 자외선을 취출하는 창부재(3)가 형성되어 있는 자외선 조사장치에 있어서, 상기 창부재(3)를 100℃ 이상으로 가열하는 가열수단이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.

Description

자외선 조사장치{Ultraviolet illuminating apparatus}

종래부터 자외선 광원을 이용한 자외선 조사장치에 의한 건식세정기술이 공지되어 있고, 이 자외선 조사장치에 의해 액정이나 반도체 분야에서는 광 액싱이나 정밀 광 세정이 행하여지고 있다.

이러한 자외선 조사장치에 있어서, 종래부터 자외선 광원으로서 253.7㎚나 184.9㎚의 파장의 자외선을 양호하게 방사하는 저압 수은램프나 중압 수은램프가 이용되고 있다.

그리고, 반도체나 액정 디바이스를 처리하는 경우, 유기용제, 산, 알칼리 등의 각종 약품이 사용되고 있기 때문에, 그들 약품이 기화하여 유리되는 경우가 많다. 이들 약품 중에는 자외선을 흡수하고, 그 광에너지로 분해되어 다른 약품과 반응해서 반응생성물을 생성하는 것이 있고, 일예로서는 황화수소삼 암모늄 (NH₄)H(SO₄)₂이나 황산암모늄 (NH₄)₂SO₄이 생성된다.

이러한 반응생성물은 클린룸내에서 미세한 먼지로서 대류하고, 이 미세한 먼지가 모이면 제조 공정에 악영향을 미치는 원인이 되는 경우가 있었다.

한편, 최근에 상기한 수은램프 대신에 광 에너지가 강하게 단일 파장을 효율적으로 방사하는 유전체 배리어 방전램프가 이러한 자외선 조사장치의 자외선 광원으로서 이용되고 있었다.

유전체 배리어 방전램프를 자외선 광원으로서 사용한 자외선 조사장치는 유전체 배리어 방전램프를 대기와 이간하기 위해 밀폐된 용기내에 배치하고, 이 유전체 배리어 방전램프로부터 방사된 자외선은 용기의 일부에 설치된 창부재를 투과하여 비처리물에 조사된다.

그러나, 유전체 배리어 방전램프를 사용한 자외선 조사장치는 자외선을 투과시키기 위한 창부재를 갖고 있고, 상기한 반응생성물이 대류하여 이 창부재에 부착된다는 문제가 있었다.

창부재에 반응생성물이 부착되는 이유는, 유전체 배리어 방전램프는 점등시에 램프의 표면온도가 약 70℃ 정도로 저온이기 때문에, 램프로부터 방사되는 복사열에 의해 창부재를 충분히 가열할 수 없다. 그렇기 때문에, 창부재에 접근한 반응생성물이 창부재로부터의 복사열에 의해 분해되지 않고, 직접 창부재에 부착되어 버리는 현상에 의한 것이다.

이 결과, 창부재에 부착된 반응생성물에 의해 자외선의 투과율이 저하되고, 조사영역내의 자외선 강도가 불균일하게 된다는 문제가 있었다.

또한, 비처리물의 처리 불량이나 처리 불균형이 발생하여 수율이 저하된다는 문제가 있었다.

그리고, 창부재에 부착된 반응생성물의 퇴적이 많아졌을 경우, 창부재로부터 이 반응생성물이 박리되어 큰 먼지가 되어, 클린룸인 처리환경을 오염시킨다는 문제가 있었다.

본 발명은 이상과 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 자외선에 의한 반응생성물이 창부재에 부착되지 않고, 그에 따라 자외선 방사강도의 저하를 방지하여, 이 반응생성물에 의한 먼지의 발생을 방지할 수 있는 자외선 조사장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 유전체 배리어 방전램프로부터 방사되는 자외선과, 이 자외선에 의해 동시에 발생하는 오존에 의해 건식세정하기 위한 자외선 조사장치에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 자외선 조사장치의 설명도,

도2는 가열수단으로서 후막 히터를 이용한 창부재의 설명도,

도3은 가열수단으로서 마이크로 히터를 이용한 창부재의 설명도,

도4는 가열수단으로서 백열전구를 이용한 창부재의 설명도,

도5는 창부재의 온도에 따른 반응생성물의 부착에 의한 자외선 투과율의 변화를 나타낸 실험 데이터이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항1에 기재된 자외선 조사장치는 용기내부에 유전체 배리어 방전램프가 배치되고, 그 용기에 상기 유전체 배리어 방전램프로부터 방사되는 자외선을 취출하는 창부재가 형성되어 있는 자외선 조사장치에 있어서, 상기 창부재를 100℃ 이상으로 가열하는 가열수단이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항2에 기재된 자외선 조사장치는 청구항1에 기재된 자외선 조사장치로서, 특히 상기 가열수단이 자외선 조사장치내에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항3에 기재된 자외선 조사장치는 청구항2에 기재된 자외선 조사장치로서, 특히 상기 가열수단이 창부재의 표면에 형성된 후막(厚膜) 히터인 것을 특징으로 한다.

청구항4에 기재된 자외선 조사장치는 청구항2에 기재된 자외선 조사장치로서, 특히 상기 가열수단이 창부재의 표면에 형성된 선형상 히터인 것을 특징으로 한다.

청구항5에 기재된 자외선 조사장치는 청구항2에 기재된 자외선 조사장치로서, 특히 상기 가열수단이 백열전구인 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명의 자외선 조사장치의 설명도이다.

스텐레스제 용기(1)의 내부에는 자외선을 방사하기 위한 유전체 배리어 방전램프(2)가 복수개 배치되어 있고, 용기(1)의 앞쪽에는 자외선을 투과시키기 위한 석영 유리로 이루어진 창부재(3)가 배치되어 있다.

그리고, 이 창부재(3)의 자외선 조사장치 내측에는 이 창부재(3)를 100℃ 이상으로 가열하는 가열수단(H)이 형성되어 있다. 이 가열수단(H)에 대해서는 후술하도록 한다.

그리고, 이 용기(1)는 밀폐되어 있고, 유전체 배리어 방전램프(2)는 대기와격리되고, 용기(1)내에는 유전체 배리어 방전램프(2)로부터 방사되는 광에 대해 투과성 불활성체, 예를 들면 질소, 아르곤, 네온 등의 가스가 충전되어 있다.

이 유전체 배리어 방전램프(2)는 방전용 가스로 250torr의 크세논 가스가 채워져 있고, 발광하는 부분의 표면적 1㎠ 당, 입력전력이 0.2W이고, 파장 172㎚에서 최대값을 갖는 자외선이 효율적으로 방사되는 것이다.

부호 4는 유전체 배리어 방전램프(2)로부터 방사되는 자외선을 효율적으로 창부재(3)의 방향으로 반사시키는 반사경이다.

이어서, 가열수단에 대해 설명한다.

(가열수단1)

도2에 도시한 바와 같이, 창부재(3)의 자외선 조사장치 내측, 구체적으로는 유전체 배리어 방전램프측의 표면에 후막 히터가 형성되어 있다.

이 후막 히터(H1)는 도전성 발열 페이스트를 창부재(3)에 스크린 인쇄하여 500℃에서 30분간 소성한 것이다.

또한, 이 후막 히터(H1)의 발열량은 1.9㎾이다.

(가열수단2)

도3에 도시한 바와 같이, 창부재(3)의 자외선 조사장치 내측, 구체적으로는 유전체 배리어 방전램프 측의 표면에 선형상 히터인 마이크로 히터(H2)가 형성되어 있다.

이 마이크로 히터는 스텐레스제의 모세관에, 그 관축을 따라 니크롬선으로 이루어진 발열체를 배치하여 모세관과의 사이를 고순도의 마그네슘 분말로 충전한선형상 히터이고, 굴곡가능한 히터이다.

또한, 이 마이크로 히터는 외지름 1.6㎜, 길이 40m, 발열량은 약 4㎾이다.

가열수단인 후막 히터나 선상 히터를 창부재(3)의 자외선 조사장치 내측, 구체적으로는 유전체 배리어 방전램프 측의 표면에 형성하는 이유는 이하와 같다. 즉, 각각의 히터에 직접적으로 비처리물의 처리시에 발생하는 기체약품의 접촉을 방지하여 히터의 열화(劣化)를 방지하는 것, 혹은 히터의 바로 밑에 히터 자체에 의한 그림자를 만들지 않도록 하는 것이다.

또한, 후막 히터나 선형상 히터를 창부재(3)의 표면에 직접 형성함으로써, 효율적으로 창부재(3)를 가열할 수 있다.

(가열수단3)

도4에 도시한 바와 같이, 용기(1)의 내부에 있어서, 인접한 유전체 배리어 방전램프(2)의 사이에 할로겐 백열전구(5)를 배치한다.

이 경우는 백열전구로부터 방사된 적외선에 의해 창부재(3)가 가열된다.

이와 같이, 가열수단으로 백열전구를 이용하면, 상기한 후막 히터나 선형상 히터에 비해 자외선 조사장치의 제조가 간단하게 됨과 아울러, 창부재에 자외선을 가리는 것이 완전히 존재하지 않게 되기 때문에, 조사되는 자외선 강도의 균일성이 보다 양호하게 된다.

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

이어서, 도1의 자외선 조사장치로서, 도2에 도시한 바와 같이 창부재에 후막히터를 형성한 경우의 창부재의 온도에 따른 부착물의 상태를 조사하는 실험을 행하였다. 그 결과를 도5에 도시한다.

도5는 종축에 창부재에서의 파장 172㎚인 광의 투과율을 나타낸 것이다. 창부재의 온도가 상승함에 따라서 투과율이 커지고, 이로써 창부재의 온도가 높아짐에 따라 창부재에 부착된 반응생성물은 분해되어 창부재로부터 유리되기 시작한다. 그리고, 창부재가 100℃가 되면, 반응생성물이 없어짐을 알 수 있다. 또한, 창부재가 100℃가 되면, 반응생성물은 창부재에 근접하는 것만으로 그 복사열에 의해 분해되어 창부재에 부착되지 않는다.

이 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 창부재를 100℃ 이상으로 가열함으로써 반응생성물의 창부재로의 부착을 방지하고, 자외선 방사강도의 저하를 방지할 수 있고, 반응생성물에 의한 먼지의 발생을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 자외선 조사장치는 가열수단에 의해 창부재를 100℃ 이상으로 가열하기 때문에, 유기용제, 산, 알칼리 등의 각종 약픔에 의한 자외선 반응생성물이 창부재에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 자외선 방사강도의 저하를 방지할 수 있고, 반응생성물에 의한 먼지의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 가열수단이 자외선 조사장치 내에 형성되어 있기 때문에, 유기용제, 산, 알칼리 등의 각종 약품에 의한 열화가 생기지 않는다.

가열수단으로서 후막 히터나 선형상 히터를 이용하여 직접 창부재의 표면에 형성함으로써, 각각의 히터로부터 발생하는 열에 의해 직접 창부재가 가열되기 때문에, 효율적으로 창부재를 가열할 수 있다.

가열수단으로서 백열전구를 이용함으로써, 제조가 간단하며 자외선 강도의 균일성을 보다 양호하게 함과 아울러, 창부재를 가열할 수 있다.

본 발명은 유전체 배리어 방전램프로부터 방사되는 자외선과 이 자외선에 의해 동시에 발생하는 오존에 의해 건식세정하기 위한 자외선 조사장치로 이용할 수 있다.

Claims

용기내부에 유전체 배리어 방전램프가 배치되고, 그 용기에 상기 유전체 배리어 방전램프로부터 방사되는 자외선을 취출하는 창부재가 형성된 자외선 조사장치에 있어서,

상기 창부재를 100℃ 이상으로 가열하는 가열수단이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제1항에 있어서,

상기 가열수단은 자외선 조사장치 내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제2항에 있어서,

상기 가열수단은 창부재의 표면에 형성된 후막 히터인 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제2항에 있어서,

상기 가열수단은 창부재의 표면에 형성된 선형상 히터인 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
제2항에 있어서,

상기 가열수단은 백열전구인 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.