세정용 UV/O3 램프의 UV가 세정이 되는 과정과 개질이 되는 메커니즘은 다음과 같습니다.
1) UV 에너지의 세기
UV는 전자기파로서 일정한 에너지를 가지고 있습니다.
모든 전자기파는 파장에 따라 일정한 에너지를 가지고 있으며, 파장이 긴 적외선은 에너지가 약하고, 파장이 짧은 자외선은 에너지가 적외선이나 가시광선에 비해 더 강하다. 물론 자외선보다 파장이 더 짧은 χ선이나 감마(δ)선은 가시광선보다 에너지가 수십 배 강합니다.
세정용 UV 램프에서 나오는 파장은 184.9nm와 253.7nm 인데 각 파장에 대한 에너지 세기는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
N = N.h.C/λ (kcal/mol)
N : 아보가드로 정수 (6.023*1023/mol)
h : 플랭크 정수 (6.626 * 1027 erg.sec)
c : 광속 (2.998 * 108 m/sec)
λ : 파장 (몇 nm)
위 식에 램프의 파장을 253.7nm로 하여 계산하면 113kcal/mol 이 나오고, 184.9nm로 하여 계산하면 154.7kcal/mol이 산출됩니다.
UV 램프에서 나오는 184.9nm(154.7kcal/mol) 대역의 에너지는 에너지의 불순물 주성분인 C-C, C-O, Si-O, SiC, C-H, C-N, O-O, O-H가 결합하고 있는 결합 에너지보다 높습니다.
유기 불순물은 주로 C-C 결합으로 이루어지는데 이러한 결합 에너지는 약 84.3kcal/mol세기를 가집니다. 이에 반해 UV(184.9nm대역)의 에너지는 154.7kcal/mol 세기를 가지고 있습니다. C-C결합 에너지의 입장에선 자신의 결합 에너지보다 2배에 가까운 에너지가 들어온 것이므로 그 에너지로 인해 원래의 결합이 끊어져 세정 및 개질이 가능해지는 것입니다.
이처럼 UV는 에너지가 강해 웬만한 불순물의 화학 결합은 대부분 끊어지고 산화되어 CO2나 수분(H2O) 등으로 증발됩니다. 여기서, ‘산화되어 증발된다’는 의미는 웨이퍼(Wafer)의 표면에서 날아가 버리고 LCD 기판 위에는 불순물이 아무것도 남지 않는다는 것으로 세정(건식 세정)이 되는 것입니다.
