KR20010066924A - 엑시머 조사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노출 상태에서 사용할 수 있는 엑시머 램프를 사용함으로써, 엑시머 광의 조사 효율을 향상시킨 엑시머 장치에 관한 것이다.

본 발명의 엑시머 조사(照射) 장치에 의하면, 엑시머 램프를 피조사체에 더욱 접근시킬 수 있어, 보다 높은 조사 효율을 실현할 수 있다. 또, 얇은 외부관을 사용할 수 있기 때문에, 엑시머 광의 투과성의 저하를 방지하여 높은 조사 효율로 조사할 수 있고, 외부 전극의 보호와 엑시머 광의 흡수 방지를 목적으로 한 질소 가스 유동 수단에 의해, 내부관 및 외부관의 냉각과 엑시머 광의 투과성의 저하를 방지할 수 있기 때문에, 높은 조사 효율로 조사할 수 있다.

또한, 본 발명의 조사 장치에 의하면, 엑시머 램프를 작은 간극으로 상호 인접시켜 배치하기 때문에, 발생한 엑시머 광을 높은 조사 효율 하에서 피조사체에 조사할 수 있고, 그 조도 분포를 보다 균일하게 할 수 있다.

Description

엑시머 조사 장치{EXCIMER IRRADIATION APPARATUS}

본 발명은 엑시머 조사(照射) 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 노출 상태에서 사용할 수 있는 엑시머 램프를 사용함으로써, 엑시머 광의 조사 효율을 더욱 향상시킨 엑시머 조사 장치에 관한 것이다.

엑시머 조사 장치는 무성 방전이라 불리는 유전체 차단 방전에 의해, 엑시머 램프로부터 단일 파장의 자외광(이하 「엑시머 광」이라 함)을 조사하는 장치이다.유전체 차단 방전은 엑시머 분자를 형성하기 위한 방전용 가스를 충전한 엑시머 램프에 고전압을 인가하여, 엑시머 램프 내에 엑시머 분자를 형성하고, 상기 엑시머 분자가 기저 상태로 천이할 때에 단일 파장의 엑시머 광을 방사하는 원리에 따른 방전 형식이다. 이러한 유전체 차단 방전을 이용한 엑시머 조사 장치는 엑시머 램프 내의 방전용 가스의 종류에 따라 172nm, 193nm, 207nm, 222nm 또는 248nm 등의 엑시머 광을 발생시킨다.

엑시머 광은 공기나 물에 반응하여 유기 화합물을 효과적으로 분해하는 여기 산소 원자나 OH 래디컬 등을 생성시킬 수 있다. 그러므로, 유기 화합물로 이루어지는 오염 물질의 분해에 바람직하게 이용되고 있다. 또, 엑시머 광은 광자 에너지가 강하기 때문에, 직접 조사체에 반응시키는 표면 개질 처리 등에 이용되고 있다. 예를 들면, 반도체 산업의 분야에 있어서는 실리콘 웨이퍼나 유리 기판을 오염시킨 유기 화합물을 분해하는 드라이 세정에 응용되거나, 반도체 재료의 표면 활성화 처리나 소프트 회분화(ashing)에 응용되고 있다. 또, 플라즈마 디스플레이 패널의 형광 발광, LCD 프로세스, 재료 관련 분야에 있어서의 수지나 금속 재료의 표면 활성화 처리, 또는 표면 개질 처리 등의 다방면에서 응용되고 있다. 또한, 엑시머 광은 환경 기술 분야에 있어서, 오존의 생성, 수중·대기의 오염 정화, 불순물을 함유하지 않은 물의 제조 공정에 이용되고 있다.

상기와 같은 응용 분야의 확대 중, 대면적의 피조사체의 각 부에 균일한 조도로 조사하고자 하는 요구나 연속하여 이동하는 공정 중에 균일한 조도로 일정 시간 조사하고자 하는 요구가 있다. 예를 들면, LCD(액정 패널)나 PDP(플라즈마 디스플레이 패널) 등의 대면적의 표시 소자에 대하여, 그곳에 부착되는 오염 물질을 효율적으로 분해하는 것이 가능한 엑시머 조사 장치가 요구되고 있다.

최근, 이러한 엑시머 조사 장치의 현재 상태 및 요구에 대해서는 발생하는 엑시머 광을 효율적으로 조사하기 위한 고안이 다양하게 검토되고 있다. 예를 들면, (a) 엑시머 램프가 장착되는 박스 내에 질소 가스를 흐르게 함으로써, 엑시머 램프로부터 발생하는 엑시머 광이 흡수되지 않도록 하거나, (b) 엑시머 램프가 장착되는 박스의 유리창이나 엑시머 램프의 방전 용량을 투과성이 우수한 석영 유리로 재질 변경함으로써, 엑시머 광의 투과성을 높이거나, (c) 엑시머 램프의 배면측에 반사판을 설치하거나, 그 반사판의 형상을 고안하고 있다.

그러나, 엑시머 램프가 장착되는 박스 내에 질소 가스를 흐르게 하는 경우에는 엑시머 광을 투과하는 유리창이 충분한 강도를 가질 필요가 있기 때문에, 유리창을 두껍게 하지 않으면 안 되어, 그 결과 엑시머 광의 투과율이 감소되는 문제가 있다. 이 경우, 보다 투과성이 우수한 석영 유리를 사용하는 것도 가능하지만, 강도 부족은 여전히 해결되지 않는다. 그러므로, 두꺼운 석영 유리를 사용하지 않으면 안 되어, 고가이며 경제적이지 않다는 문제가 있다.

또, 균일한 조도 분포로 조사 가능한 엑시머 조사 장치는 아직 개발되지 않아 엑시머 조사 장치에 대한 상기 요구를 만족시키지 못하고 있다.

도 1은 본 발명의 엑시머 조사 장치의 일례를 나타낸 정면 단면도.

도 2는 본 발명의 엑시머 조사 장치의 다른 일례를 나타낸 정면 단면도.

도 3은 도 1 및 도 2의 엑시머 조사 장치의 개략 형태를 나타낸 측면도.

도 4는 도 1의 엑시머 조사 장치의 평면도.

도 5는 대면적의 조사면을 가지는 엑시머 조사 장치의 일례를 나타낸 평면도.

도 6은 도 1의 엑시머 램프의 세로 방향의 단면도.

도 7은 도 1의 엑시머 램프의 가로 방향의 단면도.

도 8은 본 발명의 엑시머 램프의 다른 예를 나타낸 단면도.

도 9는 도 8에 나타낸 엑시머 램프의 내부관과 내부 전극의 관계를 나타낸 단면도.

도 10은 본 발명의 엑시머 램프의 다른 예를 나타낸 단면도.

도 11은 본 발명의 엑시머 램프의 다른 예를 나타낸 단면도.

도 12는 도 11에 나타낸 엑시머 램프의 내부관과 내부 전극의 관계를 나타낸 단면도.

도 13은 엑시머 램프의 내부관과 내부 전극의 관계를 나타낸 단면도.

도 14는 엑시머 램프의 내부관과 내부 전극의 관계를 나타낸 단면도.

도 15는 고주파 전압을 출력하는 전원부의 일례를 나타낸 설명도.

도 16은 고주파 전압을 출력하는 전원부의 다른 일례를 나타낸 설명도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1,41:엑시머 조사 장치, 2:엑시머 램프, 3:질소 가스, 4:엑시머 방전관, 5:외부 전극, 6:외부관, 7:내부관, 8:내부 전극, 9: 방전용 가스, 10:반사체, 11:유입구, 12:유출구, 13:소경관, 21:개방 케이스, 42:조사면, 51,61:전원부, 52:고주파 전원, 53:매칭 컨트롤러, 54,64:교류 전력, 55:순환 냉각 장치, 62:직류 전원, 63:파워 컨트롤러, 65:발진기, 66:증폭기, 67:Q값 조정기, g:간극, d:내부관의 내경, L:내부 전극의 길이, D:내부 전극의 외경, V:조사면의 세로 길이, W:조사면의 가로 길이, L1,L2:인덕턴스, C1,C2:가변 콘덴서, Z1:출력 임피던스, Z2:입력 임피던스.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 노출 상태에서 사용할 수 있는 엑시머 램프를 사용하고, 엑시머 광의 조사 효율과 피조사체 상의 조도 분포의 균일성을 더욱 향상시킨 엑시머 조사 장치의 제공을 목적으로 한다.

청구항 1의 발명은 노출 상태에서 배치되는 엑시머 램프를 둘 이상 가지는 엑시머 조사 장치로서, 상기 엑시머 램프는 엑시머 방전관과 상기 엑시머 방전관의 외측에 배치되는 외부 전극과, 상기 외부 전극의 보다 외측에 배치되는 외부관과, 상기 엑시머 방전관의 내측에 배치되는 내부관과, 상기 내부관 내에 배치되는 내부 전극과, 상기 엑시머 방전관과 상기 내부관 사이의 밀폐 공간에 충전된 방전용 가스와, 상기 내부관 내의 공간 및 상기 외부관과 상기 엑시머 방전관 사이의 공간 내에 질소 가스를 유입출시키는 질소 가스 유동 수단을 가지는 데에 특징을 갖는다.

본 발명에 의하면, 둘 이상의 엑시머 램프가 노출 상태에서 개방 케이스에 배치되기 때문에, 엑시머 램프를 피조사체에 접근시켜 조사 효율을 향상시킬 수 있다. 또, 종래와 같이 엑시머 램프가 장착되어 있는 박스 내에 질소를 유입할 필요가 없고, 유리창이나 두꺼운 석영 유리도 필요하지 않게 되므로, 매우 경제적이다. 또, 얇은 외부관을 사용할 수 있기 때문에, 엑시머 광의 투과성의 저하를 방지하여 높은 조사 효율로 조사할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 외부 전극의 보호와 엑시머 광의 흡수 방지를 목적으로 한 질소 가스 유동 수단을 가지고 있기 때문에, 엑시머 광의 투과성의 저하를 방지할 수 있는 동시에, 내부관과 외부관을 냉각할 수도 있고, 높은 조사 효율로 조사할 수 있다.

청구항 2의 발명은 청구항 1에 기재된 엑시머 조사 장치에 있어서, 상기 외부관이 원형 단면으로 이루어지는 중공관에 있어서, 하나의 엑시머 램프의 외부관의 외주면과, 인접하는 다른 엑시머 램프의 외부관의 외주면의 간극 g가 50mm 이하인 데에 특징을 갖는다.

본 발명에 의하면, 인접하는 엑시머 램프를 50mm 이하의 간극 g로 상호 배치하기 때문에, 발생한 엑시머 광을 높은 조도 효율 하에서 피조사체에 조사할 수 있는 동시에, 그 조도 분포를 보다 균일하게 할 수 있다. 게다가, 사용하는 외부관은 강도가 우수한 원형 단면으로 이루어지는 중공관이기 때문에, 유입출시키는 질소 가스압에도 충분히 견딜 수 있어, 외부관의 두께를 얇게 할 수 있다. 그 결과, 엑시머 광의 투과성의 저하를 방지할 수 있기 때문에, 높은 조사 효율로 조사할 수 있다.

청구항 3의 발명은 청구항 1에 기재된 엑시머 조사 장치에 있어서, 상기 외부관이 4변형 단면으로 이루어지는 중공관에 있어서, 하나의 엑시머 램프의 외부관의 외주 평면과, 인접하는 다른 엑시머 램프의 외부관의 외주 평면의 간극 g가 10mm 이하인 데에 특징을 갖는다.

본 발명에 의하면, 인접하는 엑시머 램프를 10mm 이하의 간극 g로 상호 인접하게 배치하기 때문에, 발생한 엑시머 광을 높은 조사 효율 하에서 피조사체에 조사할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 엑시머 램프의 피조사체측도 납작한 평면으로 되기 때문에, 외부관과 피조사체의 각 부의 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 엑시머 램프로부터 조사하는 엑시머 광의 공기 중에서의 감쇠가 피조사체의 각 부에서 일정하게 되고, 또한 그 감쇠도 작기 때문에, 피조사체의 각 부에서의조도 분포의 균일성을 매우 향상시킬 수 있다. 또, 상기 원형 단면의 외부관의 경우와 마찬가지로, 외부관의 강도가 높기 때문에, 외부관의 두께를 얇게 하여 엑시머 광의 투과성의 저하를 방지하고, 높은 조도 효율로의 조사를 달성할 수 있다.

청구항 4의 발명은 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 엑시머 조사 장치에 있어서, 고주파 전원을 추가로 구비하고, 당해 고주파 전원은 상기 엑시머 램프의 정전(靜電) 용량과 공진점이 일치하는 1∼20MHz 범위 내의 고주파 전압을 인가하는 데에 특징을 갖는다.

본 발명에 의하면, 고주파 전원에 의해, 엑시머 램프의 정전 용량과 공진점이 일치하는 1∼20MHz 범위 내의 고주파 전압을 인가하기 때문에, 엑시머 광의 발생에 필요한 인가 전력을 작게 억제할 수 있다. 그 결과, 인가 전원에 대한 발광 효율이 향상되기 때문에, 엑시머 램프의 발열을 억제하고, 엑시머 조사 장치의 온도 상승을 억제할 수 있다. 이러한 온도 상승의 억제 효과는 다수의 엑시머 램프를 구비하는 대면적 조사형의 엑시머 조사 장치에 있어서 특히 바람직하다.

청구항 5의 발명은 청구항 4에 기재된 엑시머 조사 장치에 있어서, 상기 고주파 전압이 1∼3kV의 범위 내인 데에 특징을 갖는다.

본 발명에 의하면, 엑시머 램프에 인가되는 고주파 전압이 상기 범위 내이기 때문에, 엑시머 램프의 발열과 엑시머 조사 장치의 온도 상승을 억제하는 데에 특히 바람직하다.

청구항 6의 발명은 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 엑시머 조사 장치에 있어서, 상기 내부관의 내경 d와 상기 내부 전극의 외경 D의 비(d/D)가 1.1 이상 3.0 이하인 데에 특징을 갖는다.

본 발명에 의하면, 내부관과 내부 전극 사이에 일정한 간극이 형성되므로, 냉각 매체인 질소 가스를 내부관 내에 용이하게 도입시킬 수 있다. 그 결과, 내부관을 효율적으로 냉각할 수 있다.

청구항 7의 발명은 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 엑시머 조사 장치에 있어서, 상기 내부 전극의 길이 L과 상기 내부 전극의 외경 D의 비(L/D)가 10 이상 100 이하인 데에 특징을 갖는다.

본 발명에 의하면, L/D를 상기 범위 내로 함으로써, 내부 전극이 배치되는 내부관을 질소 가스에 의해 효율적으로 냉각할 수 있다.

청구항 8의 발명은 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 엑시머 조사 장치에 있어서, 동등한 간격으로 배치된 상기 엑시머 램프로 구성되는 조사면이 상기 엑시머 램프의 실효 길이에 상당하는 세로 길이 V와, 상기 엑시머 램프의 실효 길이의 2배 이상의 길이에 상당하는 가로 길이 W로 이루어지는 데에 특징을 갖는다.

본 발명에 의하면, 동등한 간격으로 배치된 엑시머 램프로 구성되는 조사면이 세로 길이 V와 가로 길이 W로 이루어지는 큰 면적으로 되어 있기 때문에, 대면적의 피조사체의 각 부에 균일한 조도로 조사하거나, 연속하여 이동하는 공정 중에 균일한 조도로 일정 시간 조사할 수 있다.

다음에, 도면을 참조하면서 본 발명의 엑시머 조사 장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 엑시머 조사 장치의 일례를 나타낸 정면 단면도이며, 도 2는 본 발명의 엑시머 조사 장치의 다른 일례를 나타낸 정면 단면도이다. 도 3은 도 1 및 도 2의 엑시머 조사 장치를 나타낸 측면도이며, 도 4는 도 1의 엑시머 조사 장치의 평면도이다. 도 5는 대면적의 조사면을 가지는 엑시머 조사 장치의 일례를 나타낸 평면도이다. 도 6은 도 1에서 사용한 엑시머 램프의 세로 방향의 단면도이며, 도 7은 도 1에서 사용한 엑시머 램프의 가로 방향의 단면도이다.

본 발명은 노출 상태에서 사용할 수 있는 엑시머 램프(2), 내부관(7) 내와 외부관(6) 내에 질소 가스(3)를 유입출시키는 질소 가스 유동 수단, 외부관(6)의 단면 형상, 엑시머 램프(2) 상호간의 간격 g 등의 특징적인 수단을 취함으로써, 상기한 종래의 문제를 해결한 것이다. 그리고, 도 4 및 도 5의 해칭은 외부관(6)을 나타내고 있다.

본 발명의 엑시머 조사 장치(1)의 특징은 노출 상태에서 개방 케이스(21)에 배치되는 엑시머 램프(2)를 둘 이상(도 1에 있어서는 4개)을 설치하고, 그 엑시머 램프(2)가 직접 피조사체에 마주보도록 일정 간격으로 나란히 배치한 것이다. 엑시머 램프(2)의 수는 특별히 한정이 없고, 다수의 엑시머 램프(2)를 개방 케이스(21)에 배치하여 대면적의 조사면(42)을 가지는 엑시머 조사 장치(41)로 할 수도 있다(도 5 참조). 엑시머 조사 장치(1)의 엑시머 램프(2) 이외의 부분에는 고주파 전원이나 질소 가스 유동 수단에 사용하는 유량 조절판 등을 설치할 수 있다. 또, 피조사체의 반대측에는 엑시머 램프(2)로부터 조사된 엑시머 광을 반사하기 위한 반사체(10)를 형성할 수도 있다.

본 발명에 있어서는, 노출 상태의 엑시머 램프(2)를 나란히 배치함으로써,엑시머 램프(2)를 피조사체에 더욱 접근시킬 수 있다. 그 결과, 엑시머 램프(2)의 조사 효율의 향상과 조도 분포의 균일화를 도모할 수 있다. 그리고, 본 발명의 엑시머 조사 장치(1)는 종래와 같은 석영 유리창을 개방 케이스(21)의 피조사체측의 표면에 설치하지 않기 때문에, 경제적으로도 이점이 있다.

(1) 엑시머 램프

엑시머 램프(2)는 엑시머 방전관(4)과 엑시머 방전관(4)의 외측에 배치되는 외부 전극(5)과, 외부 전극(5)의 보다 외측에 배치되는 외부관(6)과, 엑시머 방전관(4)의 내측에 배치되는 내부관(7)과, 내부관(7) 중에 배치되는 내부 전극(8)과, 엑시머 방전관(4)과 내부관(7) 사이의 밀폐 공간에 충전된 방전용 가스(9)를 가지고 있다. 그리고, 상기 엑시머 램프(2)는 엑시머 램프의 세로 방향의 양단 또는 양단 부근을 개방 케이스(21)에 고정하여 장착하고 있다(도 3 또는 도 4를 참조). 또한, 본 발명에 있어서는 내부관(7) 내의 공간 내 및 외부관(6)과 엑시머 방전관(4) 사이의 공간 내에 질소 가스(3)를 유입출시키는 질소 가스 유동 수단을 가지고 있다.

엑시머 방전관(4)은 그 내측에 배치되는 내부관(7)과의 사이의 밀폐 공간에 소정 종류의 방전용 가스(9)가 충전된 관형 용기이다. 엑시머 방전관(4)의 재질은 발생한 엑시머 광이 투과하기 쉬운 유전체로 이루어져 있다. 통상, 광 투과성이 우수한 석영관 또는 합성 석영관이 사용된다. 그 석영관 또는 합성 석영관의 두께는 1.0∼2.0mm 정도의 것이 사용된다. 그리고, 엑시머 방전관(4)의 길이나 직경은 피조사체의 크기나 조사시간을 토대로 설계되는 조사면의 면적에 따라 임의로 설정된다. 통상, 외경이 20∼40mm 정도이며, 길이가 100∼1000mm 정도의 석영관이 사용된다. 엑시머 방전관(4)은 선단이 밀폐된 것이 바람직하게 사용된다. 양단이 개방된 것인 경우에는 그 선단부는 테플론 실 등에 의해 밀폐된다.

방전용 가스(9)는 엑시머 방전관(4) 내에 봉입된다. 엑시머 램프(2)는 엑시머 방전관(4)의 내외에 형성된 내부 전극(8)과 외부 전극(5) 사이에 고주파 전압이 인가됨으로써, 봉입한 방전용 가스(9)의 종류에 따른 파장의 엑시머 광을 발생한다. 방전용 가스(9)의 종류와 엑시머 광의 파장의 관계는 예를 들면 크립톤(Kr) 가스에서는 146nm, 크세논(Xe) 가스에서는 172nm, KrI 가스에서는 191nm, ArF 가스에서는 193nm, KrCI 가스에서는 222nm, KrF 가스에서는 248nm의 엑시머 광이 각각 단일 파장으로 발생한다. 그러므로, 방전용 가스(9)를 임의로 선정함으로써, 이용 목적에 따른 엑시머 광을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 소자나 부품에 부착된 유기 화합물의 분해에는 172nm 또는 222nm의 파장의 엑시머 광이 바람직하게 적용된다. 상기 파장의 엑시머 광은 대기중 또는 액체중의 산소로부터 산화력이 강한 많은 여기 산소 원자를 직접 생성할 수 있다. 그러므로, 광자의 에너지가 강해, 유기 화합물 중의 C-C, C-O, C-H, C-CI 등의 결합을 용이하게 절단할 수 있고, 여기에 여기 산소 원자가 반응하여 유기 화합물을 분해할 수 있다. 그리고, 엑시머 방전관(4) 내의 방전용 가스(9)의 내압은 가스의 종류 및 원하는 엑시머 광의 조도에 따라 임의로 설정되지만, 통상은 10∼60kPa 정도이다.

외부 전극(5)은 엑시머 방전관(4)의 외주 표면의 전역에 걸쳐 배치되고, 스테인레스 강철, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 산화구리, 또는 그들의 합금, 산화이트륨, 산화이트륨알루미늄 등과 같은 양호한 금속 도전성을 나타내어 방전율이 높아지는 것이 바람직하게 선정된다. 외부 전극(5)의 형상은 판형, 그물코형 등 특별히 한정되지 않는다. 그리고, 원형, 사각형, 육각형 등의 관통공이 다수 형성된 두께 0.5mm 정도의 팬팅(panting) 메탈은 엑시머 방전관(4)으로부터 조사되는 엑시머 광의 광로를 그다지 방해하지 않기 때문에, 바람직하게 사용된다.

외부관(6)은 외부 전극(5)의 보다 외측에 배치되고, 원형 단면 또는 4변형 단면으로 이루어지는 석영관 또는 합성 석영관이 사용된다. 상기 외부관(6)은 엑시머 방전관(4)과의 사이에 공간을 형성한다. 외부관(6)의 단부는 그 공간 내에 외부 전극(5)의 산화 방지와 엑시머 광의 흡수 방지를 목적으로 한 질소 가스(3)가 유입출될 수 있도록 가공되어 있다. 외부관(6)은 강도가 우수한 원형 단면 또는 4변형 단면으로 이루어지는 중공관이기 때문에, 그곳에 유입출되는 질소 가스압에도 충분히 견딜 수 있다. 그러므로, 외부관(6)의 두께를 1.0∼2.0mm 정도로 얇게 할 수 있다. 본 발명에 있어서는 상기와 같이 외부관(6)을 얇게 할 수 있기 때문에, 엑시머 방전관(4)으로부터 조사되는 엑시머 광이 외부관(6)을 통과할 때에 투과율이 저하되는 것을 매우 작게 할 수 있다. 그러므로, 노출 상태에서 사용할 수 있고, 충분한 조사 효율로 피조사체에 조사할 수 있다.

외부관(6)의 크기는 원형 단면 및 4변형 단면으로 이루어지는 어떠한 외부관에 있어서도 외경 50∼80mm 정도의 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 그러나, 외부관(6)의 크기에 대해서는 그 내측에 설치되는 엑시머 방전관(4)의 크기나 엑시머 조사 장치 전체의 구성, 크기, 비용, 취급의 용이함 등에 따라서도 상이하기 때문에, 특별히 한정되는 것은 아니다. 그리고, 외부관(6)의 길이는 엑시머 방전관(4)의 길이에 대응한 것이 사용된다. 외부관(6)은 양단이 개방된 것이어도 되고, 선단부가 밀폐된 것이어도 되고 특별히 한정되지 않는다. 개방된 관인 경우에는 그 선단부는 테플론 실 등으로 밀폐된다.

내부관(7)은 엑시머 방전관(4) 내의 대개 중심에 설치되고, 통상 석영관 또는 합성 석영관이 사용된다. 상기 내부관(7)은 그 내측에 형성된 내부 전극(8)과 그 한 쪽의 단부에 형성된 질소 가스(3)의 유입구(11) 및 유출구(12)를 구비하고 있다. 내부관(7)은 통상 그 선단이 밀폐된 것이 사용된다(도 6을 참조).

내부관(7) 내에는 그 유출구(11)로부터 질소 가스(3)가 도입되고, 상기 질소 가스(3)에 의해 내부관(7)이 냉각된다. 질소 가스(3)의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 시판되는 질소 가스 등을 사용할 수 있다. 내부관(7) 내에 도입하는 질소 가스(3)의 온도를 열 교환기 등에 의해 낮추어 놓음으로써, 내부관(7)을 한층 더 냉각시킬 수 있다. 질소 가스(3)에 의해 냉각된 내부관(7)은 그 열화 수명이 향상되어 엑시머 방전관(4)의 열화 수명과 같은 정도로 되기 때문에, 엑시머 램프 전체로서 보았을 때, 그 수명을 향상시킬 수 있다.

내부 전극(8)은 내부관(7)의 내측에 형성되고, 전술한 외부 전극(5)에서 사용되는 재료와 같은 종류의 재료를 사용할 수 있고, 양호한 금속 도전성을 나타내어 방전율이 높아지는 것이 바람직하게 선정된다. 내부 전극(8)은 내부관(7) 중에 배치되므로, 방전용 가스(9)에 직접 접촉되지 않는다. 이로써, 유전체 차단 방전이 내부관(7) 상의 각 부분에서 한결같이 생긴다는 바람직한 효과가 얻어진다. 그리고, 내부 전극(8)의 형상은 봉형, 관형, 망형 등 특별히 한정되지 않지만, 유입구(11)로부터 들어온 질소 가스(3)가 내부관(7) 내를 통과하기 쉬운 형상인 것이 바람직하다. 망형 전극은 망 사이에 공간이 있고, 질소 가스(3)가 통과하기 쉬운 것이 바람직하게 사용된다.

여기서, 내부관(7)과 봉형 또는 관형의 내부 전극(8)의 관계에 대해 설명한다. 도 8, 도 10 및 도 11은 본 발명의 엑시머 램프의 다른 예를 나타낸 단면도이다. 도 9, 도 12∼도 14는 엑시머 램프의 내부관(7)과 내부 전극(8)의 단면도이다. 그리고, 도 8, 도 10 및 도 11의 엑시머 램프에 있어서는, 편의상, 외부관을 생략한 형태로 설명한다.

내부관(7)의 내경 d와 내부 전극(8)의 외경 D의 비(d/D)는 질소 가스(3)가 내부관(7) 내에 용이하게 도입되도록, 1.1 이상 3.0 이하인 것이 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써, 질소 가스(3)를 내부관(7) 내에 용이하게 유입할 수 있다. d/D의 비가 1.1 미만인 경우에는 내부관(7)과 내부 전극(8) 사이의 간극이 작기 때문에, 내부관(7) 내에서의 질소 가스(3)의 흐름이 불량하여 내부관(7)을 충분히 냉각할 수 없는 경우가 있다. 한편, d/D의 비가 3.0을 넘으면, 질소 가스(3)의 흐름이 양호하기 때문에 내부관(7)을 충분히 냉각할 수 있으나, 내부관(7)이 두꺼워져 엑시머 램프 전체가 두꺼워지거나 내부 전극(8)이 가늘어져 균일한 방전을 일으키지 못할 우려가 있다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 내부관(7)의 양단이 개방되어 있는 경우에는 내부 전극(8)을 봉 형상으로 함으로써, 그 한 끝으로부터 다른 끝으로 질소 가스(3)를 용이하게 흐르게 할 수 있어, 내부관(7)을 효율적으로 냉각할 수 있다. 한편, 도 11에 나타낸 바와 같이, 내부관(7)의 한 끝이 밀폐되어 있는 경우에는 파이프 형상의 내부 전극(8)으로 함으로써, 파이프 형상의 내부 전극(8)의 외측 또는 내측으로부터 유입시킨 질소 가스(3)를 그 내측 또는 외측으로부터 유출시켜, 내부관(7)을 효율적으로 냉각할 수 있다. 그리고, 파이프 형상의 내부 전극(8)을 사용한 경우도 내부관(7)의 내경 d와 파이프 형상의 내부 전극(8)의 외경 D의 비는 전술한 범위 내인 것이 바람직하다.

또, 내부관(7)의 한 끝이 밀폐되어 있는 경우에 있어서, 질소 가스(3)를 내부관(7) 내에 도입하기 위한 소경관(小徑管)(13)을 봉 형상의 내부 전극(8)을 따라 내부관(7) 내의 밀폐된 한쪽 끝까지 또는 적당한 위치까지 삽입해도 된다(도 13을 참조). 이로써, 질소 가스(3)를 내부관(7) 내에 용이하게 도입시킬 수 있다. 또한, 도 14에 나타낸 바와 같이, 내부관(7) 내에 배치하는 내부 전극(8)의 형상을 평판 형상으로 함으로써, 질소 가스(3)의 유입측과 유출측을 나눌 수 있다. 이로써, 질소 가스(3)를 내부관(7) 내에 용이하게 도입할 수 있다.

또한, 내부 전극의 길이 L과 내부 전극의 외경 D의 비에 대해 설명한다.

본 발명에 있어서, 내부 전극(8)의 길이 L과 내부 전극(8)의 외경 D의 비(L/D)가 10 이상 100 이하인 것이 바람직하다. 내부 전극(8)의 길이 L은 엑시머 램프(2)의 길이와 비례 관계에 있고, 엑시머 램프(2)의 길이에 따라 내부 전극(8)의 길이 L도 대략 결정된다. 내부 전극(8)의 외경 D는 엑시머 램프(2) 전체의 두께에 관계되기 때문에, 내부 전극(8)의 외경 D가 커짐에 따라 내부관(7) 및 엑시머방전관(4)도 두꺼워지고, 엑시머 램프(2) 전체가 두꺼운 형상으로 된다. L/D가 10 미만인 경우에는 이른바 두꺼운 내부 전극(8)을 사용하게 되므로, 내부관(7) 내에 도입된 질소 가스(3)에 의해 내부관(7)을 충분히 냉각할 수 있으나, 엑시머 램프(2) 전체가 두꺼워지기 때문에, 엑시머 광을 발광하는 엑시머 램프(2)의 표면적이 작아져 그다지 효율적이지 않다. L/D가 100을 넘는 경우에는 가늘고 긴 내부 전극(8)을 사용하게 되므로, 내부관(7) 내에 질소 가스(3)를 충분히 도입하지 못할 우려가 있어, 내부관(7)의 냉각이 불충분해질 우려가 있다. 또, L/D가 상기 범위 내이면 내부 전극(8)의 길이 L이나 그 외경 D는 특별히 한정되지 않고, 긴 내부 전극(8)이어도 되고 짧은 내부 전극(8)이어도 된다.

다음에, 질소 가스 유동 수단에 대해 설명한다.

본 발명에 있어서는 질소 가스(3)를 내부관(7) 내의 공간 내 및 외부관(6)과 엑시머 방전관(4) 사이의 공간 내에 유입출시키는 질소 가스 유동 수단을 가지고 있다. 그러므로, 도 6에 나타낸 바와 같이 각각의 공간 내에 질소 가스(3)를 용이하게 유입출시키기 위한 유입구(11)나 유출구(12)를 형성하고 있다.

이러한 질소 가스 유동 수단에 의해, 내부관(7)이나 외부관(6)이 엑시머 광이나 열로 서서히 열화되는 정도를 엑시머 방전관(4)의 열화 정도와 같은 정도로 할 수 있다. 그 결과, 엑시머 램프(2) 전체로서의 수명을 향상시킬 수 있다. 특히, 200nm 이하의 진공 자외선 영역의 파장의 엑시머 광을 발생시키는 엑시머 램프 발생 장치(20)에서는 그 내부관(7)의 열화를 한층 더 억제할 수 있다.

질소 가스(3)의 유입출 경로는 도 6에 나타낸 바와 같이, (i) 내부관(7)에유입구(11)를 형성하고, (ii) 내부관(7)과 외부관(7) 사이에서는 내부관(7) 내의 질소 가스(3)가 외부관(6) 내의 공간에 유입되기 위한 유입출 경로를 형성하고, (iii) 외부관(6)에는 유출구(12)를 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 질소 가스(3)를 최초로 외부관(6)에 유입시키고, 그 후 내부관(7)에 유입되는 유입출 경로로 해도 된다. 또, 내부관(7)용과 외부관(6)용으로 각각 형성할 수도 있다. 또, 유입되는 질소 가스(3)가 내부관(7) 내의 공간이나 외부관(6) 내의 공간을 용이하게 흐르도록 양단이 개구된 내부관(7)이나 외부관(6)을 사용할 수도 있다. 또, 한 끝이 개구된 내부관(7)이나 외부관(6)을 사용하는 경우에는, 소경관(13)을 삽입하여 내부관(7)이나 외부관(6)의 끝까지 질소 가스(3)를 유도할 수도 있다.

질소 가스(3)는 전술한 공간 내에 가압 상태로 유지하면서 유입출시키는 것이 바람직하다. 질소 가스(3)의 유입출은 외부 전극(5) 및 내부 전극(8)의 산화 방지와 엑시머 광의 흡수 방지를 목적으로 한 것이다. 게다가, 본 발명에 있어서는, 외부관(6)이 강도가 우수한 원형 단면 또는 4변형 단면으로 이루어지는 중공관이기 때문에, 가압 상태의 질소 가스압에도 충분히 견딜 수 있어, 외부관(6)의 두께를 얇게 할 수 있다. 그 결과, 종래와 같은 두꺼운 석영 유리창을 사용한 경우와는 상이하게 엑시머 광의 투과성을 저하시키지 않아, 높은 조사 효율로 조사할 수 있는 동시에 경제적으로도 바람직하다.

질소 가스 유동 수단에는 질소 가스(3)의 순환 냉각 장치(55)도 포함되고, 또한 순환 냉각 장치(55)에는 순환되는 질소 가스(3)를 냉각하는 열 교환기나 여과 필터 등을 필요에 따라 설치할 수 있다. 상기 순환 냉각 장치(55)에 의해, 질소가스(3)를 순환시킬 수 있기 때문에, 경제성이 우수하다. 또, 열 교환이나 여과를 행함으로써, 냉각 성능이 우수한 질소 가스(3)를 내부관(7)이나 외부관(6) 내에 도입시킬 수 있다.

그리고, 본 발명에서는 경제성이나 안정성 등도 고려하여 질소 가스(3)를 들고 있으나, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이면, 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 사용할 수도 있다.

(2) 엑시머 조사 장치

본 발명의 엑시머 조사 장치(1)는 노출 상태에서 배치되는 엑시머 램프(2)를 둘 이상 가지는 것이다.

본 발명에 있어서, 원형 단면으로 이루어지는 외부관(6)을 구비한 엑시머 램프(2)를 사용하는 경우(도 1 참조)에는 하나의 엑시머 램프(2)의 외부관(6)의 외주면과, 인접하는 다른 엑시머 램프의 외부관(6)의 외주면의 간극 g를 50mm 이하, 특히 20mm 이하로 하는 것이 바람직하다.

이러한 간격으로 배치함으로써, 발생한 엑시머 광을 높은 조사 효율 하에서 피조사체에 조사할 수 있고, 그 조도 분포를 보다 균일하게 할 수 있다. 게다가, 원형 단면으로 이루어지는 외부관(6)은 강도가 우수하므로, 유입출시키는 질소 가스압에도 충분히 견딜 수 있어, 외부관(6)의 두께를 얇게 할 수 있다. 그 결과, 엑시머 광의 투과성의 저하를 방지할 수 있기 때문에, 높은 조사 효율로 조사할 수 있다. 그리고, 도 1에 나타낸 엑시머 조사 장치(1)를 사용하는 경우에는 그 엑시머 조사 장치(1)를 요동시키거나, 스캔하거나, 고정하거나 하여 사용하는 것이 바람직하다.

4변형 단면으로 이루어지는 외부관(6)을 구비한 엑시머 램프(2)를 사용하는 경우(도 2를 참조)에는 하나의 엑시머 램프(2)의 외부관(6)의 외주 평면과, 인접하는 다른 엑시머 램프의 외부관(6)의 외주 평면의 간극 g를 10mm 이하, 특히 5mm 이하로 하는 것이 바람직하다.

이러한 간격으로 배치함으로써, 발생한 엑시머 광을 높은 조사 효율 하에서 피조사체에 조사할 수 있다. 또한, 엑시머 램프(2)의 피조사체측도 납작한 평면으로 되기 때문에(도 2를 참조), 외부관(6)과 피조사체의 각 부의 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 엑시머 램프(2)로부터 조사하는 엑시머 광의 공기 중에서의 감쇠가 피조사체의 각 부에서 일정해지고, 또한 그 감쇠도 작기 때문에, 피조사체의 각 부에서의 조도 분포의 균일성을 매우 향상시킬 수 있다. 또, 상기 원형 단면의 외부관(6)의 경우와 마찬가지로 외부관(6)의 강도가 높기 때문에, 외부관(6)의 두께를 얇게 하여 엑시머 광의 투과성의 저하를 방지하고, 높은 조사 효율로의 조사를 달성할 수 있다. 그리고, 도 2에 나타낸 엑시머 조사 장치는 도 1의 엑시머 조사 장치보다도 조도 분포가 우수하기 때문에, 그 엑시머 조사 장치를 고정한 채여도 중분히 우수한 조도 분포로 조사할 수 있다.

상기 어떠한 경우에 있어서도, 엑시머 램프 상호를 밀착시켜 배치해도 된다. 조도 분포의 균일화는 피조사체에 대한 처리 시간 등의 상위로서 현저하게 나타나고, 예를 들면, 피조사체 상에 부착된 유기 불순물의 분해 속도를 향상시켜, 처리 시간을 단축시킬 수 있다. 한편, 엑시머 램프(2)를 전술한 범위의 간극 g를 넘은범위에서 배치한 경우에는 피조사체의 조도 분포가 흐트러지게 된다.

엑시머 조사 장치(1)에는 엑시머 램프(2)의 뒤쪽에 반사체(10)를 형성할 수도 있다. 반사체(10)는 피조사체의 반대측, 즉 엑시머 램프(2)의 뒤쪽을 향하여 조사된 엑시머 광을 피조사체측에 반사시키는 역할을 담당하는 것이다. 통상, 경면 가공된 스테인레스 강철 또는 코팅된 알루미늄재가 사용되지만, 엑시머 광을 바람직하게 반사하는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명의 엑시머 조사 장치(1)는 피조사체 상으로의 조사 효율이 우수하고, 조사 분포도 우수하므로, 도 1이나 도 2에 나타낸 바와 같은 평평한 형상의 반사체(10)로 충분하지만, 특별히 그 형상은 한정되지 않는다.

도 5는 대면적의 조사면(42)을 가지는 엑시머 조사 장치(41)의 일례를 나타내고 있다. 상기 엑시머 조사 장치(41)는 동등한 간격으로 배치된 엑시머 램프(2)로 구성되는 조사면(42)이 엑시머 램프(2)의 실효 길이에 상당하는 세로 길이 V와, 엑시머 램프(2)의 실효 길이의 2배 이상의 길이에 상당하는 가로 길이 W로 이루어지는 것이다.

이러한 구성으로 이루어지는 엑시머 조사 장치(41)는 대면적의 피조사체의 각 부에 균일한 조도로 조사하거나 연속하여 이동하는 공정 중에 균일한 조도로 일정 시간 조사할 수 있다. 그러므로, 대면적의 LCD(액정 패널)나 PDP(플라즈마 디스플레이 패널) 등의 표시 소자에 대하여, 그곳에 부착되는 오염 물질을 효율적인 엑시머 조사 처리에 의해 분해할 수 있다. 그리고, 여기서 말하는 실효 길이라는 것은 엑시머 램프(2)의 전체 길이 중, 엑시머 광의 조사에 관한 부분의 길이이다.

도 5의 엑시머 조사 장치(41)에 있어서는 긴 엑시머 램프를 소수 설치해도 되고, 짧은 엑시머 램프를 다수 설치해도 되지만, 보전 관리 등을 포함한 경제성을 고려하면 짧은 엑시머 램프를 다수 설치하는 것이 바람직하다.

다음에, 전원부에 대해 설명한다.

전원부는 엑시머 램프(2)를 구성하는 외부 전극(5)과 내부 전극(8) 사이에 고주파 전압을 인가하기 위해 형성된다.

고주파 전압은 엑시머 램프(2)의 정전 용량과 공진점이 일치하는 1∼20㎒ 범위 내의 고주파에서 전원부로부터 출력된다. 이러한 고주파 전압은 예를 들면 1∼3kV라는 낮은 전압이어도 엑시머 램프(2)에 무성 방전(이른바 유전체 차단 방전)을 용이하게 일으킬 수 있다. 이 점은 엑시머 램프(2)에 인가하는 전력을 저하시켜도 충분한 엑시머 광의 발생을 가능하게 하므로, 엑시머 램프(2)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 엑시머 램프(2)의 발열 및 그 발열에 따르는 엑시머 조사 장치(1)의 고온 상승을 억제할 수 있고, 다수의 엑시머 램프(2)를 구비하는 엑시머 조사 장치(1, 41)를 구성하는 것이 가능해진다.

도 15와 도 16은 전술한 고주파 전압을 출력하는 전원부의 일례를 나타낸 설명도이다. 그리고, 여기에 있어서도, 편의상, 외부관을 생략한 엑시머 램프의 형태로 설명한다.

어떠한 전원부(51, 61)도 1∼20㎒ 범위 내의 주파수에서 고주파 전압을 인가할 수 있는 전원 회로로 구성된다. 도 15는 소정의 주파수로 변환된 고주파 전압을 매칭 컨트롤러(53)에 의해 소정의 전압으로 조정하여 인가하는 방식(이하 「제1변환 방식」이라 함)을 나타내고 있고, 도 16은 직류 전압을 발진기(65)에서 소정의 주파수로 변환하여 그 후 증폭하고, 소정의 전압으로 조정하여 인가하는 방식(이하 「제2 변환 방식」이라 함)을 나타내고 있다. 이들 방식에 의해, 엑시머 램프(2)의 정전 용량과 공진점이 일치하는 1∼20㎒ 범위 내의 주파수 조건에서 고주파 전압이 조정된다.

제1 변환 방식에 의한 전원부(51)는 도 15에 나타낸 바와 같이, 기본 구성으로서 고주파 전원(52)과 매칭 컨트롤러(53)와 인덕턴스(L1, L2)와 가변 콘덴서(C1, C2)로 구성된다.

고주파 전원(52)은 그곳에 입력되는 교류 전력(54)을 1∼20㎒ 범위 내의 소정의 주파수로 변환한다. 그 주파수로서는 엑시머 광의 발광 효율의 면에서 10∼15㎒가 바람직하고, 13.56㎒가 특히 바람직하다. 이러한 주파수는 통상 0.1∼10V, 바람직하게는 0.1∼5V에서 고주파 전원(52)으로부터 출력된다. 이어서, 고주파 전원(52)으로부터 출력될 때의 임피던스 Z1과 엑시머 램프(2)에 인가될 때의 임피던스 Z2를 매칭시킨다. 상기 매칭은 매칭 컨트롤러(53)에 의해 가변 콘덴서(C1)를 조정하여 행해지고, 엑시머 램프(2)로부터 엑시머 광이 가장 효율적으로 발광하도록 인가 전압이 조정된다. 이 때의 바람직한 인가 전압은 1∼3kV이며, 특히 바람직하게는 2kV이다.

본 발명의 엑시머 조사 장치(1, 41)는 둘 이상의 엑시머 램프(2)를 구비하므로, 각각의 엑시머 램프(2)에 고주파 전압이 인가된다. 일례로서, 13.56㎒, 2kV의 고주파 전압을 인가한 경우, 엑시머 램프(2)의 외주면으로부터 10mW/㎠의 조도로엑시머 광을 조사시킬 수 있고, 높은 발광 효율로 엑시머 광을 발생시킬 수 있다.

제2 변환 방식에 의한 전원부(61)는 도 16에 나타낸 바와 같이, 기본 구성으로서 직류 전원(62)과 파워 컨트롤러(63)와 발진기(65)와 증폭기(66)로 구성되어 있다.

직류 전원(62)은 그곳에 입력되는 교류 전력(64)을 12∼15V(통상은 약 12V) 정도의 직류 전압으로 변환하여 출력한다. 이어서, 그 직류 전압은 발진기(65)에 의해 소정의 주파수로 되어, 증폭기(66)에서 소정의 전압으로 증폭된다. 그 후, Q값 조정기(67)에 의해, 인덕턴스 L에서 Q값이 조정되고, 엑시머 램프(2)에 인가된다. 일례로서, 이 때의 바람직한 주파수는 1∼3㎒이며, 바람직한 인가 전압은 1∼3kV이다. 또한 상기 제2 변환 방식에 있어서는 파워 컨트롤러(63)에 의해 엑시머 광의 조도 조정을 행한다. 상기 조도 조정은 전술한 고주파 전원을 듀티(Duty) 컨트롤함으로써 행해지고, 예를 들면 100%∼10% 범위에서 듀티를 조정함으로써 엑시머 램프(2)의 조도를 일정한 범위 내로 유지하고 있다. 그리고, 엑시머 광의 잔상 현상을 이용하고, 고주파 전압의 인가 시간을 듀티 컨트롤하여 조도 조정하는 것이 바람직하다.

이러한 제1 또는 제2 변환 방식의 전원부(51, 61)를 구비함으로써, 엑시머 램프(2)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 엑시머 램프(2)의 발광 및 이에 따르는 엑시머 조사 장치(1)의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있다. 그리고, 전술한 질소 가스(3)에 의한 냉각 작용과 합침으로써, 엑시머 램프(2)를 다수 구비하는 대면적의 엑시머 조사 장치(1, 41)를 구성할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 엑시머 조사 장치에 의하면, 엑시머 램프를 피조사체에 더욱 접근시킬 수 있어, 보다 높은 조사 효율을 실현할 수 있다. 또, 종래와 같이 액시머 램프가 장착되어 있는 박스 내에 질소를 유입할 필요가 없어, 유리창이나 두꺼운 석영 유리도 필요하지 않게 되므로, 매우 경제적이다. 또한, 얇은 외부관을 사용할 수 있기 때문에, 엑시머 광의 투과성의 저하를 방지하여 높은 조사 효율로 조사할 수 있다. 또, 외부 전극의 보호와 엑시머 광의 흡수 방지를 목적으로 한 질소 가스 유동 수단에 의해, 내부관 및 외부관의 냉각과 엑시머 광의 투과성의 저하 방지를 행할 수 있기 때문에, 높은 조사 효율로 조사할 수 있다.

또한, 본 발명의 조사 장치에 의하면, 엑시머 램프를 작은 간극으로 상호 인접시켜 배치하기 때문에, 발생한 엑시머 광을 높은 조사 효율 하에서 피조사체에 조사할 수 있고, 그 조도 분포를 보다 균일하게 할 수 있다.

Claims (8)

1. 노출 상태에서 배치되는 엑시머 램프를 둘 이상 가지는 엑시머 조사(照射) 장치로서,

   상기 엑시머 램프는 엑시머 방전관과 상기 엑시머 방전관의 외측에 배치되는 외부 전극과, 상기 외부 전극의 보다 외측에 배치되는 외부관과, 상기 엑시머 방전관의 내측에 배치되는 내부관과, 상기 내부관 내에 배치되는 내부 전극과, 상기 엑시머 방전관과 상기 내부관 사이의 밀폐 공간에 충전된 방전용 가스와, 상기 내부관 내의 공간 내 및 상기 외부관과 상기 엑시머 방전관 사이의 공간 내에 질소 가스를 유입출시키는 질소 가스 유동 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 엑시머 조사 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 외부관이 원형 단면으로 이루어지는 중공관으로서, 하나의 엑시머 램프의 외부관의 외주면과, 인접하는 다른 엑시머 램프의 외부관의 외주면의 간극이 50mm 이하인 것을 특징으로 하는 엑시머 조사 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 외부관이 4변형 단면으로 이루어지는 중공관으로서, 하나의 엑시머 램프의 외부관의 외주 평면과, 인접하는 다른 엑시머 램프의 외부관의 외주 평면의간극이 10mm 이하인 것을 특징으로 하는 엑시머 조사 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   고주파 전원을 추가로 구비하고, 당해 고주파 전원은 상기 엑시머 램프의 정전(靜電) 용량과 공진점이 일치하는 1∼20MHz 범위 내의 고주파 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 엑시머 조사 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 고주파 전압이 1∼3kV 범위 내인 것을 특징으로 하는 엑시머 조사 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 내부관의 내경 d와 상기 내부 전극의 외경 D의 비(d/D)가 1.1 이상 3.0 이하인 것을 특징으로 하는 엑시머 조사 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 내부 전극의 길이 L과 상기 내부 전극의 외경 D의 비(L/D)가 10 이상 100 이하인 것을 특징으로 하는 엑시머 조사 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   동등한 간격으로 배치된 상기 엑시머 램프로 구성되는 조사면이 상기 엑시머 램프의 실효 길이에 상당하는 세로 길이와, 상기 엑시머 램프의 실효 길이의 2배 이상의 길이에 상당하는 가로 길이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엑시머 조사 장치.