紫外線光源
相較於較常用的紫外線光源:
UV燈可簡單地定義為在各種電子工業領域使用紫外光源的燈。
各波段UV波長100nm~400nm含蓋如下圖,可依據其工業用途分類。
1. 種類: 超高壓汞氙短弧燈、高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、高壓氙氣弧燈、低壓水銀燈、紫外線螢光燈、準分子燈、氘燈、高壓鈉燈等各式氣體放電燈。
2. 用途: 紫外線乾燥、固化、曝光、晒版、製版、晶圓半導體微影照射、面板製造、太陽能電池、材料工程、生化、環境科研等。
各種波長UV燈的用途: |
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高壓水銀紫外線汞燈:
使用高純度的石英管製成再封裝入液態水銀及氬氣體,而其主波長最高峰值UV-A365nm。使紫外線能夠達到有效地高穿透率,其弧光長度即發光長度可由10cm~250cm不等,常見功率80W/cm、120W/cm、160W/cm、180W/cm~400W/cm。其光譜照度與某些材質的吸收光譜十分貼近,能快速的產生光固化反應,屬於泛用型UV燈較為多數業界所採用。
主要用途:
1.紫外線固化型墨水、塗料、接著劑的固化與乾燥。
2.液晶基板之滴下貼合式的固化。
3.CD與DVD的貼合。
4.光硬化樹脂塗裝等。
一般標準的水銀UV固化燈能放射足夠的UV能量達1000小時以上之壽命。
我們也可以依照客戶的需求提供弧長60~2400mm,功率密度為240W/cm, 280W/cm級的高壓汞燈。
高壓金屬鹵化燈:
將鐵元素摻合鹵素燈特別增強380nm作為最高波峰,對photopolymer及daylight film材料的曝光有極佳的效果。另將鉀元素摻入鹵素燈,特別有效增強了403nm及417nm的波峰,尤其最高的417nm波峰對於Diazo 材料的曝光,有十分明顯及良好之效果。
主要用途:
1.紫外線固化型墨水、塗料、接著劑的固化與乾燥。
2. LCD和PDP液晶基板之滴下貼合式的固化。
3.CD與DVD的貼合。
4.光硬化樹脂塗裝等。
5.特殊網版印刷。
▣我們也可以依照客戶的需求提供弧長60~2400mm,功率密度為160W/cm, 240W/cm, 280W/cm級的金屬鹵素UV燈。
超高壓短弧汞燈:
超高壓汞燈是高輝度燈管並能有效地發出3線波峰(365nm, 405nm, 436nm),發光穩定且壽命長。由於電弧大小非常接近光源點,光學上易於聚焦和分散,並提供均勻的紫外線強度,適合高精密度微影製程。它用於半導體,LCD, 彩色濾光片,PDP,PCB等領域,需要高輝度的紫外線強度。
光譜分布圖
DEEP UV 短弧汞氙燈:
DEEP UV燈是在氙燈的基礎上注入水銀等獲得高亮度。與超高壓紫外線燈相比,它更多地輻射小於400nm的短波長光。
它主要用於光化學反應和光刻曝光機,UV固化等。
光譜分布圖
氙氣短弧燈
氙氣短弧光燈屬於氣體放電燈管家族。當燈管被點燃後,填充純氙氣的燈泡內部中,其兩端電極將會因電弧放電而產生光線。在整個燈管運作期間,其電弧兩端電極的間距(arc gap)僅僅數公釐。 如此燈管的特性將會非常接近理想的點光源。
該燈泡在投影及高精密度的電影院軟片放映機的領域中,提供出色的光線以供應用。其低瓦特數種類的燈泡,提供電視於彩色影片拍攝、液晶投影、高空探照燈、電影放映、照相製版、投影放大儀、加速耐光環境實驗、光觸媒反應、紅外線探測技術、醫療手術光纖內視鏡、電子顯微鏡及太陽能電池IV特性測試等可模擬太陽光之理想光源。
應用領域。其高瓦特數的燈泡,、建築物的效果照明及對空中投射的效果光束。該燈泡的發光性甚至勝過太陽光可模擬太陽光亦是最接近太陽光全光譜之人造光源。
光譜分布圖
氙氣準分子燈
脈衝式氙氣準分子燈所放出來172 nm波長的真空紫外光(VUV),在許多方面都有廣泛的應用,工業上像是材料沉積技術、光化學技術、螢光燈管及電漿顯示器用途等方面例如臭氧的產生及半導體矽晶圓的表面清潔等。
與傳統UV光源相比,E-UV光源所提供的特性能增加和改進紫外線在工業、化學製備及生物醫藥上的用途。單色的光譜及可選擇特定波長的特性使得光刻工藝可以在聚焦更精確的方式下進行。而且不會產生額外的熱效應,因為E-UV光源的頻譜中不含紅外線。
用途:
1.半導體
矽晶圓的表面清潔,表面活化,軟刻蝕,預塗層處理,氧化層化學氣相沉積。
2. 平板顯示器
乾燥清潔玻璃基板,LCD製造工序,表面活化,TFT陣列制程,cell制程,C/F表面處理。
3. 環境科技
產生臭氧,阻止空氣和水污染,生產製造純淨水,分解含氯基的有機物。
4. 表面處理
各類樹脂和金屬表面活化。
EUV燈的優點
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各式窄波準分子燈光譜圖
準分子電射的英文為Excimer Laser,Excimer為 Excited Dimer 英文的前半部字元所組成,其中文意義為被激發的雙原子氣體。準分子雷射的氣體組成為惰性氣體原子,如He、Ne、Ar、Kr等與化學性質較活潑的鹵素(halogen)原子,如F、Cl、 Br等,相混合後以放電激發出高功率的紫外光。
準分子雷射之特性準分子雷射輸出紫外光,其光子能量(Photon energy)波長為(157nm351nm),以短波長直接破壞雷射照射處的化學鍵,即工件吸收短波長的準分子雷射後,將材料內部的鍵結直接打斷而完全破壞,與傳統雷射的熔化、氣化加工不同。大部份工作材料的吸收深度為數百埃(Angstrom 10-10m)因此每一脈衝(pulse)移除深度μm以下的工件材料表層,而多餘的雷射能量被移除的工件材料帶走,熱影響區較小,所以準分子雷射加工可視為冷加工。
重要的準分子雷射的種類及其波長
氣體種類波長(nm)
F 2157
ArF 193
KrCl 222
KrF 248
XeCl 308
XeF 351
準分子雷射之應用
準分子雷射在1970年代就已研發成功,目前已廣泛地應用在科學研究與工業應用方面,如鑽孔、標記(marking)、表面處理、雷射化學氣相沈積(C.V.D),物理氣相沈積(P.V.D),磁頭與光學鏡片和矽晶圓的清潔等方面,目前準分子雷射又是微機電系統(MEMS)相關微製造技術(LIGA)(Lithography + Electroforming + Micro molding 光蝕刻 + 電鑄 + 微成型的組合製程) 製程中的替代性光源,以光刻術製造微元件。記憶體IC內部的線徑與所使用的波長有0.7的比例關係,例如波長248nm的KrF準分子雷射便可以製造0.18μm線徑的記憶體IC。半導體工業若想要往深次微米,甚至奈米級的製程發展,那麼波長較短的紫外光雷射甚至超紫外光雷射被應用的機率會更大,然而製造微結構元件的紫外光雷射通常都是準分子雷射,其價格相當昂貴,因此許多研究人員希望藉由晶體倍頻技術產生價格較便宜的紫外光雷射。