KR20030048075A

KR20030048075A - 엑시머 자외선 포토 리액터

Info

Publication number: KR20030048075A
Application number: KR10-2003-7005710A
Authority: KR
Inventors: 오노다다다토모; 사카이이쿠오
Original assignee: 신에츠 엔지니어링 가부시키가이샤
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2003-06-18
Also published as: AU2002210927A1; WO2002036259A1; EP1348483A1; JP3990979B2; JPWO2002036259A1; KR100733803B1; TWI251506B; US20040040496A1; CN1216680C; CN1449303A

Abstract

반응 가스 공급 수단(1)으로부터 반응성 가스(C)를 피조사체(A) 상의 활성 영역(A1)에만 집중하여 공급함으로써, 엑시머 UV와 반응성 가스(C)의 광화학 반응이 저온 분위기에서 촉진되는 동시에, 이 광화학 반응이 활발히 발생하지 않는 영역(A2)에는 반응성 가스(C)가 공급되지 않아, 쓸데없이 소비되지 않기 때문에 가스 공급 능력이 큰 반응 가스 공급원이 아니더라도 충분하다. 따라서, 광화학 반응을 간단한 구조로 게다가 저온 분위기에서 안정적으로 행할 수 있다.

Description

엑시머 자외선 포토 리액터{EXCIMER UV PHOTO REACTOR}

종래에, 이러한 종류의 엑시머 UV 포토 리액터로서, 예컨대 특허 제2705023호 공보에 개시된 바와 같이, 합성 석영 유리로 이루어지는 광추출 창을 갖는 램프장치의 용기 내에 복수 개의 엑시머 UV 램프(유도체 배리어 방전 램프)가 병렬형으로 배치되는 동시에 질소 가스를 흘려 보내고, 이들 엑시머 UV 램프로부터 방사한 엑시머 UV(진공 자외광)가 광추출 창을 통해서 피조사체(피처리물)의 표면을 향하여 조사되어, 광화학 반응에 의해서 피조사체와의 사이에 존재하는 오존 및 활성 산화성 분해물을 생성시키며, 이 오존 및 활성 산화성 분해물을 피조사체에 접촉시켜 산화된 것이 있다.

한편, 본 출원인은 전술한 램프 장치를 사용하여, 병렬된 엑시머 UV 램프로부터 엑시머 UV를 피조사체를 향하여 조사시키는 동시에, 이들 램프 장치 및 피조사체가 배치되는 폐쇄 공간 내에 반응성 가스로서 오존을 공급하면서 상온 또는 그것에 가까운 저온 분위기에서 광화학 반응시키는 실험을 행하였다.

그 결과, 그 실험 후의 피조사체의 표면에서 각 엑시머 UV 램프의 바로 아래에 위치하는 좁은 영역은 어느 정도의 광화학 반응을 얻을 수 있었지만, 그 영역에서 멀어짐에 따라서 반응도가 서서히 저하하여, 인접하는 엑시머 UV 램프 사이의 경계선 바로 아래에 해당하는 영역이 가장 뒤떨어졌다.

그 이유는, 피조사체의 표면에서 엑시머 UV 램프 바로 아래의 최단 거리에서 엑시머 UV 조사량이 많은 가늘고 긴 영역에서는, 그 수광(受光) 에너지가 필요량에 도달하기 위해 충분한 광화학 반응을 얻을 수 있었지만, 이 활성 영역으로부터 멀어짐에 따라서 엑시머 UV 램프와의 거리가 서서히 길어지는 동시에, 그곳에 조사된 엑시머 UV가 피조사체의 주위에 존재하는 산소에 흡수되어 오존화하여 약해지기 때문에, 이 각 엑시머 UV 램프 바로 아래로부터 떨어진 영역에서는 수광 에너지가 필요량까지 도달하지 않아, 광화학 반응이 부족했다고 생각된다.

그러나, 이러한 종래의 엑시머 UV 포토 리액터에서는 종종 피조사체의 표면 근처에서 반응성 가스를 요구한 농도까지 올릴 수 없기 때문에, 안정적인 광화학 반응을 저온 분위기(예컨대 상온)에서 조속히 발생시킬 수 없다고 하는 문제나, 오존층의 두께가 커지며, UV광의 흡수가 커져 충분한 반응 효과를 얻을 수 없다고 하는 문제가 있다.

이 문제를 해결하기 위해서, 예컨대 오존 발생기 등의 반응 가스 공급원으로부터 대량의 반응성 가스를 폐쇄 공간 내에 계속 공급함으로써, 피조사체의 표면 근처를 고농도로 하는 것도 생각할 수 있지만, 이 경우에는 가스 공급 능력이 극단적으로 큰 반응 가스 공급원을 필요로 하여, 그 결과, 제조 비용이 현저히 비싸진다고 하는 문제가 있다.

또한, 피조사체의 대형화에 따라 광추출 창을 대형화한 경우에는, 피조사체의 대형화에 따라 광추출 창의 합성 석영 유리도 대형화가 필요하기 때문에 제조 비용이 비싸진다고 하는 문제도 있다.

또, 전술한 종래의 엑시머 UV·오존 세정 장치에서는 세정 후의 피조사체에서 각 엑시머 UV 램프 바로 아래의 활성 영역과 그곳보다 떨어진 영역에서 세정도에 분명한 차이가 생기기 때문에, 특히 면적이 큰 피조사체의 전체를 효율적으로 세정하는 것은 불가능하다고 하는 문제가 있다.

또한, 피조사체의 대형화에 따라 광추출 창을 대형화한 경우에는, 이들 피조사체와 광추출 창 사이에 끼워진 폐쇄 공간의 면적도 넓어지지만, 이 넓은 폐쇄 공간에 반응에 필요한 가스를 공급하기 위해서는 피조사체의 대향하는 한 변으로부터 다른 변을 향해서 반응 가스를 한 방향으로 공급해야 하고, 완전한 급환기에는 시간이 필요하기 때문에 유기 오염의 산화 제거에 따라 발생한 오염 물질이 상기 폐쇄 공간 내에 계속 부유하여, 이 부유하는 오염 물질이 광추출 창에 부착되기 쉽다고 하는 문제가 있다.

한편, 최근에, 또한 엑시머 UV에 의한 광화학 반응 영역에서 과도한 광 포튼 에너지에 의한 반응 손상이 크기 때문에 엑시머 UV에 의한 광화학 반응 처리 후에도 활성 상태가 지속하여, 그 결과로서 반응 처리 후에 대기 중의 오물이 흡입되어 부착하는 것을 알았다.

그래서, 본 발명 중 청구항 1에 기재한 발명은 광화학 반응을 간단한 구조에서, 더욱이 보다 저온 분위기에서 안정적으로 행하는 것을 목적으로 한 것이다.

청구항 2에 기재한 발명은 청구항 1에 기재한 발명의 목적에 추가하여, 반응성 가스를 조속히 반응 영역에 도입하여 치환하는 것을 목적으로 한 것이다.

청구항 3에 기재한 발명은 세정에 기여하지 않은 엑시머 UV를 유효하게 이용하여 세정 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한 것이다.

청구항 4에 기재한 발명은 청구항 3에 기재한 발명의 목적에 추가하여, 엑시머 UV에 의한 반응 처리 후의 활성화를 억제하여 반응 처리 후에 오물이 부착되기 어려운 상태로 안정화시키는 것을 목적으로 한 것이다.

청구항 5에 기재한 발명은 청구항 1, 2, 3 또는 4에 기재한 발명의 목적에 추가하여, 엑시머 UV 램프의 전극을 보호하면서 전극으로부터 피조사체까지의 거리를 적정하게 유지하는 것을 목적으로 한 것이다.

청구항 6에 기재한 발명은 청구항 5에 기재한 발명의 목적에 추가하여, 세정에 따라 발생한 오염 물질이 보호관이나 그 근방에 부착되는 것을 방지하면서 세정 효율을 더욱 향상시키는 것을 목적으로 한 것이다.

청구항 7에 기재한 발명은 청구항 1, 2, 3 또는 4에 기재한 발명의 목적에 추가하여, 광화학 반응의 불균일을 없게 하면서 반응 시간을 단축하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명은, 예컨대 액정 디스플레이 등의 유리 기판이나 실리콘 반도체 웨이퍼 등의 표면에 부착된 유기 화합물의 오물을 제거하기 위한 엑시머 UV·오존 세정 장치(드라이 세정 장치)나, 오존 가스와의 광화학 반응에 의해 반도체 제조 공정에서 실리콘 웨이퍼 상의 불필요해진 포토레지스트를 제거하기 위한 애싱(ashing: 탄화) 장치, 또는 수소 가스와의 광화학 반응에 의해서 실리콘 웨이퍼 표면의 결정 완전성을 높이기 위한 수소 어닐링 장치, 혹은 유기 금속 화합물의 기화 가스와의 광화학 반응에 의해서 실리콘 웨이퍼 상에 금속막을 형성하기 위한 유기 금속(MO) CVD 장치 등으로서 사용되는 엑시머 UV 포토 리액터(photo reactor: 광반응 장치)에 관한 것이다.

상세하게는, 복수 개의 엑시머(excimer) UV(자외선) 램프를 피조사체와 대향하여 병렬형으로 배치하고, 이들 엑시머 UV 램프로부터 피조사체를 향하여 엑시머 UV를 반응성 가스의 분위기 중에서 조사함으로써 피조사체 표면에서 광화학 반응시키는 엑시머 UV 포토 리액터에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 도시하는 엑시머 UV 포토 리액터의 부분적인 종단 정면도이다.

도 2는 본 발명의 변형예를 도시하는 엑시머 UV 포토 리액터의 부분적인 종단 정면도이다.

도 3은 본 발명의 변형예를 도시하는 엑시머 UV 포토 리액터의 횡단 평면도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 엑시머 UV 포토 리액터의 부분적인 종단 정면도이다.

도 5는 가습 수단의 개략 구성도이다.

도 6은 간략화하여 도시하는 횡단 평면도이다.

도 7은 본 발명의 변형예를 도시하는 엑시머 UV 포토 리액터의 부분적인 종단 정면도이다.

도 8은 본 발명의 변형예를 도시하는 엑시머 UV 포토 리액터의 부분적인 종단 정면도이다.

전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명 중 청구항 1에 기재한 발명은 엑시머 UV 램프로부터의 엑시머 UV 조사량이 많은 피조사체 상의 활성 영역을 향해서 반응성 가스를 강제적으로 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단을 피조사체의 표면 근처에 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

여기서 말하는 반응성 가스란, 엑시머 UV 램프 조사된 172 nm의 엑시머 UV와 광화학 반응하는, 예컨대 오존이나 수소나 유기 금속 화합물의 기화 가스 등이다.

이러한 구성으로부터 생기는 청구항 1에 기재한 발명의 작용은, 반응 가스 공급 수단으로부터 반응성 가스를 피조사체 상의 활성 영역에만 집중하여 공급함으로써, 엑시머 UV와 반응성 가스의 광화학 반응이 저온 분위기에서 촉진되는 동시에, 이 광화학 반응이 활발하게 발생하지 않는 영역에는 반응성 가스가 공급되지 않아, 쓸데없이 소비되지 않기 때문에 가스 공급 능력이 큰 반응 가스 공급원이 아니더라도 충분한 것이다.

청구항 2에 기재한 발명은 청구항 1에 기재한 발명의 구성에 추가하여, 상기 반응 가스 공급 수단보다 피조사체와 떨어진 위치에 반응용 보조 가스를 피조사체를 향해서 강제적으로 공급하기 위한 반응용 보조 가스 공급 수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

여기서 말하는 반응용 보조 가스란, 예컨대 질소 가스나 불활성 가스(아르곤, 헬륨 등) 등의 캐리어 가스이다.

이러한 구성으로부터 생기는 청구항 2에 기재한 발명의 작용은, 반응성 가스가 공급되는 활성 영역 이외의 공간은 반응용 보조 가스로 채워지는 동시에, 이미 반응한 불필요 가스를 반응 영역으로부터 조속히 배출한다.

청구항 3에 기재한 발명은 엑시머 UV 램프의 사이에 엑시머 UV의 투과성이 우수한 한 쌍의 광투과벽으로 이루어지는 유로를 각각 구획 형성하고, 이들 유로의 입구에는 적정량의 반응용 보조 가스와 산소를 강제적으로 공급하는 공급 수단을 설치하여, 엑시머 UV 램프 바로 아래의 영역으로부터 떨어진 엑시머 UV 조사가 약한 영역 근처의 분위기가 오존이 농후해지도록 각 유로 내에서 생성된 오존을 그 출구로부터 피조사체를 향하여 강제적으로 유입시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 구성으로부터 생기는 청구항 3에 기재한 발명의 작용은, 각 엑시머 UV 램프로부터 광투과벽을 투과하여 유로 내로 조사된 엑시머 UV가 상기 유로 중의 반응용 보조 가스로 흡수되지 않고 산소와 반응하여 오존을 생성하며, 이 오존량이 유로의 출구까지 이동하는 사이에 증가하여 고농도가 되어, 이 출구로부터 피조사체를 향하여 강제적으로 흘려 보내 엑시머 UV 램프 바로 아래의 영역에서 떨어진엑시머 UV 조사가 약한 영역 근처의 분위기를 오존이 농후해지도록 함으로써, 상기 영역의 수광 에너지가 유기 오염의 산화 제거에 충분한 양에 도달하는 것이다.

청구항 4에 기재한 발명은 청구항 3에 기재한 발명의 구성에, 상기 반응용 보조 가스 및 산소에 추가하여 물의 분자 또는 수소를 공급하는 가습 수단을 설치한 구성을 추가한 것을 특징으로 한다.

이러한 구성으로부터 생기는 청구항 4에 기재한 발명의 작용은, 엑시머 UV에서 생성된 오존(O₃)과, 물의 분자(H₂O) 또는 수소(H₂)가 더욱 분해되고, 이들이 반응하여 다량의 [·OH] 라디칼(기)을 생성하고, 이들 [·OH] 라디칼(기)이 엑시머 UV에 의한 반응 처리 후에 활성화된 피조사체의 표면에 결합하여, 반응 영역의 표면 개질 효과가 더욱 높아지며, 특히 습윤성이 개선된다.

청구항 5에 기재한 발명은 청구항 1, 2, 3 또는 4에 기재한 발명의 구성에, 상기 광투과벽이 각 엑시머 UV 램프의 외주를 둘러싸도록 설치한 보호관이며, 이들 엑시머 UV 램프와 보호관 사이에 질소 가스를 공급한 구성을 추가한 것을 특징으로 한다.

이러한 구성으로부터 생기는 청구항 5에 기재한 발명의 작용은, 각 엑시머 UV 램프의 외주를 보호관으로 덮음으로써, 엑시머 UV 램프의 전극이 직접 활성화한 산소에 닿아 산화물을 생성하는 것을 방지하는 동시에, 상기 램프의 관벽으로부터 보호관 외측까지의 엑시머 UV 흡수가 억제되어 광 강도의 열화를 막을 수 있다.

청구항 6에 기재한 발명은 청구항 5에 기재한 발명의 구성에, 상기 피조사체근처의 분위기에 존재하는 오존 및 반응용 보조 가스를 상기 피조사체의 주위로부터 흡인하여 강제적으로 배기하는 흡기 수단을 설치한 구성을 추가한 것을 특징으로 한다.

이러한 구성으로부터 생기는 청구항 6에 기재한 발명의 작용은, 피조사체 근처의 분위기에 존재하는 유기 오염의 산화 제거에 기여한 세정 후의 오존 및 반응용 보조 가스가 피조사체의 주위에서 흡인되어 정체하지 않고 즉시 강제 배기됨으로써, 유기 오염의 산화 제거에 따라 발생한 오염 물질도 함께 신속히 배출 제거되어, 이 배기에 따라, 유로의 출구에서 신선한 오존 및 반응용 보조 가스가 순차 공급되어 유기 오염의 산화 제거가 더욱 촉진된다.

청구항 7에 기재한 발명은 청구항 1, 2, 3 또는 4에 기재한 발명의 구성에, 상기 엑시머 UV 램프 또는 피조사체의 어느 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 양자간의 거리를 유지하면서 이동시키는 이송 수단을 설치한 구성을 추가한 것을 특징으로 한다.

이러한 구성으로부터 생기는 청구항 7에 기재한 발명의 작용은, 엑시머 UV 램프와 피조사체의 상대 이동으로 피조사체의 전면이 엑시머 UV 램프의 바로 아래 위치를 통과함으로써 엑시머 UV의 조사량의 변동이 개선되는 동시에, 피조사체의 표면 전체에 걸쳐 엑시머 UV의 조사 시간이 단축된다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.

이 실시예는 도 1에 도시한 바와 같이, 엑시머 UV 포토 리액터(R)의 내부에 형성된 공간(S) 내에 피조사체(A)와 대향하여 복수 개의 엑시머 UV 램프(B…)를 병렬형으로 배치하며, 이들 각 엑시머 UV 램프(B)가 메쉬형의 원통형으로 형성된 내부 전극(B1)과, 그 외측에 배치된 메쉬형 원통형의 외부 전극(B2)을 동축형으로 배치함으로써, 172 nm의 엑시머 UV를 방사상으로 조사하는 이중 원통형 구조이며, 또 그 외측을 투명한 보호관(B3)으로 덮은 경우를 도시한 것이다.

상기 보호관(B3)은 엑시머 UV의 투과성이 우수한, 예컨대 합성 석영 유리 등에 의해 중공 원통형으로 형성되고, 각 엑시머 UV 램프(B)의 외부 전극(B2)의 외측에 상기 보호관(B3)을 동축형으로 배치한다.

이들 외부 전극(B2)과 보호관(B3) 사이에는 질소 가스를 공급함으로써 엑시머 UV의 흡수를 없애 빛 에너지의 감쇠가 방지되어, 외부 전극(B2) 및 내부 전극(B1)의 산화를 방지하는 동시에, 필요에 따라서 각 엑시머 UV 램프(B)의 배면측으로 발광한 엑시머광이 피조사체(A)로 반사되도록 반사체(B4)를 배치하더라도 좋다.

상기 피조사체(A)는, 예컨대 실리콘 반도체 웨이퍼나 액정 디스플레이의 유리 기판 등이며, 도시한 예의 경우에는 약 직경 200 mm 또는 그것보다 대구경인 실리콘 반도체 웨이퍼를 도시하고 있다.

이 피조사체(A)의 표면에서, 병렬인 엑시머 UV 램프(B…)의 바로 아래에 위치하는 상기 엑시머 UV 램프(B…)를 따른 가늘고 긴 영역(A1…)은 그 밖의 영역(A2…)에 비교해서 엑시머 UV 조사량이 많고 활성이 우수하며, 이들 활성 영역(A1…)을 향해서 반응성 가스(C)를 강제적으로 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단(1…)이 피조사체(A)의 표면 근처에 설치된다.

이들 반응 가스 공급 수단(1…)은 본 실시예의 경우, 각 엑시머 UV 램프(B…)와 대략 평행한 복수 개의 가스 도입관(1a…)을 각 엑시머 UV 램프(B…)로부터 활성 영역(A1…)에 조사되는 엑시머 UV와 간섭하지 않도록 배치하며, 이들 가스 도입관(1a…)의 외주면에 피조사체(A) 상의 활성 영역(A1…)을 향하여 노즐 구멍(1b…)을 각각의 축방향으로 적당한 간격마다 여러 개 형성함으로써 구성된다.

도시한 예의 경우에는 병렬인 엑시머 UV 램프(B…)의 사이 및 이들의 양단에 각각 한 개씩 가스 도입관(1a)을 배치하며, 특히 엑시머 UV 램프(B…) 사이에 배치된 가스 도입관(1a…)은 각 엑시머 UV 램프(B…)바로 아래의 인접하는 활성 영역(A1, A1)을 향하여 노즐 구멍(1b…)을 단면 ハ자형으로 형성하여, 각 가스 도입관(1a…)의 반응성 가스(C)를 분기시켜 공급하고 있다.

또, 이들 가스 도입관(1a…)의 상류단은 반응성 가스(C)의 공급원(도시하지 않음)에 배관 접속되어, 이 반응 가스 공급원으로부터 도입되는 반응성 가스(C)를 각각의 노즐 구멍(1b…)으로부터 피조사체(A) 상의 활성 영역(A1…)에 각각 분무한다.

이 반응성 가스(C)는 상기 엑시머 UV 포토 리액터(R)의 사용 목적에 따라서 다른 것이 사용된다.

즉, 이 엑시머 UV 포토 리액터(R)를, 예컨대 실리콘 웨이퍼 상의 불필요해진 포토레지스트를 제거하기 위한 애싱 장치나, 액정 디스플레이의 유리 기판의 표면에 부착된 유기 화합물의 오물을 제거하기 위한 엑시머 UV·오존 세정 장치(드라이 세정 장치)로서 사용하는 경우에는 상기 반응성 가스(C)가 오존이며, 반응 가스 공급원은 오존 발생기가 된다.

또한, 그것 이외에 엑시머 UV 포토 리액터(R)를, 예컨대 수소와의 광화학 반응에 의해 실리콘 웨이퍼 표면의 결정 완전성을 높이기 위한 수소 어닐링 장치로서 사용하는 경우에는 상기 반응성 가스(C)가 수소이며, 반응 가스 공급원은 수소 봄베가 된다.

또한, 상기 반응 가스 공급 수단(1…)보다 피조사체(A)와 떨어진 위치에는 반응용 보조 가스(캐리어 가스)(D)를 피조사체(A)를 향해서 강제적으로 공급하기 위한 반응용 보조 공급 수단(2…)이 설치된다.

이 반응용 보조 가스 공급 수단(2)은 본 실시예의 경우, 병렬인 엑시머 UV 램프(B…)의 상측에 이들과 교대로 복수의 도입실(2a…)을 적당한 간격마다 구획 형성하고, 이들 도입실(2a)의 하단에 인접하는 보호관(B3…) 사이에 구획 형성한 통로(S1…)와, 이들의 양단에 형성된 통로(S2, S2)를 각각 향해서 노즐(2b…)을 설치하고 있다.

상기 도입실(2a…)에는 반응용 보조 가스(D)로서, 예컨대 질소 가스나 불활성 가스(아르곤, 헬륨 등)가 도입되며, 이것이 캐리어 가스로서 노즐(2b…)로부터 상기 통로(S1…, S2, S2)를 거쳐 상기 반응 가스 공급 수단(1…)을 향해서 하방으로 공급된다.

그리고, 상기 피조사체(A)는 병렬인 엑시머 UV 램프(B…)와의 간격이 소정 거리가 되도록 지지되고, 이들 엑시머 UV 램프(B…)와 피조사체(A)의 어느 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 양자간의 거리를 유지하면서 이동시키는 이송 수단(3)이 설치된다.

도시한 예의 경우에는 이 이송 수단(3)이, 예컨대 회전 테이블 등의 회전 반송 기구(3a)이며, 그 상면에 피조사체(A)를 이동 불가능하게 적재한 상태에서 엑시머 UV 램프(B…)의 조사 시간과 연동하여 적당한 속도로 원호형으로 회전 이동시키고 있다.

다음에, 이러한 엑시머 UV 포토 리액터(R)의 작동에 관해서 설명한다.

우선, 피조사체(A)를 향해서 병렬인 엑시머 UV 램프(B…)로부터 엑시머 UV가 각각 방사상으로 조사되지만, 그 조사량은 피조사체(A)의 표면 전체에 걸쳐 균등하게 되지 않고, 각 엑시머 UV 램프(B…)바로 아래의 가늘고 긴 영역(A1…)이, 그 밖의 영역(A2…)에 비해 특별히 강하다.

이 상태에서, 도 1에 나타낸 바와 같이 반응 가스 공급 수단(1…)의 반응 가스 공급원(도시하지 않음)으로부터 가스 도입관(1a…)에 반응성 가스(C)를 각각 도입하면, 각 가스 도입관(1a…)의 노즐 구멍(1b…)으로부터 피조사체(A) 상의 엑시머 UV 조사량이 많은 활성 영역(A1…)에만 집중하여 공급된다.

실험에 의해서, 이들 활성 영역(A1…)에서의 반응성 가스(C)의 농도를 계측한 바, 안정적인 광화학 반응에 필요한, 예컨대 약 1,000 ppm 이상까지 올릴 수 있었다.

이에 따라, 엑시머 UV와 반응성 가스(C)의 광화학 반응이 종래 기술에서의 온도보다 낮은 저온 분위기에서 촉진되는 동시에, 이 광화학 반응이 활발히 발생하지 않는 영역(A2…)에는 반응성 가스(C)가 공급되지 않아, 쓸데없이 소비되지 않기 때문에, 가스 공급 능력이 큰 반응 가스 공급원이 아니더라도 충분하다.

그 결과, 광화학 반응을 간단한 구조에서, 더욱이 보다 저온 분위기에서 안정적으로 행할 수 있었다.

구체적으로는, 엑시머 UV 포토 리액터(R)를 애싱 장치로서 사용하기 위하여반응성 가스(C)로서 오존을 공급한 경우에는 피조사체(A)로서 실리콘 웨이퍼 상의 불필요해진 포토레지스트를 완전히 제거할 수 있었다.

엑시머 UV·오존 세정 장치(드라이 세정 장치)로서 사용하기 위하여 반응성 가스(C)로서 오존을 공급한 경우에는 피조사체(A)의 표면에 부착된 유기 화합물의 오물을 완전히 제거할 수 있었다.

수소 어닐링 장치로서 사용하기 위하여 반응성 가스(C)로서 수소를 공급한 경우에는 피조사체(A)로서 실리콘 웨이퍼 표면의 결정 완전성을 높이는 것을 확인할 수 있었다.

특히, 종래 발표되어 있는 반도체 제조 장치에서 UV광에 의한 레지스트 애싱 장치는 오존층이 두껍고, UV광에 의한 빛 에너지는 오존층의 통과에 의해 흡수가 커져 반응 효율이 현저히 저하하여 버리지만, 본 발명의 장치는 오존 분출 노즐(노즐구멍)(1b…)을 설치하며, 또한 그 유량을 제어함으로써 반응 효율이 특별히 우수한 포토 리액터가 실현되었다.

이에 추가하여, 피조사체(A)의 적재면에 면형 히터(도시하지 않음)를 부설하거나, 피조사체(A)를 향해서 가열광(도시하지 않음)을 조사하여 피조사체(A)를 가열시키면 전술한 광화학 반응의 속도를 더욱 고속화할 수도 있다.

또한, 상기 반응용 보조 가스 공급 수단(2)의 노즐(2b…)로부터 통로(S1…, S2, S2)를 지나서 피조사체(A)를 향하여 반응용 보조 가스(D)가 캐리어 가스로서 질소 가스나 불활성 가스(아르곤, 헬륨 등)가 하방으로 공급되기 때문에, 반응성 가스(C)가 공급되는 활성 영역(A1…)이외의 영역(A2…) 및 이들 이외의 폐쇄공간(S) 내는 반응용 보조 가스(D)로 채워지는 동시에, 이미 반응한 불필요 가스를 반응 영역으로부터 조속히 배출한다.

그 결과, 반응성 가스(C)를 조속히 활성 영역(반응 영역)(A1…)에 도입하여 치환할 수 있다.

게다가, 반응성 가스(C)가 대량으로 충만하는 것을 방지할 수 있고, 반응성 가스(C)가 예컨대 오존이나 수소 등과 같이 위험성이 높은 기체라도 안전성을 확보할 수 있다.

또한, 이송 수단(3)의 작동에 의해서 엑시머 UV 램프(B…)와 피조사체(A)의 상대 이동으로 피조사체(A)의 전면이 엑시머 UV 램프(B…)의 바로 아래 위치를 통과한다.

이에 따라, 엑시머 UV의 조사량의 변동이 개선되는 동시에, 피조사체(A)의 표면 전체에 걸쳐 엑시머 UV의 조사 시간이 단축된다.

그 결과, 광화학 반응의 불균일을 없게 하면서 반응 시간을 단축할 수 있다.

특히 도시한 예의 경우에는, 회전 반송 기구(3a)의 작동에 의해 엑시머 UV 램프(B…)에 대하여 피조사체(A)를 상대적으로 회전 이동시키기 때문에 피조사체(A)의 크기가 인접하는 복수의 엑시머 UV 램프(B…)에 걸쳐 넓어지더라도, 그 표면 전체에 걸쳐 엑시머 UV가 균등하게 조사되기 때문에 피조사체(A)를 전체적으로 불균일없이 광화학 반응시킬 수 있다고 하는 이점이 있다.

그리고, 도 2와 도 3에 도시하는 것은 각각이 본 발명의 변형예이다.

도 2에 도시하는 것은 상기 반응 가스 공급 수단(1…)의 가스 도입관(1a'…)을 각 엑시머 UV 램프(B…)마다 한 쌍씩 배치하고, 각 엑시머 UV 램프(B…)바로 아래의 각 활성 영역(A1…)을 향하여 노즐 구멍(1b'…)을 한 방향으로만 형성하여, 각 가스 도입관(1a'…)의 반응성 가스(C)를 분기시키지 않고서 전부 공급한 구성이 상기 도 1에 도시한 실시예와는 다르며, 그 이외의 구성은 도 1에 도시한 실시예와 같은 것이다.

그 결과, 도 2에 도시하는 것은 각 활성 영역(A1…)에 대하여 상기 도 1에 도시한 실시예보다도 다량의 반응성 가스(C)를 공급할 수 있고, 그 만큼 반응성 가스(C)의 농도를 올릴 수 있다고 하는 이점이 있다.

또한, 상기 피조사체(A)가 예컨대 액정 디스플레이의 유리 기판과 같이 면적이 큰 것일 경우에는, 상기 이송 수단(3)으로서 도 1에 도시한 회전 반송 기구(3a) 대신에 예컨대 롤러 컨베이어 등의 연속 반송 기구(3b)를 설치하고, 그 작동으로 피조사체(A)가 엑시머 UV 램프(B…)의 축방향과 직각으로 교차하는 방향으로 상기 엑시머 UV 램프(B…)사이의 피치와 동일한 길이 또는 그것보다 길게 연속 반송시킴으로써, 엑시머 UV 램프(B…)의 바로 아래 위치를 순차 통과시키는 것이 바람직하다.

그 결과, 엑시머 UV 램프(B…)의 바로 아래 위치를 복수의 피조사체(A…)가 순차 통과하기 때문에, 다수의 피조사체(A…)를 연속하여 광화학 반응시킬 수 있다고 하는 이점이 있다.

또한, 도 3에 도시하는 것은 상기 이송 수단(3)으로서 도 1에 도시한 회전 반송 기구(3a)나 도 2에 도시한 연속 반송 기구(3b) 대신에, 예컨대 중심의 태양톱니바퀴(3c1)와, 그것의 주위에 동축형으로 배치된 내부 기어 톱니바퀴(3c2)와, 이들에 맞물리는 유성 캐리어(3c3)로 이루어지는 유성 운동 기구(3c)를 설치하고, 이 유성 캐리어(3c3) 내에는, 예컨대 반도체 웨이퍼 등의 피조사체(A)를 단수 또는 복수 각각 착탈 가능하게 유지하여 작동함으로써, 이 유성 캐리어(3c3) 및 피조사체(A)를 태양 톱니바퀴(3c1)의 주위를 따라서 자전하면서 공전시키는 구성이 상기 도 1 및 도 2에 도시한 실시예와는 다르며, 그 이외의 구성은 도 1 및 도 2에 도시한 실시예와 같은 것이다.

그 결과, 피조사체(A)를 단순히 회전 이동만 시키는 경우, 그 회전 중심 부분과, 회전 중심으로부터 떨어진 부분에서는 이들의 이동량에 차가 생기기 때문에 엑시머 UV의 조사량에도 차가 생겨 불균일을 발생할 우려가 있지만, 피조사체(A)를 자전하면서 공전시키면 피조사체(A)의 각 부분에 있어서의 이동량의 차가 생기지 않기 때문에 이동량의 차에 의한 조사 불균일을 방지할 수 있다.

따라서, 큰 피조사체(A) 일수록 이동량의 차가 발생하기 쉽기 때문에, 특히 대구경인 반도체 웨이퍼를 엑시머 세정할 때에 유효하다고 하는 이점이 있다.

또한, 상기 실시예에서는 엑시머 UV 포토 리액터(R)의 사용예로서 애싱 장치나 엑시머 UV·오존 세정 장치(드라이 세정 장치)나 수소 어닐링 장치의 경우를 기재했지만, 이것에 한정되지 않고, 유기 금속 화합물의 기화 가스와의 광화학 반응에 의해서 실리콘 웨이퍼 상에 금속막을 형성하기 위한 유기 금속(MO) CVD 장치로서도 사용할 수 있다.

한편, 도 4∼도 6에 도시하는 것은 본 발명의 다른 실시예로서, 엑시머 UV포토 리액터(R)가 예컨대 액정 디스플레이에 이용되는 대형 유리 기판 등의 피조사체(A)의 표면에 부착된 유기 오염을 산화 제거하는 엑시머 UV·오존 세정 장치(드라이 세정 장치)인 경우를 도시하고 있다.

이 외의 실시예는 상기 엑시머 UV 램프(B…) 사이에 배치하는 한 쌍의 광투과벽이 각각 인접하는 엑시머 UV 램프(B, B)의 외주를 둘러싸도록 설치한 원통형의 보호관(B3, B3)이며, 이들에 인접하는 보호관(B3…)의 사이에 상하 중간 부분의 간격이 가장 좁은 유로(S3…)를 각각 구획 형성하고 있다.

이들 유로(S3…)는 피조사체(A)에서 떨어진 상측 부분을 입구(S31…)로 하는 동시에, 이것과 반대로 피조사체(A)와 대향하는 하측 부분을 출구(S32…)로 하며, 입구(S31…)에는 적정량의 반응용 보조 가스와 산소를 강제적으로 공급하는 공급 수단(2')이 설치되고, 이 반응용 보조 가스로서 예컨대 질소 가스나 불활성 가스(아르곤, 헬륨 등) 등의 캐리어 가스를 공급한다.

이 공급 수단(2')은 다른 실시예의 경우, 반응용 보조 가스와 신선한 공기가 혼합실(2c)의 내부에 공급되어 소정 비율로 혼합되며, 이 혼합실(2c)에서 상기 유로(S3…)의 입구(S31…)를 향해서 노즐(2d…)을 각각 적당한 간격마다 돌출 설치하고, 이들 노즐(2d…)로부터 유로(S3…)의 입구(S31…)에 혼합된 반응용 보조 가스와 공기를 분출함으로써 적정량의 반응용 보조 가스와 산소가 유로(S3…)내에 공급된다.

이들 각 유로(S3)의 입구(S31)에 적정량의 반응용 보조 가스와 산소가 공급됨으로써, 각 유로(S3) 내의 기체를 출구(S32)로부터 피조사체(A)를 향하여 강제적으로 흘러가게 하여, 각 엑시머 UV 램프(B) 바로 아래의 영역(A1)으로부터 떨어진 엑시머 UV 조사가 약한 영역(A2) 근처의 분위기(4)에 유입된다.

또한, 상기 반응용 보조 가스 및 산소에 추가하여 물의 분자 또는 수소를 공급한다.

다른 실시예의 경우에는 도 5에 도시하는 가습 수단(E)에 의해 반응용 보조 가스(캐리어 가스)로서 공급되는 질소 가스에 물의 분자를 포함시키고 있다.

이 가습 수단(E)은, 예컨대 질소 봄베 등의 질소 가스 공급원(E1)으로 통하는 급기관(E2)의 선단부가 밀폐 용기(E3) 내에 저류한 순수 중에 침지되며, 그것에 개설한 미소 구멍(E4)으로부터 질소 가스가 발포하여 부상하는 동시에, 이 가습된 질소 가스를 도관(E5)에 의해 회수하여 상기 공급 수단(3)의 혼합실(3a)로 유도하는 것이다.

또, 상기 밀폐 용기(E3)와 순수의 급수 탱크(E6)를 연락하는 급수관(E7)의 도중에는 수위 조정 밸브(E8)가 배치되고, 밀폐 용기(E3)의 근처에 배치된 고저 2개의 수위 센서(E9, E9)로부터 신호에 기초하여 밀폐 용기(E3) 내의 순수의 수위가 항상 일정해지도록 수위 조정 밸브(E8)를 작동 제어하고 있다.

또한, 상기 엑시머 UV 램프(B…)와 피조사체(A)의 어느 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 양자간의 거리를 유지하면서 이동시키는 이송 수단(3)으로서, 엑시머 UV 램프(B…)의 축방향과 직각으로 교차하는 방향으로 상기 엑시머 UV 램프(B…)사이의 피치(P)와 동일한 길이 또는 그것보다 길게 이동시키는 반송 기구(3d)를 설치하고 있다.

도시한 예의 경우에는, 피조사체(A)가 수평인 기판(5)에 돌출 설치된 복수의 지주(6…)에 의해 기판의 표면(5a)에서 분리하여 진공 흡착되고, 피조사체(A)의 반송 수단(3d)으로서 상기 기판(5)에, 예컨대 리니어 모터 등의 구동원을 연결하여 설치하고, 이 구동원(3d)의 작동에 의해 피조사체(A)를 기판(5)과 함께 수평 방향으로 상기 피치(P)와 동일한 길이만큼 상기 엑시머 UV 램프(B…)의 조사 시간과 연동하여 적당한 속도로 직선 이동시키고 있다.

또한, 상기 피조사체(A)의 주위에는 피조사체(A) 근처의 분위기에 존재하는 오존 및 반응용 보조 가스를 흡인하여 강제적으로 배기하는 흡기 수단(7, 7)을 각각 설치한다.

이들 흡기 수단(7, 7)은 피조사체(A)의 주위 전체 둘레에 걸쳐 배치하는 것이 바람직하지만, 예컨대 도 6에 나타낸 바와 같이 엑시머 UV 램프(B…)의 축방향과 직각으로 교차하는 방향으로 대향하는 양변(A3, A3)측만 평행하게 배치하더라도 좋다.

이 경우에는 엑시머 UV 램프(B…)와 피조사체(A) 사이에 끼워진 공간에서 거기에 존재하는 상기 유로(S3…)의 출구(S32…)로부터 공급된 오존 및 반응용 보조 가스를 상기 반송 수단(3d)에 의한 피조사체(A)의 이동 방향과 직각으로 교차하는 각각 반대 방향으로 흡인하고 있다.

다음에, 이러한 엑시머 UV·오존 세정 장치의 작동에 관해서 설명한다.

우선, 도 4에 나타낸 바와 같이 병렬형으로 배치한 엑시머 UV 램프(B…)로부터 엑시머 UV가 보호관(B3…)을 통해 각각의 방사 방향으로 조사된다.

이들 방사상의 엑시머 UV 중 피조사체(A)를 향하는 일부의 조사광에 의해서 피조사체(A)와의 사이에 오존을 생성하고, 이 오존이 피조사체(A)의 표면에 접촉함으로써, 피조사체(A)의 표면에 부착된 유기 오염을 산화 제거한다.

그 때, 이 피조사체(A)에서 각 엑시머 UV 램프(B)까지의 거리가 가장 짧은 바로 아래의 영역(A1)에서는 엑시머 UV의 조사가 강하여, 그 수광 에너지가 필요량에 도달하기 때문에 충분한 유기 오염의 산화 제거를 얻을 수 있지만, 그 영역에서 멀어짐에 따라서 엑시머 UV 램프와의 거리가 서서히 길어지기 때문에, 거기에 조사되는 엑시머 UV는 산소에 흡수되어 오존화하여 약해진다.

그 결과, 각 엑시머 UV 램프(B) 바로 아래의 영역(A1)으로부터 떨어진 엑시머 UV 조사가 약한 영역(A2)에서는 수광 에너지가 필요량까지 도달하지 않고, 유기 오염의 산화 제거가 부족하기 때문에 각 엑시머 UV 램프(B) 바로 아래의 영역(A1)에 있어서의 세정도에 비해서 세정도가 저하하게 된다.

바꾸어 말하면, 각 엑시머 UV 램프(B) 바로 아래의 좁은 영역(A1)으로부터 멀어짐에 따라서 세정도가 서서히 저하하여, 인접하는 엑시머 UV 램프(B, B) 사이의 경계선 바로 아래에 해당하는 영역이 가장 뒤떨어지게 된다.

이에 대하여, 전술한 각 엑시머 UV 램프(B)에서 피조사체(A)를 향하여 조사되는 엑시머 UV 이외에서, 인접하는 엑시머 UV 램프(B, B) 사이의 유로(S3)를 향하는 엑시머 UV는 대향하는 광투과벽(B3, B3)인 보호관을 투과하여 각 유로(S3) 내로 각각 들어간다.

이들 광투과벽(B3, B3)을 투과하여 유로(S3) 내에 조사된 엑시머 UV는 공급수단(2')으로부터 유로(S3) 내에 공급된 질소 등의 반응용 보조 가스로 흡수되지 않고 산소와 반응하여 오존을 생성하고, 이 오존량이 유로(S3)의 출구(S32)까지 이동하는 사이에 증가하여 고농도가 된다.

이 고농도의 오존은 각 유로(S3)의 출구(S32)로부터 피조사체(A)를 향하여 강제적으로 압출되고, 이들 출구(S32)의 바로 아래에 위치한 엑시머 UV 램프(B, B) 사이의 경계선 바로 아래에 해당하는 영역을 중심으로 하여, 엑시머 UV 램프(B) 바로 아래의 영역(A1)으로부터 떨어진 엑시머 UV 조사가 약한 영역(A2) 근처의 분위기(4)가 오존이 농후해지게 된다.

이에 따라, 엑시머 UV 조사가 약한 영역(A2)의 수광 에너지가 유기 오염의 산화 제거에 충분한 양에 도달한다.

그 결과, 세정에 기여하지 않은 엑시머 UV를 유효하게 이용하여 세정 효율을 향상시킬 수 있고, 피조사체(A)가 예컨대 액정 디스플레이의 유리 기판과 같은 면적이 큰 것이라도 효율적으로 세정할 수 있다.

또한, 상기 반응용 보조 가스 및 산소에 추가하여 물의 분자(H₂O)가 공급된 경우에는 엑시머 UV에서 물의 분자(H₂O)가 더욱 분해되어 [H·] 라디칼(기)과 [·OH] 라디칼(기)을 다량으로 생성하고, 이들 [·OH] 라디칼(기)이 엑시머 UV에 의한 반응 처리 후에 활성화된 피조사체(A)의 표면에 결합하여, 반응 영역(A1, A2)의 표면 개질 효과가 더욱 높아지며, 특히 습윤성이 개선된다.

상기 물의 분자 대신에 수소(H₂)가 공급된 경우에는, 엑시머 UV에서 생성된오존(O₃)과 수소(H₂)가 더욱 분해되고, 이들이 반응하여 다량의 [·OH] 라디칼(기)을 생성하고, 이들 [·OH] 라디칼(기)이 엑시머 UV에 의한 반응 처리 후에 활성화된 피조사체(A)의 표면에 결합하여, 반응 영역(A1, A2)의 표면 개질 효과가 더욱 높아지며, 특히 습윤성이 개선된다.

그 결과, 엑시머 UV에 의한 반응 처리 후의 활성화를 억제하여 반응 처리 후에 오물이 부착되기 어려운 상태로 안정화시킬 수 있다.

또, 다른 실시예의 경우에는 반응용 보조 가스(질소 가스) 자체를 가습하여 물의 분자가 공급되도록 했기 때문에 수증기를 직접 공급하는 방법과 같이 반응 영역이 물방울화되지 않고, 그것을 제거하는 시간도 필요없게 되어 작업성이 우수하다고 하는 이점이 있다.

또한, 다른 실시예의 경우에는, 반송 기구(3d)의 작동에 의해서 엑시머 UV 램프(B…)와 피조사체(A)가 상대 이동하고, 그 이동 길이를 상기 엑시머 UV 램프(B…)사이의 피치(P)와 동일한 길이 또는 그것보다 길게 하면 피조사체(A)의 전체가 엑시머 UV 램프(B…)의 바로 아래 위치를 통과한다.

이에 따라, 엑시머 UV의 조사 강도의 변동이 개선되는 동시에, 피조사체(A)의 전체에 걸쳐 엑시머 UV의 조사 시간이 단축된다.

그 결과, 세정 불균일을 없게 하면서 세정 시간을 단축할 수 있다.

또한, 흡기 수단(7, 7)의 작동에 의해서, 도 6에 나타낸 바와 같이 피조사체(A) 근처의 분위기에 존재하는 유기 오염의 산화 제거에 기여한 세정후의(이미 반응한) 오존 및 반응용 보조 가스가 피조사체(A)의 주위나 또는 대향하는 양변(A3, A3)측에서 각각 반대 방향으로 흡인되어 정체하는 일없이 바로(조속히) 강제 배기된다.

이에 따라, 유기 오염의 산화 제거에 따라 발생한 오염 물질도 함께 신속히 배출 제거되고, 이 배기에 따라 각 유로(S3)의 출구(S32)로부터 신선한 오존 및 반응용 보조 가스가 순차 공급되어, 유기 오염의 산화 제거가 더욱 촉진된다.

그 결과, 세정에 따라 발생한 오염 물질이 보호관(B3…)이나 그 근방에 부착되는 것을 방지하면서 세정 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또, 각 엑시머 UV 램프(B)의 외주를 보호관(B3)으로 덮었기 때문에, 상기 엑시머 UV 램프(B)의 내부 전극(B1) 및 외부 전극(B2)에 피조사체(A)가 직접 닿는 것을 방지하고, 보호관(B3) 내에 공급한 질소 가스에 의해 내부 전극(B1) 및 외부 전극(B2)이 직접 활성화된 산소에 닿아 산화물을 생성하는 것을 방지하는 동시에, 상기 램프(B)의 관벽[외부 전극(B2)]으로부터 보호관(B3) 밖까지의 엑시머 UV 흡수가 억제되어 광강도의 열화를 막을 수 있다.

그 결과, 엑시머 UV 램프(B)의 전극을 보호하면서 전극으로부터 피조사체까지의 거리를 적정하게 유지할 수 있으며, 피조사체(A)가 예컨대 액정 디스플레이의 유리 기판과 같이 면적이 큰 것이라도 제조 비용을 저감할 수 있다.

그리고, 도 7과 도 8에 도시하는 것은 각각이 본 발명의 변형예이다.

도 7에 도시하는 것은 상기 공급 수단(2')이 혼합실(2c)에서 노즐(2d…)대신에, 예컨대 펀칭 메탈 등의 다공판(2e)을 통해 유로(S3…)의 입구(S31…)에 적정량의 반응용 보조 가스와 산소를 강제적으로 공급한 구성이 상기 도 4∼도 6에 도시한 다른 실시예와는 다르며, 그 이외의 구성은 도 4∼도 6에 도시한 다른 실시예와 같은 것이다.

따라서, 도 7에 도시하는 것은 공급 수단(2')의 구성을 간소화할 수 있어 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다고 하는 이점이 있다.

도 8에 도시하는 것은 상기 광투과벽(B3, B3)이 각각 인접하는 엑시머 UV 램프(B, B)의 외주를 둘러싸도록 설치한 사각통형의 보호관이며, 인접하는 수직형의 보호관(B3, B3)에 의해서 상하 방향 전체 길이에 걸쳐 동일한 간격의 유로(S3)가 각각 구획 형성되는 구성이 상기 도 4∼도 6에 도시한 다른 실시예와는 다르며, 그 이외의 구성은 도 4∼도 6에 도시한 다른 실시예와 같은 것이다.

따라서, 도 8에 도시하는 것은 도 4∼도 6에 도시한 실시예와 같이 각 엑시머 UV 램프(B)와 사각통형의 보호관(B3) 사이에 질소 가스를 공급함으로써, 내부 전극(B1) 및 외부 전극(B2)으로부터의 엑시머 UV가 흡수되지 않고 보호관(B3) 밖까지 확실하게 미치는 동시에, 이 사각통형의 보호관(B3)의 직선형 저면으로부터 피조사체(A)까지의 거리가 균일해진다.

그 결과, 피조사체(A)에서 사각통형의 보호관(B3)의 직선형 저면과 평행하게 대향하는 영역(A1')은 어디에서나 엑시머 UV의 조사가 강하여, 그 수광 에너지가 필요량에 도달하기 때문에 충분한 유기 오염의 산화 제거를 얻을 수 있으며, 이들 이외의 엑시머 UV 조사가 약한 영역(A2')의 면적이 상기 도 1에 도시한 실시예보다도 매우 작고, 더구나 이 부분의 분위기(4)는 오존이 농후해지기 때문에 더욱 세정효율을 향상시킬 수 있다고 하는 이점이 있다.

또, 도 7 및 도 8에 도시하는 것은 피조사체(A)의 이송 수단(3)으로서, 예컨대 롤러 컨베이어 등의 연속 반송 기구(3b)를 설치하고 있지만, 이것에 한정되지 않고 연속 반송 기구(3b) 대신에 도 1에 도시한 회전 반송 기구(3a)나 도 3에 도시한 유성 운동 기구(3c)나 도 4에 도시한 반송 기구(3d)를 사용하더라도 좋다.

또한, 전술한 각 실시예 및 변형예에서는 각 엑시머 UV 램프(B)가 메쉬형 통형의 내부 전극(B1)과 외부 전극(B2)을 동축형으로 배치한 이중 원통형 구조인 경우를 도시했지만, 이것에 한정되지 않고 엑시머 UV를 방사상으로 조사하는 것이면, 다른 구조라도 좋고, 또한 그 외측을 덮은 투명한 보호관(B3)은 원통형 이외의 도 8에 도시하는 사각통형 이외의 다각형의 통형이라도 좋다.

또한, 엑시머 UV 램프(B…)의 사이에 배치한 한 쌍의 광투과벽(B3, B3)이 각각 인접하는 엑시머 UV 램프(B, B)의 외주를 둘러싸도록 설치한 원통형 또는 사각통형의 보호관인 경우를 도시했지만, 이것에 한정되지 않고 통형의 보호관 대신에 노출된 외부 전극(A2) 사이를 비통형의 광투과벽으로 구획하는 것이라도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명 중 청구항 1에 기재한 발명은, 반응 가스 공급 수단으로부터 반응성 가스를 피조사체 상의 활성 영역에만 집중하여 공급함으로써, 엑시머 UV와 반응성 가스의 광화학 반응이 저온 분위기에서 촉진되는 동시에, 이 광화학 반응이 활발하게 발생하지 않는 영역에는 반응성 가스가 공급되지 않아, 쓸데없이 소비되지 않기 때문에, 가스 공급 능력이 큰 반응 가스 공급원이아니더라도 충분하므로, 광화학 반응을 간단한 구조에서, 더욱이 저온 분위기에서 안정적으로 행할 수 있다.

따라서, 고효율의 광화학 반응이 가능해져 경제적이다.

청구항 2의 발명은 청구항 1의 발명의 효과에 추가하여, 반응성 가스가 공급되는 활성 영역 이외의 공간은 반응용 보조 가스로 채워지는 동시에, 이미 반응한 불필요 가스를 반응 영역으로부터 조속히 배출하기 때문에, 반응성 가스를 조속히 활성 영역(반응 영역)에 도입하여 치환할 수 있다.

청구항 3에 기재한 발명은, 각 엑시머 UV 램프로부터 광투과벽을 투과하여 유로 내에 조사된 엑시머 UV가 상기 유로 중의 반응용 보조 가스로 흡수되지 않고 산소와 반응하여 오존을 생성하고, 이 오존량이 유로의 출구까지 이동하는 사이에 증가하여 고농도가 되며, 이 출구에서 피조사체를 향하여 강제적으로 흘려 보내, 엑시머 UV 램프 바로 아래의 영역에서 떨어진 엑시머 UV 조사가 약한 영역 근처의 분위기를 오존이 농후해지도록 함으로써 상기 영역의 수광 에너지가 유기 오염의 산화 제거에 충분한 양에 도달하기 때문에, 세정에 기여하지 않은 엑시머 UV를 유효하게 이용하여 세정 효율을 향상시킬 수 있다.

따라서, 피조사체에 있어서 각 엑시머 UV 램프 바로 아래의 영역과 그것보다 떨어진 영역에서 세정도에 분명한 차가 생기는 종래의 것에 비해, 예컨대 액정 디스플레이의 유리 기판과 같이 면적이 큰 피조사체라도 효율적으로 세정할 수 있다.

청구항 4의 발명은 청구항 3의 발명의 효과에 추가하여, 엑시머 UV에서 생성된 오존(O₃)과, 물의 분자(H₂O) 또는 수소(H₂)가 더욱 분해되고, 이들이 반응하여 다량의 [·OH] 라디칼(기)을 생성하며, 이들 [·OH]라디칼(기)이 엑시머 UV에 의한 반응 처리 후에 활성화된 피조사체의 표면에 결합하여, 반응 영역의 표면 개질 효과가 더욱 높아지며, 특히 습윤성이 개선되기 때문에, 엑시머 UV에 의한 반응 처리 후의 활성화를 억제하여 반응 처리 후에 오물이 부착되기 어려운 상태로 안정화시킬 수 있다.

그 결과, 유기 오염의 산화 제거를 더욱 촉진시킬 수 있다.

청구항 5의 발명은 청구항 1, 2, 3 또는 4의 발명의 효과에 추가하여, 각 엑시머 UV 램프의 외주를 보호관으로 덮음으로써, 엑시머 UV 램프의 전극이 직접 활성화한 산소에 닿아 산화물을 생성하는 것을 방지하는 동시에, 상기 램프(B)의 관벽[외부 전극(B2)]으로부터 보호관(B3) 밖까지의 엑시머 UV 흡수가 억제되어 광강도의 열화를 막을 수 있기 때문에, 엑시머 UV 램프의 전극을 보호하면서 전극으로부터 피조사체까지의 거리를 적정하게 유지할 수 있다.

따라서, 피조사체의 대형화에 따라 광추출 창의 합성 석영 유리도 대형화가 필요한 종래의 것에 비해, 예컨대 액정 디스플레이의 유리 기판과 같이 면적이 큰 피조사체라도 제조 비용을 저감할 수 있다.

청구항 6의 발명은 청구항 5의 발명의 효과에 추가하여, 피조사체 근처의 분위기에 존재하는 유기 오염의 산화 제거에 기여한 세정 후의 오존 및 반응용 보조 가스가 피조사체의 주위에서 흡인되어 정체하는 일없이 즉시 강제 배기됨으로써,유기 오염의 산화 제거에 따라 발생한 오염 물질도 함께 신속히 배출 제거되고, 이 배기에 따라 유로의 출구에서 신선한 오존 및 반응용 보조 가스가 순차 공급되어, 유기 오염의 산화 제거가 더욱 촉진되기 때문에, 세정에 따라 발생한 오염 물질이 보호관이나 그 근방에 부착되는 것을 방지하면서 세정 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

청구항 7의 발명은 청구항 1, 2, 3 또는 4의 발명의 효과에 추가하여, 엑시머 UV 램프와 피조사체의 상대 이동으로 피조사체의 전면이 엑시머 UV 램프의 바로 아래 위치를 통과됨으로써, 엑시머 UV의 조사량의 변동이 개선되는 동시에, 피조사체의 전체에 걸쳐 엑시머 UV의 조사 시간이 단축되기 때문에 광화학 반응의 불균일을 없게 하면서 반응 시간을 단축할 수 있다.

Claims

피조사체(A)와 대향하여 복수 개의 엑시머 UV 램프(B)를 병렬형으로 배치하며, 이들 엑시머 UV 램프(B)로부터 피조사체(A)를 향하여 엑시머 UV를 반응성 가스(C)의 분위기 중에서 조사함으로써 피조사체(A) 표면에서 광화학 반응시키는 엑시머 UV 포토 리액터에 있어서,

상기 엑시머 UV 램프(B)로부터의 엑시머 UV 조사량이 많은 피조사체(A) 상의 활성 영역(A1)을 향해서 반응성 가스(C)를 강제적으로 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단(1)을 피조사체(A)의 표면 근처에 설치하고, 각 엑시머 UV 램프(B)의 외측을 투명한 보호관(B3)으로 덮고, 이들 엑시머 UV 램프(B)와 보호관(B3) 사이에 질소 가스를 공급한 것을 특징으로 하는 엑시머 UV 포토 리액터.
제1항에 있어서, 상기 반응 가스 공급 수단(1)보다 피조사체(A)와 떨어진 위치에 반응용 보조 가스(D)를 피조사체(A)를 향해서 강제적으로 공급하기 위한 반응용 보조 가스 공급 수단(2)을 설치한 것인 엑시머 UV 포토 리액터.
피조사체(A)와 대향하여 복수 개의 엑시머 UV 램프(B)를 병렬형으로 배치하며, 이들 엑시머 UV 램프(B)로부터 엑시머 UV를 피조사체(A)를 향하여 조사하여 오존이 생성됨으로써, 피조사체(A)의 표면에 부착된 유기 오염을 산화 제거하는 엑시머 UV 포토 리액터에 있어서,

상기 엑시머 UV 램프(B)의 사이에 엑시머 UV의 투과성이 우수한 한 쌍의 광투과벽(B3)으로 이루어지는 유로(S3)를 각각 구획 형성하며, 이들 유로(S3)의 입구(S31)에는 적정량의 반응용 보조 가스와 산소를 강제적으로 공급하는 공급 수단(2')을 설치하여, 엑시머 UV 램프(B) 바로 아래의 영역(A1)으로부터 떨어진 엑시머 UV 조사가 약한 영역(A2) 근처의 분위기(4)가 오존이 농후해지도록 각 유로(S3) 내에서 생성된 오존을 그 출구(S32)로부터 피조사체(A)를 향하여 강제적으로 유입시키는 것을 특징으로 하는 엑시머 UV 포토 리액터.
제3항에 있어서, 상기 반응용 보조 가스 및 산소에 추가하여 물의 분자 또는 수소를 공급하는 가습 수단(E)을 설치한 것인 엑시머 UV 포토 리액터.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 광투과벽(B3)은 각 엑시머 UV 램프(B)의 외주를 둘러싸도록 설치한 보호관이며, 이들 엑시머 UV 램프(B)와 보호관(B3) 사이에 질소 가스를 공급한 것인 엑시머 UV 포토 리액터.
제5항에 있어서, 상기 피조사체(A) 근처의 분위기에 존재하는 오존 및 반응용 보조 가스를 상기 피조사체(A)의 주위에서 흡인하여 강제적으로 배기하는 흡기 수단(7)을 설치한 것인 엑시머 UV 포토 리액터.
제1항, 제2항, 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 엑시머 UV 램프(B) 또는 피조사체(A) 중 어느 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 양자간의 거리를 유지하면서 이동시키는 이송 수단(3)을 설치한 것인 엑시머 UV 포토 리액터.