KR20240006998A - 진공자외선 광원 성능 감지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공자외선 광원 성능 감지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 본 발명에 따른 진공자외선 광원 성능 감지 시스템은, 조사창을 통해 진공자외선을 조사하는 진공자외선 광원부, 검출창을 통해 입사되는 진공자외선을 검출하고 검출한 진공자외선에 대한 응답 전류로 변환하여 송출하는 광검출기, 및 상기 광검출기로부터 상기 응답 전류를 수신하여 출력 밀도를 측정하고 표시하는 모니터링부를 포함한다.

Description

진공자외선 광원 성능 감지 시스템 {System for Vacuum UV light source performance detection}

본 발명은 진공자외선 광원 성능 감지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광원으로부터 조사되는 진공자외선의 성능을 감지할 수 있는 휴대용 진공자외선 광원 성능 감지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 LCD, 반도체 등의 제조공정에서는 LCD나 반도체 웨이퍼에 미세한 먼지가 부착되거나 정전기에 의하여 소자가 훼손되는 등의 문제점을 사전에 방지하기 위하여 정전기 제거 장치를 설치하는데, 일반 대기압 하에서는 코로나 방전식 장치 또는 엑스선 방사식 장치를 적용하여 주위 공기 및 가스 분자를 이온화해 제전대상 물체의 정전기를 제거할 수 있다.

한편, 최근 들어 LCD, 반도체 기술이 더욱 정밀화됨에 따라 증착 공정이나 진공 챔버 내 공정과 같이 감압 진공 환경에서 진행되거나 불활성가스를 취급하는 등 특수한 환경에서 진행되는 공정도 크게 증가하고 있는 추세인데, 이 경우 엑스선 방사식 장치의 경우에는 대기압 하에서와는 달리 상술한 특수한 환경에서는 정전기 제거 성능이 낮아 활용하기 어렵고, 코로나 방전식 장치는 고전압 방전에 의한 스퍼터링 현상, 이온 밸런스 조정에 따른 불편 등의 문제점이 있어 적용이 어렵다.

이에, 진공상태 내지 불활성가스 분위기에 놓여 있는 대전체의 정전기를 제거하기 위해 일본 하마마쯔 회사 등은 진공자외선(Vacuum Ultra Violet ray)을 이용한 정전기 제거 장치를 제안한 바 있다.

이용한 정전기 제거 장치는 정상적으로 동작하는 경우에는 정전기 제거 장치의 온도나 정전기 제거 장치에서 조사되는 연엑스선 또는 진공자외선의 광도(또는 광량이라고도 함)가 일정 수준을 유지하지만, 장기간 사용으로 정전기 제거 장치가 열화되거나 성능 이상이 발생한 경우 온도 내지 광도에 이상 징후가 발생하는데, 종래의 정전기 제거 장치에서는 이러한 이상 징후를 사전에 감지할 수 있는 방법이 없었던 관계로 반도체나 디스플레이와 같은 전자 제품에 하자가 발생한 경우 이를 역추적하여 정전기 제거 장치를 교체하는 방식을 사용하였으며 이로 인한 경제적 손실은 상당할 수밖에 없다는 문제점을 안고 있다.

이러한, 문제점을 해결하기 위해 정전기 제거 장치를 구성하는 광원부에서 대전체를 향하여 조사되는 진공자외선의 광도 등을 감지하여 광원부의 성능을 실시간을 감지할 수 있도록 하는 시스템 등에 대하여 개발되고 있다.

그러나, 이러한 광원부에서 조사되는 진공자외선의 성능을 감지하는 시스템 등은 제작 및 설치 환경의 제약이 큰 문제점이 있었다.

일본 등록특허 JP2816037호 (1998.08.14.) 대한민국 공개특허 제10-2017-0096490호 (2017.08.24.)

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 광원으로부터 조사되는 진공자외선의 산소와의 접촉이 최소화된 상태로 성능을 감지할 수 있는 진공자외선 광원 성능 감지 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 현장의 설치 환경의 제약을 극복할 수 있도록 휴대가 가능한 진공자외선 광원 성능 감지 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 진공자외선 광원 성능 감지 시스템은, 조사창을 통해 진공자외선을 조사하는 진공자외선 광원부, 검출창을 통해 입사되는 진공자외선을 검출하고 검출한 진공자외선에 대한 응답 전류로 변환하여 송출하는 광검출기, 및 상기 광검출기로부터 상기 응답 전류를 수신하여 출력 밀도를 측정하고 표시하는 모니터링부를 포함한다.

또한, 상기 광검출기는, 상기 입사되는 진공자외선을 검출하고, 검출한 진공자외선을 전자로 방출하는 포토다이오드와, 상기 포토다이오드를 통해 방출된 전자를 증폭시키는 다이노드와, 상기 다이노드를 통해 증폭시킨 전자를 상기 모니터링부가 읽을 수 있는 응답 전류로 변환하는 애노드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포토다이오드는, 상기 검출창을 통해 입사되는 진공자외선을 검출하기 위해 진공자외선 광에 양자효율이 높고 가시광에 민감하지 않은 요오드화 세슘(Caesium iodide) 음극재를 이용하는 CsI 센서인 것을 특징으로 한다.

또한, 진공 환경 속에서 상기 진공자외선 광원부로부터 조사되는 진공자외선을 검출하기 위해 상기 진공자외선 광원부의 조사창과 상기 광검출기의 검출창 사이에 연결되는 진공관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 진공관은, 양 측면에 플루오린화 마그네슘(Magnesium fluoride)이 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광검출기, 상기 모니터링부 및 상기 진공관은, 휴대하기 편하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 진공자외선 광원 성능 감지 시스템은, 진공자외선 광에 대한 양자효율이 높고 가시광에 민감하지 않음 음극재인 요오드화 세슘(Caesium iodide)을 이용한 진공자외선 검출 센서를 통해 낮은 선량까지의 진공자외선을 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 진공자외선 광원 성능 감지 시스템은, 휴대용 검출기 형태로 마련되어 종래의 문제점인 제작 및 설치 환경 등의 제약을 거의 받지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 진공자외선 광원 성능 감지 시스템은, 광원부와 검출기 사이에 형성되는 진공관의 양측 접촉부에 플루오린화 마그네슘(Magnesium fluoride) 또는 플루오린화 칼슘(Calcium fluoride)이 사용됨으로써, 진공자외선의 산소 흡수를 최소화할 수 있어 진공자외선 감지 성능을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진공자외선 광원 성능 감지 시스템를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 진공자외선 광원 성능 감지 시스템를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 진공자외선 광원 성능 감지 시스템은, 크게, 진공자외선 광원부(100), 광검출기(200) 및 모니터링부(300)를 포함한다.

먼저, 진공자외선 광원부(100)는 진공자외선을 조사하기 위한 것으로, 예컨대, 현장에 설치된 진공자외선을 이용한 정전기 제거 장치에서 진공자외선을 조사하는 광원부를 의미할 수 있으며, 이는 설명을 위한 일례일 뿐 현장에 설치되는 진공자외선 발생기 등을 의미할 수 있다.

이와 같은, 상기 진공자외선 광원부(100)는 내부가 진공자외선을 방사시킬 수 있도록 구성되고, 방사되는 진공자외선의 조사 방향을 가이드하여 조사 효율을 높일 수 있도록 하는 조사창을 포함한다.

다음, 광검출기(200)는 상기 진공자외선 광원부(100)로부터 조사되는 진공자외선을 검출하고, 검출한 진공자외선에 대하여 외부 장비가 읽을 수 있도록 응답 전류로 변환하여 송출하는 역할을 한다.

상기 광검출기(200)는 상기 진공자외선 광원부(100)로부터 조사되는 진공자외선을 검출하기 위해 진공자외선이 투과되는 검출창을 포함한다.

상기 광검출기(200)에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하자면, 상기 광검출기(200)는 포토다이오드(Photodiode)와, 다이노드(Dynode) 및 애노드(Anode) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 포토다이오드는 상기 검출창을 통해 입사되는 진공자외선을 검출하고, 검출한 진공자외선 광 에너지를 전기에너지로 변환하는 역할을 한다.

상기 포토다이오드는 상기 검출창을 통해 입사되는 진공자외선을 검출하기 위해 진공자외선 광에 양자효율이 높고 가시광에 민감하지 않은 요오드화 세슘(Caesium iodide, CsI) 음극재를 이용하는 CsI 센서(210)로 마련되는 것이 바람직하다.(이는, 10 내지 200nm의 파장을 가지는 진공자외선을 검출하기 위해서는 가시광에 민감하지 않는 CsI 센서를 필요로 한다.)

상기 요오드화 세슘은 세슘(Cesium)과 아이오딘(Iodine)의 이온성 화합물로서, 광음극은 극 자외선 파장에 매우 효율적이며, X-선 검출기의 섬광 물질로 의학 분야에서 종종 사용되고 있다.

즉, 상기 CsI 센서(210)는 상기 검출창을 통해 입사되는 진공자외선을 검출하고, 검출한 진공자외선을 전자로 방출하는 역할을 한다.

상기 다이노드는 CsI(220)를 통해 방출된 전자를 증폭시키는 역할을 한다.

상기 애노드는 상기 다이노드를 통해 증폭시킨 전자를 외부 장비(예: 모니터링부)가 읽을 수 있는 응답 전류로 변환하는 역할을 한다.

따라서, 상기와 같은 구성을 가지는 상기 광검출기(200)는 CsI 센서(210)를 통해 검출된 진공자외선을 낮은 방사선량까지 응답 전류로 상기 모니터링부(300)로 송출할 수 있다.

이와 같은 상기 광검출기(200)는 특정 영역 범위의 빛을 광전면에 받아들이면서 방출한 광전자를 증폭해서 양극으로 포착, 집성하여 출력전류로서 외부로 축출하여 증폭시키는 통상적인 광전자증배관(PhotoMultiplier Tube, PMT)과 동일 또는 유사한 구조를 가지며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

다음, 상기 모니터링부(300)는 상기 광검출기(200)로부터 송출되는 상기 응답 전류를 수신하여 출력 밀도를 측정하고 표시하는 것으로, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 진공자외선 광원부(100)로부터 조사되는 진공자외선 광원의 전압, 전류 등을 표시할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 모니터링부(300)는 별도의 휴대용 임베디드 장치로 마련될 수 있으나, 컴퓨터, 노트북 등의 단말기를 의미할 수 있다.

한편, 진공 환경 속에서 상기 진공자외선 광원부(100)로부터 조사되는 진공자외선을 검출하기 위해 본 발명에 따른 진공자외선 광원 성능 감지 시스템은, 상기 진공자외선 광원부(100)의 조사창과 상기 광검출기(200)의 검출창 사이에 연결되는 진공관(400)을 더 포함한다.

진공자외선은 진공 내에서 검출 조건이 가장 우수한 광원으로 상기 진공관(400)은 진공자외선의 우수한 검출 조건을 위해 내부가 진공상태인 진공 공간을 가진다.(진공자외선 광원부(100)로부터 조사되는 진공자외선은 산소와의 접촉이 최소화된 상태로 상기 CsI 센서(210)로 이동되어야 한다.)

상기 진공관은 양 측면에 플루오린화 마그네슘(Magnesium fluoride)이 사용될 수 있다. 이는, 상기 진공자외선 광원부의 조사창(410) 및 상기 광검출기의 검출창(410)가 진공자외선 투과율이 우수한 플루오린화 마그네슘이 사용되는 것을 의미한다.

또한, 상기 진공관(400)의 양 측면(상기 조사창(410) 및 검출창(410))에 플루오린화 마그네슘 외에 진공자외선 투과율이 우수한 플루오린화 칼슘(Calcium fluoride, CaF₂)이 사용될 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명에 따른 진공자외선 광원 성능 감지 시스템은 상기 광검출기(200), 상기 모니터링부(300) 및 상기 진공관(400)은 휴대하기 편하게 형태로 마련되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 진공관(400)은 제품의 형태 및 설치 환경에 따라 길이 및 크기가 다양한 형태로 형성될 수 있음은 물론이다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

100: 진공자외선 광원부
200: 광검출기
210: CsI 센서
300: 모니터링부
400: 진공관

Claims (6)

1. 조사창을 통해 진공자외선을 조사하는 진공자외선 광원부;
   검출창을 통해 입사되는 진공자외선을 검출하고 검출한 진공자외선에 대한 응답 전류로 변환하여 송출하는 광검출기; 및
   상기 광검출기로부터 상기 응답 전류를 수신하여 출력 밀도를 측정하고 표시하는 모니터링부;를 포함하는 진공자외선 광원 성능 감지 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광검출기는,
   상기 입사되는 진공자외선을 검출하고, 검출한 진공자외선을 전자로 방출하는 포토다이오드와,
   상기 포토다이오드를 통해 방출된 전자를 증폭시키는 다이노드와,
   상기 다이노드를 통해 증폭시킨 전자를 상기 모니터링부가 읽을 수 있는 응답 전류로 변환하는 애노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공자외선 광원 성능 감지 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 포토다이오드는,
   상기 검출창을 통해 입사되는 진공자외선을 검출하기 위해 진공자외선 광에 양자효율이 높고 가시광에 민감하지 않은 요오드화 세슘(Caesium iodide) 음극재를 이용하는 CsI 센서인 것을 특징으로 하는 진공자외선 광원 성능 감지 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   진공 환경 속에서 상기 진공자외선 광원부로부터 조사되는 진공자외선을 검출하기 위해 상기 진공자외선 광원부의 조사창과 상기 광검출기의 검출창 사이에 연결되는 진공관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공자외선 광원 성능 감지 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 진공관은,
   양 측면에 플루오린화 마그네슘(Magnesium fluoride) 또는 플루오린화 칼슘(Calcium fluoride)이 사용되는 것을 특징으로 하는 진공자외선 광원 성능 감지 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 광검출기, 상기 모니터링부 및 상기 진공관은,
   휴대하기 편하게 형성되는 것을 특징으로 하는 진공자외선 광원 성능 감지 시스템.