Облучательный прибор Советский патент 1991 года по МПК F21V7/04 

Изобретение относится к светотехнике, а именно к облучательным приборам, и. может быть использовано в полупроводниковом производстве для фотоотверждения слоя резиста на плоских подложках глубо- ким УФ-излучением, для фотоотверждения лакокрасочных покрытий, очистки поверхностей от органических загрязнений и т.д.

Цель изобретения - повышение качества отвержденнсго слоя за счет увеличения равномерности распределения светового потока по подложке и повышение скорости процессов, а также расширение технологических зависимостей.

На фиг. 1 изображен график интенсив- ности светового потока; на фиг. 2 - то же, .-зетового потока; на фиг. 3 - облучатель- ный прибор м ход в нем основных световых лучей (продольный разрез); на фиг. 4 - п- пзмповый облучательный прибор, общий вид

Облучательный прибор содержит корпус 1, в котором размещен источник света - тзипз 2, конусный отражатель 3, ВЧ-индук- гор 4, соединенный с ВЧ-генератором 5, и подппжкпдержатель 6.

Усг( 0 /1ство работает следующим Обра- ЗОМ

На индуктор 4 от генератора 5 подается энер1мя лгмпэ 2 с помощью системы под- ;ки а (:.е показана) загорается. Световой по- ок от нее, прямой и отраженный, падает на подложку 7. размещенную на подложкодер- 6. Интенсивность прямого светового отока падает от центра к краю (фиг. 1), а интенсивность отраженного за счет выбора конструкции отражателя компенсирует недостаток интенсивности на краях подложки и оммир :ь с основным потоком, увеличивает интенсивность света по всей под- тпжк (. 2).

Выбранная конструкция отражателя (von ри вершине Q, длина образующей конуонгго отражателя И, расстояние S от «cpi iHHw до центра лампы, взаимосвязан- ые с параметрами источника света - его диаметром d и высотой п) обеспечивает прохождение отраженного света через колбу лампы 2 и вне ее так, что отраженный световой поток попадает в основном на пери- ферийные части подложки 7, компенсируя недостаток освещенности на краях и тем самым расширяя равномерное световое пятно, а суммируясь с основным потоком, увеличивает интенсивность света по всей подложке.

Отраженные лучи (фиг 3), проходящие через лампу, Li L1i и L12, ограничиваются диаметром индуктора 4 Минимальный раз- роз его равен диаметру лампы оЧ так как

индуктор расположен снаружи лампы, а максимальный разрез d4 S 1,5d, что обусловлено эффективностью ВЧ-возбуждения. Таким образом,

d d4 i,5d.(1)

Все другие лучи, попадающие из центральной части лампы на отражатель 3 между лучами Li U и L 2, в основном также отражаются на периферийные части подложки. Учитывая неравенство (1), из ABC. в котором АВ d4 и ВС h, определяем угол У пои вершине С

arctg °f d- arctg (2)

Угол при вершине отражателя 9 180° - 2 р, т.е.

180°-2 arctg р в 180 - arctg (3)

Минимальное расстояние от вершины отражателя до центра лампы (S) может со- с-авяять величину h/2, т.е отражатель может располагаться практически вплотную к лампе. Максимчльное расстояние S ограничивается длиной образующей рефлектора I.

sin р

Из ДВЦЕ, в котором ДЕ - I а ВД имеем

И J

s+ JПодставляя минимальное ние (р из выражения (2) получим

I

И)

значеС5)

р - - -.-, р. -. - п/ 2 sin ( arctg )

Таким образом, расстояние от вершины отражателя до центра источника олоеделяется выражением h/2 s -

h 2

sin (arctg Ц) 2 & Приближая отражатель к лампо от максимального значения к минимальному дополнительный вклад в величину интенсивности на края обрабатываемой пластины вносят лучи , отраженные от рефлектора и проходящие вне лампы. Это дополнительно уравнивает интенсивность и расширяет световое пятно. Однако приблизить рефлектор вплотную к лампе не всегда возможно из конструктивных соображений и соображения теплоотвода. График распределения интенсивности на полгюжке от облучэтельного прибора показан на фиг 2 При сравнении фиг. 1 и 2 видно, что отражатель не только повышает общую освещенность пластины, но и улучшает равномерность облучения и увеличивает площадь равномерно освещенного светового пятна. Благодаря выбранному отражателю неравномерность интенсивности

например на пластине диаметром 150 мм, снижается с ± 30 % (фиг. 1) до +10 % и менее (фиг. 2). Интенсивность по всей пластине увеличивается более, чем в 1,3 раза в зависимости от качества и материапа отражателя. В n-ламповом облучательном приборе (фиг. 4) оси рсветителей необходимо располагать под угпом одна к другой, чтобы, световой пучок попадал на одну площадку. Из Д АВД в- котором расстояние ВД определяется условием (1), а МЗ L - расстоянию от цэнтрз лампы до подложкодер- жателя, имеем

a 2 arcsin

075d

,h

L Ј

Безэлектродные ВЧ. как правило, изготавливаются одного габарита (в частности, 40x60 мм), но с рачличными наполнителями (Hg, P, Cd, Я и др.) например лампы ФБ2- 500 Hg, F, Cd каждая из которых им«ет свой спектр излучения. Комбинируя лампы, например, в двухламповом облучателе в сочетаниях Hg+Hg; Hg-Ф; P+Pi Hg+Cd. P+Cd; Cd+Cd, можно получать необходимый эффективный спектр излучения or глубокого УФ до видимого света, поэтому облучатель может использоваться на разных технологических операциях. Для рнсширения технологических возможностей включают п ламп одновременно или последовательно в зависимости от техпроцесса.

Формула изобретения 1. Облучательный прибор, преимущественно для фотоотверждения полимерных слоев не плоских подложках содержащий

0

5

0

корпус, в котором размещены подложко- держэтель и осветитель, включающий отра- жатель и источник света, и источник возбуждения плззмообразующего газа, о т- личающийся тем, что, с целью повышения качества отвержденного слоя за счет увеличения равномерности распределения светового потока по подложке, и повышения скорости процесса, осветитель выполнен в виде конусного отражателя и безэлектродного высокочастотного источник света, при этом угол в при вершине конусного отражателя определяется в соответствии с соотношением

180°-2arctg в 180°-2arctg -0- ,

где d - диаметр источника света;

h - высота источника света;

а расстояние S от вершины отражателя до центра источника света выбрано из соотношения

Ј.ss

sin ( arctg -)

h 2

где I - длина образующей конусного отражатепя.

2. Прибор по п. 1,отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, в корпусе размещено п осветитепей, оси которых расположены, друг относительно друга под углом a , определяемым неравенством

..arcsin,

2arcsinr1J45

где L - расстояние от лампы до подложко- держателя.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к облучательному прибору. Цель изобретения - повышение качества от- вержденного слоя, например фоторезиста, за счет увеличения равномерности распределения светового потока по подложке и повышение скорости процесса. Облучатель- ный прибор содержит корпус .1, в котором размещены безэлектродный высокочастотный источник 2 света, конусный отражатель 3, ВЧ-индуктор 4. генератор 5 и подложко- держатель 6. Конусный отражатель имеет при вершине угол в, определяемый соотношением 180 2 arctg 0,75 d/h в 180° - 2 arctg 0,5 d/2h, где d - диаметр источника света; h - высота источника света, а расстояние S от вершины отражателя до центра источника света выбрано из соотношения ( arctg O.bd/h ) - h/2-r e - длина образующей конусного отражателя. С целью расширения технологических возможностей в корпусе размещают г источников света и п отражателей под определенным углом друг к другу. 1 э.п. ф- лы, 4 ил. (Л С XJ О ю О со ел +(

п

м

/t

Фиг 2

/v

-/г Ю

I б

(/

г

/t

«г

2