专利名称：准分子uv光反应装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如用以除去液晶显示面板等玻璃基板或硅半导体晶圆等的表面所附着的有机化合物污染的准分子UV·臭氧洗净装置(干式洗净装置)，或是藉由与臭氧气体的光化学反应来除去半导体制程中硅晶圆上不需的光阻的灰化(ashing)装置，或藉由与氢气的光化学反应来提高硅晶圆表面的结晶完全性的氢退火装置，或藉由与有机金属化合物的汽化气体的光化学反应来在硅晶圆上形成金属膜的有机金属(MO)CVD装置等，所使用的准分子UV光反应装置(photo reactor)。
详细地说，涉及将多支准分子UV(紫外线)灯与被照射体对向并列配置，并藉由在反应性气体的环境气氛中自该等准分子UV灯对被照射体照射准分子UV，来使被照射体表面产生光化学反应的准分子UV光反应装置。
另一方面，本发明人则使用上述灯装置进行实验，自并列的准分子UV灯向被照射体照射准分子UV，且一边对配备该灯装置及被照射体的封闭空间内供应作为反应性气体的臭氧，在常温或接近于常温的低温环境气氛下，使之产生光化学反应。
其结果，在该实验后的被照射体的表面中，位于各准分子UV灯正下方的狭窄区域，缩获得某种程度的光化学反应，但随着离开该区域，反应度即逐渐下降，且在相邻准分子UV灯之间的交界处的正下方的区域最为低劣。
此原由可解读如下，在被照射体的表面中，准分子UV灯正下方的最短距离其准分子UV照射量较多的细长区域，能获得达到充分光化学反应所必要的该受光能量，但随着离开该活性区域而与准分子UV灯的距离逐渐变长，且照射于该处的准分子UV被存在被照射体周围的氧气吸收、臭氧化而变弱，因此远离该各准分子UV灯的正下方区域其受光能量并未达到所必须的能量，而致光化学反应不足。
但是，此种已知的准分子UV光反应装置，由于不能时常在被照射体的表面附近将反应性气体提高到达所需要的浓度，而导致有无法快速地在低温环境气氛(例如常温)下产生稳定的光化学反应的问题，或臭氧层厚度变大，对UV光的吸收变大而无法获得充分的反应功效的问题。
为了解决该问题，也可考虑例如自臭氧产生器等的反应性气体供应源，持续供应大量的反应性气体至封闭空间内，据此使被照射体的表面附近形成高浓度状态，但在此情形下，必须要有气体供应能力极大的反应性气体供应源，此结果将造成制造成本显著提高的问题。
此外，随着被照射体的大型化而造成光输出窗也大型化，此时，随着被照射体的大型化而光输出窗的合成石英玻璃也必须大型化，故也有制造成本变高的问题。
而且，在上述已知准分子UV·臭氧洗净装置中，对于洗净后的被照射体，其各准分子UV灯正下方的活性区域和远离于此的区域，其洗净度产生明显的差异，故也有不可能有效洗净大面积的被照射体全体的问题。
此外，随着被照射体的大型化而造成光输出窗的大型化时，该等被照射体与光输出窗间所夹封闭空间的面积也变宽，而为了对该宽广的封闭空间供应反应所需的气体，必须自被照射体的对向边朝另外一边单方向地供应反应性气体，进行完全地换气须耗费时间，因此随着有机污染的氧化除去而产生的污染物质会持续浮游于该封闭空间内，而有该浮游的污染物质极易附着于光输出窗的问题。
另一方面，近来在使用准分子UV的光化学反应区域中，因过度的光分子能量而导致的反应伤害较大，故使用准分子UV的光化学反应处理后仍持续维持活性状态，其结果，导致反应处理后吸附大气中的污染物质的情形。
因此，本发明第1方面的目的在于，能以简单的构造、且在较低温环境气氛下稳定地进行光化学反应。
本发明的第2方面，除上述第1方面的目的外，并以快速地将反应性气体导入反应区域以进行替换为目的。
本发明第3方面的目的在于，有效地利用过去对洗净无帮助的准分子UV来提升洗净效率。
本发明的第4方面，除上述第3方面的目的外，并以抑制准分子UV的反应处理后的活性化，来在反应处理后形成难以附着污染的稳定状态为目的。
本发明的第5方面，除上述第1，2，3或4方面的目的外，并以在保护准分子UV灯的电极的同时，适当地维持电极至被照射体的距离为目的。
本发明的第6方面，除上述第5方面的目的外，并以防止随着洗净处理所产生的污染物质附着于保护管或其附近，进一步的提升洗净效率为目的。
本发明的第7方面，除上述第1，2，3或4方面的目的外，并以消除光化学反应的误差、缩短反应时间为目的。
此处，所谓反应性气体，是指与准分子UV灯所照射的172nm准分子UV产生光化学反应，例如，臭氧或氢气或有机金属化合物的汽化气体等。
藉上述构成所产生的本发明第1方面的作用，是自反应性气体供应机构将反应性气体仅集中供应至被照射体上的活性区域，从而在低温环境气氛下促进准分子UV与反应性气体的光化学反应，且由于对不积极产生该化学反应的区域不供应反应性气体，不致造成浪费，因此即使不使用气体供应能力大的反应性气体供应源也足够。
本发明的第2方面，其特征为在第1方面的构造中，在较前述反应性气体供应机构离被照射体远的位置，设置用以将反应用辅助气体强制性地供应至被照射体的反应用辅助气体供应机构。
此处，所谓反应用辅助气体，是指例如氮气或非活性气体(氩、氦及其他)等的载送气体。
藉上述构成所产生的本发明第2方面的作用，是供应反应性气体的活性区域以外的空间，以反应用辅助气体加以充满，且能将已反应的不需气体迅速的自反应区域加以排出。
本发明的第3方面为，一种准分子UV光反应装置，将多支准分子UV灯于被照射体相对配置成并列状，自该准分子UV灯朝被照射体照射准分子UV以生成臭氧，从而氧化除去被照射体表面所附着的有机污染，其特征在于在前述准分子UV灯之间，分别区划形成由准分子UV穿透性佳的一对光穿透壁所构成的流路，在该流路的入口，设置强制性地供应适当量的反应用辅助气体与氧气的供应机构，将各流路内所产生的臭氧自该出口强制性地流向被照射体，使远离准分子UV灯正下方区域的UV照射较弱的区域附近的环境气氛，成为臭氧充裕的状态。
藉上述构成所产生的本发明第3方面的作用，是自各准分子UV灯穿透光穿透壁而照射至流路内的准分子UV，不致被该流路中的反应用辅助气体吸收而与氧气反应生成臭氧，该臭氧量在移动至流路出口期间增加成高浓度，从该出口强制性地流向被照射体，使远离准分子UV灯正下方区域的准分子UV照射较弱的区域附近的环境气氛，成为臭氧充裕的状态，从而，该区域的受光能量即达到可除去有机污染的氧化的充分量。
本发明的第4方面，其特征为在上述第3方面的构成中，设置加湿机构，以在前述反应用辅助气体及氧气外，另供应水分子或氢气。
藉上述构成所产生的本发明第4方面的作用，进一步的分解因准分子UV所产生的臭氧(O3)、与水分子(H2O)或氢(H2)，分解后此等进行反应而产生多量[·OH]游离基，而此等[·OH]游离基在准分子UV的反应处理后被活性化的被照射体表面上进行结合，进一步的提高反应区域的表面改善效果，特别是改善润湿性。
本发明的第5方面，其特征为在上述本发明的第1，2，3或4方面的构成中，前述光穿透壁是以包覆各准分子UV灯外周的方式设置的保护管，并于该等准分子UV灯与保护管之间供应氮气。
藉上述构成所产生的本发明第5方面的作用，是以保护管覆盖各准分子UV灯的外周，从而防止准分子UV灯的电极直接接触活性化的氧气而产生氧化物，且还能抑制自该灯的管壁至保护管外的准分子UV的吸收，来防止光强度的恶化。
本发明的第6方面，其特征为在上述本发明第5方面的构成中加设吸气机构，此机构是自被照射体的周围吸收前述被照射体附近的环境气氛中存在的臭氧及反应用辅助气体，加以强制性的排气。
藉上述构成所产生的本发明的第6方面的作用，是将被照射体附近的环境气氛中存在的有助于有机污染的氧化除去的洗净后的臭氧及反应用辅助气体，不使其停滞于被照射体的周围而加以立即吸收强制排出，从而将随着有机污染的氧化除去所产生的污染物质一起快速的加以排出，随着此一排气，即自流路的出口依序供应新鲜的臭氧及反应用辅助气体，更进一步的促进有机污染的氧化除去。
本发明的第7方面，其特征为在上述本发明的第1，2，3或4方面的构成中设置移送机构，来将前述准分子UV灯或被照射体之其中一方，相对另一方在保持两者间距离的同时使其移动。
藉上述构成所产生的本发明第7方面的作用，是以准分子UV灯与被照射体的相对移动，使被照射体的全面通过准分子UV灯的正下方位置，从而改善准分子UV的照射量不均现象，且也可缩短准分子UV照射被照射体表面全体的时间。
图2为示出本发明的变型例的准分子UV光反应装置的部分纵截面前视图。
图3为示出本发明的变型例的准分子UV光反应装置的横截面俯视图。
图4为示出本发明的其他实施例的准分子UV光反应装置的部分纵截面前视图。
图5为加湿机构的概略构成图。
图6为示出简略化的横截面俯视图。
图7为示本发明的变型例的准分子UV光反应装置的部分纵截面前视图。
图8为示出本发明的变型例的准分子UV光反应装置的部分纵截面前视图。
本实施例如
图1所示，示出在准分子UV光反应装置R内部所形成的空间S内，与被照射体相对并列配置多支准分子UV灯B…，该等准分子UV灯B，通过将形成为网状圆筒形的内部电极B1、以及其外侧所配置的网状圆筒形的外部电极B2配置成同轴状，而成为放射状照射172nm的准分子UV的双重圆筒型构造，再于其外侧包覆透明保护管B3的情形。
上述保护管B3，例如以准分子UV的穿透性佳的合成石英玻璃等形成为中空圆筒状，于各准分子UV灯B的外部电极B2外侧将该保护管B3配置成同轴状。
在此等外部电极B2和保护管B3之间，藉由氮气的供应，消除准分子UV的吸收以防止光能量的衰减，并防止外部电极B2及内部电极B1的氧化，且也可视需要配置反射体B4，使朝向各准分子UV灯B的背面侧发射的准分子光，能反射至被照射体A。
上述被照射体A，例如硅半导体晶圆或液晶显示器的玻璃基板等，图示例中，显示直径约为200mm或更大口径的硅半导体晶圆。
该被照射体A的表面，位于并列的准分子UV灯B…正下方的沿该准分子UV灯B的细长区域A1…，与其他区域A2…相比较，具有良好活泼性且较多的准分子UV照射量，在被照射体A表面附近设有反应性气体供应机构1…，该反应性气体供应机构1…用以朝该等活性区域A1…强制性地供应反应性气体C。
本实施例中，此等反应性气体供应机构1…，将与各准分子UV灯B…呈大致的多个气体导入管1a…，配置成不致干涉自各准分子UV灯B…照射至活性区域A1…的准分子UV，于该等气体导入管1a…的外周面，每隔适当间隔对着各个轴方向，穿通设有多个朝被照射体A上的活性区域A1…的喷嘴孔1b…。
图示例中，在并列的准分子UV灯B…之间及其两端分别配置1条气体导入管1a，其中，特别是准分子UV灯B…之间所配置的气体导入管1a…，将朝向各准分子UV灯B…正下方相邻的活性区域A1的喷嘴孔1b…，予以开穿成剖面「八」字形，来分支供应各气体导入管1a…的反应性气体C。
此外，在此等气体导入管1a…的上游端，以配管连接于反应性气体C的供应源(未图示)，且将自此等反应性气体供应源导入的反应性气体C，自各个喷嘴孔1b…分别吹向被照射体A上的活性区域A1…。
该反应性气体C，根据前述准分子UV光反应装置R的使用目的，而使用不同的反应性气体。
亦即，将该准分子UV光反应装置R，作为例如除去硅晶圆上所不需的光阻用的灰化装置，或作为除去附着于液晶显示器的玻璃基板表面的有机化合物污染的准分子UV·臭氧洗净装置(干式洗净装置)时，上述反应性氧体C为臭气，而反应性气体供应源则为臭气产生器。
除此之外，使用准分子UV光反应装置R，来作为例如藉由与氢的光化学反应的作用，而提高硅晶圆表面的结晶完全性的氢退火装置时，上述反应性气体C为氢，而反应性气体供应源则为氢气筒。
再者，在较前述反应性气体供应机构1…离开被照射体A的位置，设有反应用辅助供应机构2…，该反应用辅助供应机构2…用以强制性地朝被照射体A供应反应用辅助气体(载送气体)D。
本实施例中，该反应用辅助气体供应机构2…，在并列的准分子UV灯B…上方，与其交互地每隔适当间隔区划成多个导入室2a…，并在此等导入室2a的下端，设有区划而形成于相邻的保护管B3…之间的流路S1…、及形成于此两端的流路S2，及朝向S2的各喷嘴2b…。
在上述导入室2a…中，导入例如氮气气体或非活性气体(氩、氦及其他)，以作为反应用辅助气体D，而此等气体即作为载送气体，自喷嘴2b…透过上述流路S1…、S2、S2朝下供给至前述反应性气体供应机构1…。
又，前述被照射体A，被支持为与并列的准分子UV灯B…的间隔保持既定距离，并设有移送机构3，该移送机构为将前述准分子UV灯B…和被照射体A的其中一方，使相对于另一方而保持两者间的距离而移动。
图示例中，该移送机械3，例如在旋转台等的旋转搬送机构3a，于其上面将被照射体A装载为无法移动的状态下，与准分子UV灯B的照射时间连动，以适当速度作圆弧状的旋转移动。
其次，说明此种准分子UV光反应装置R的动作。
首先，来自并列的准分子UV灯B…朝向被照射体A作放射状照射的准分子UV，其照射量并不均匀地遍布被照射体A的表面全体，而是各准分子UV灯B…正下方的细长区域A1…为较其他区域A2…更强。
在此状态下，如第1图所示，若自反应体供应机构1…的反应性气体供应源(未图示)，向气体导入管1a…分别导入反应性气体C时，来自各气体导入管1a…的喷嘴孔1b，为仅集中于活性区域A1…而供应较多的被照射体A上的准分子UV照射量。
根据实验所测量的此活性区域A1…中反应性气体C的浓度，可提升至稳定的光化学反应所需的例如约1,000ppm以上。
据此，准分子UV与反应性气体C的光化学反应，在较现有技术为低的低温环境气氛下促进其光化学反应，同时对不活泼地产生该光化学反应的区域A2…，不供应反应性气体，而不致消耗能量，故即使无气体供应能力较大的反应性气体供应源亦已足够。
此结果，即能以简单的构成、且较低温的环境气氛下稳定地进行光化学反应。
具体而言，使用准分子UV光反应装置R作为灰化装置，且供应作为反应性气体C的臭氧时，能完全除去作为被照射体A的硅晶圆上所不需的光阻。
作为准分子UV·臭氧洗净装置(干式洗净装置)来使用时，在供应作为反应性气体C的臭氧的情形下，能完全除去附着于被照射体A表面的有机化合物的污染。
作为氢退火装置来使用时，在供应作为反应性气体的氢气的情形下，确知可提升作为被照射体A的硅晶圆表面的结晶完全性。
特别是在现有技术所揭示的半导体制造装置中，依据UV光所作成的装置，其臭氧层较厚，而来自UV光的光能量因通过臭氧层而被大量吸收，显著地造成反应效率的下降，但本发明的装置设有喷出臭氧的喷嘴(喷嘴孔)1b…并控制其流量，据此而实现反应效率极为优异的光反应装置。
除此之外，更可在被照射体A的载置面上附设面状的加热器(未图示)，且朝向被照射体A照射加热光(未图示)等的措施，将被照射体A予以加热，则更能高速地进行上述光化学反应的速度。
而且，因自前述反应用辅助气体供应机构2的喷嘴2b…经由流路S1…S2、S2朝向被照射体A，以反应用辅助气体D作为载送气体而朝下供应着氮气或非活性气体(氩、氦、其他)，故反应性气体C所供应的活性区域A1…以外的区域A2…及此等以外的封闭空间S内，充满反应用辅助气体D，且自反应区域也能快速地将已反应而不需要的气体加以排出。
此结果，即能快速地导入反应性气体C至活性区域(反应区域)A1…以进行替换。
而且，能防止充满大量的反应性气体C，故即使反应性气体C为例如是臭氧或氢那样的危险性较高的气体，也能确保其安全性。
又，藉由移送机构3的作动，在准分子UV灯B…与被照射体A的相对移动下，被照射体A的全体能通过准分子UV灯B…的正下方位置。
据此，能改善准分子UV的照射量不均现象，且能缩短被照射体A表面全体的准分子UV的照射时间。
其结果，能消除光化学反应的不均现象、缩短反应时间。
特别是图示例中，藉由旋转搬送机构3a的作动，来使被照射体A对准分子UV灯B…作相对的旋转移动，故被照射体A的大小尺寸，即使是跨过相邻多个准分子UV灯B…的更大的尺寸，也能遍及该表面全体而均匀地照射准分子UV，故具有可完全无不均的使被照射体A进行光学反应的优点。
图2及图3，分别示出本发明的变型例。
图2所示，在各准分子UV灯B…分别设置1对前述反应性气体供应机构1…的气体导入管1a′…，且仅单方向地穿通各准分子UV灯B…正下方的朝向各活性区域A1…的喷嘴孔1b′…，而不分支地集合供应各气体导入管1a′…的反应性气体C，除此构成与前述图1所示的实施例不同外，其余构成则与图1所示的实施例相同。
其结果，图2所示者的优点，即能对各活性区域A1…供应较前述图1所示的实施例更多量的反应性气体C，从而能提升反应性气体C的浓度。
进一步讲，当前述被照射体A是例如像液晶显示器的玻璃基板等面积较大者时，作为前述移送机构3，最好是设置例如滚轮输送带等的连续搬送机构3b来取代图1所示的旋转搬送机构3a，以此动作，往直角交叉于准分子UV灯B…的轴的方向，藉与该准分子UV灯B…之间的间距相同的长度、或较长长度来连续搬送被照射体A，使其通过准分子UV灯B…的正下方位置。
其结果，因多个被照射体A依序通过准分子UV灯B…的正下方位置，故具有能连续地使多个被照射体A产生光化学反应的优点。
此外，如图3所示，设置行星连动机构3c来取代图1所示的旋转搬送机构3a或图2所示的连续搬送机构3b，以作为前述移送机构3。该行星运动机构3c，例如由中心的中心齿轮3cl、同轴状地配置于其周围的内齿轮3c2、及与它们啮合的行星齿轮架3c3所构成，该行星齿轮架3c3内，例如分别单个或多个地拆装自如地保持并作动半导体晶圆等的被照射体A，从而使此行星齿轮架3c3及被照射体A沿中心齿轮3cl的周围，一边进行自转一边进行公转，除此构成与前述图1及图2所示的实施例不同外，其余构成皆与图1及图2所示的实施例相同。
其结果，当仅使被照射体A进行旋转移动时，其旋转中心的部分、与远离旋转中心的部分，将因它们移动量的差距，而使准分子UV的照射量也产生差异而不均匀，但若一边使被照射体A自转并同时使其公转的话，将因被照射体A各部分不致产生移动量的差距，而能防止因移动量的差距所产生的照射不均现象。
由于越大的被照射体A越容易产生移动量差，因此特别是对直径大的半导体晶圆进行准分子洗净时，非常有效。
又，前述实施例中，准分子UV光反应装置R的使用例，揭示了灰化装置或准分子UV·臭氧洗净装置(干式洗净装置)或氢退火装置的情形，但并不限于此，也可使用于藉由与有机金属化合物的汽化气体的光化学反应，而在硅晶圆上形成金属膜的有机金属(MO)CVD装置。
另一方面，图4～图6所示为本发明的其他实施例，其中准分子UV光反应装置，示出将例如使用于液晶显示器的大型玻璃基板等被照射体表面所附着的有机污染，以氧化除去的准分子UV·臭氧洗净装置(干式洗净装置)的情形。
该其他实施例中，配置于前述准分子UV灯B…之间的一对光穿透壁，以分别包覆相邻准分子UV灯B，B之外周的方式所设的圆筒形保护管B3，B3，于该等相邻的保护管B3…之间，分别区划形成有上下中间部分的间隔为最狭窄的流路S3…。
此等流路S3…，以远离被照射体A的上侧部分为入口S31…，且与此相反的以相对于被照射体A的下侧部分为出口S32…，于入口S31…处，设有强制性供应适当量的反应用辅助气体与氧气的供应机构2′，例如供应氮气或非活性气体(氩、氦、其他)等的载送气体，以作为反应用辅助气体。
在其他实施例的情形时，该供应机构2′，供应反应用辅助气体与新鲜空气至混合室2C的内部，并以既定比率加以混合，自该混合室2C往上述流路S3…的入口S1…的方向，分别每隔适当间隔设置喷嘴2d…，并自这些喷嘴2d…向流路S3…的入口S31…吹出已混合的反应用辅助气体与空气，从而供应适当量的反应用辅助气体与氧气至流路S3…内。
藉将适当量的反应用辅助气体与氧气供应至该等各流路S3的入口S31，从而将各流路S3内的气体强制性地自出口S3冲流至被照射体A，而流入至远离各准分子UV灯B正下方的区域A1的准分子UV照射的较弱区域A2附近的环境气氛4。
又，除供应上述反应用辅助气体及氧气之外，亦供应水分子或氢。
在其他实施例时，藉由第2图所示的加湿机构E，而使供应的反应用辅助气体(载送气体)的氮气中，包含有水分子。
该加湿机构E，例如通至氮气高压筒等的氮气供应源E1的供气管E2的前端部，浸泡于贮存在封闭容器E3内的纯水中，而自设于此的微小孔E4浮出发泡的氮气，且以导管E5回收该已加湿的氮气，加以导入至前述供应机构3的混合室3a。
又，在连络上述封闭容器E3与纯水的供水容器E6的供水管E7的中途，设有水位调整阀E8，依据设于封闭容器E3附近的高低2个水位感测器E9，E9的信号，来控制水位调整阀E8的动作，并使封闭容器E3内的纯水水位能一直保持于既定状态。
此外，作为使前述准分子UV灯B…与被照射体A的其中一方，一边相对他方维持两者间之距离一边移动地移送机构3，还设有搬送机构3d。该搬送机构3d，朝往直角交叉于准分子UV灯B…的轴方向的方向，进行与该准分子UV灯B…之间的间距P相同的长度或较长长度的移动的一种构成。
图示例中，被照射体A，藉由突设于水平基板5的多根支柱6…，而距离基板表面5a被真空吸附，而作为被照射体A的搬送机构3d，例如在上述基板5连设线性马达等的驱动源，藉由该驱动源3d的作动，与前述准分子UV灯B…的照射时间连动，以适当速度使被照射体A同时与基板5往水平方向，以和上述节距P相同的长度量进行直线移动。
此外，在上述被照射体A周围，分别设有吸气机构7，7，该吸气机构用以吸引被照射体A附近环境气氛中存在的臭氧及反应用辅助气体并作强制性地排气。
这些吸气机构7，7，最好是能配置于被照射体A之周围全周，但例如图6所示，仅平行地配置于相对(与准分子UV灯B…的轴方向直角交叉的方向)的两A3，A3侧也可。
此情形时，自准分子UV灯B…与被照射体A之间所夹的空间，将来自存在于此空间的前述流路S3…的出口S32…供应的臭氧及反应用辅助气体，吸引向直角交叉于上述搬送机构3d所作动的被照射体A的移动方向的各个相反方向。
其次，说明有关此种准分子UV·臭氧洗净装置的作动情形。
首先，准分子UV，自如图1所示的并列状配置的准分子UV灯B…，透过保护管B3…分别照射于放射方向。
藉由此等放射状准分子UV当中朝向被照射体A的一部分的照射光，而在与被照射体A之间产生臭氧，藉由该臭氧接触被照射体A的表面，来氧化除去被照射体A表面所附着的有机污染。
此时，该被照射体A中，距离各准分子UV灯B最短的正下方区域A1，因准分子UV的照射较强，该受光能量能达到所需量来充分地氧化除去有机污染，但随着远离该区域而与准分子UV灯的距离逐渐变长，故照射于此的准分子UV被氧气吸收而造成臭氧化且变得较弱。
其结果，远离各准分子UV灯B正下方的区域A1的准分子UV照射较弱的区域A2，其受光能量无法达到所需量，因氧化除去有机污染的能力不足，故与各准分子UV灯B正下方的区域A1中的洗净度相比，其洗净度较低。
换言之，随着离开各准分子UV灯B正下方的狭窄区域A1，洗净度逐渐下降，而位于相邻准分子UV灯B，B的交界正下方的区域最为低劣。
相对于此，自上述各准分子UV灯B照射至被照射体A的准分子UV的以外部分，即朝向相邻准分子UV灯B，B间的流路S3的准分子UV，通过相对向的光穿透壁B3，B3的保护管而分别进入各流路S3内。
这些穿透光穿透壁B3，B3而照射至流路S3内的准分子UV，并没有被供应机构2′供应至流路S3内的氮气等的反应用辅助气体所吸收而与氧气产生反应而产生臭氧，且该臭氧在移动至流路S3的出口S32期间，会增加而成高浓度。
该高浓度的臭气，被自各流路S3的出口S32强制性地挤压流向被照射体A，而以位于这些出口S32的正下方的准分子UV灯B，B间的交界正下方所相当的区域为中心，远离准分子UV灯B正下方区域A1的准分子UV照射的较弱区域A2附近的环境气氛4，即形成臭氧充裕的状态。
据此，准分子UV照射的较弱区域A2的受光能量，即能达到有机污染的氧化除去所需的充分量。
其结果，能有效地利用无助于洗净的准分子，UV而提升洗净效率，即使被照射体A是例如液晶显示器的玻璃基板等的大面积者，也能效率良好地进行洗净处理。
再者，在供应上述反应用辅助气体及氧气外，并供应水分子(H2O)时，准分子UV进一步地分解水分子(H2O)而产生多量的[H·]游离基与[·OH]游离基，这些[·OH]游离基则结合于经准分子UV作反应处理后且被活性化的被照射体A的表面，从而进一步提高反应区域A1，A2的表面品质改善的功效，特别是改善润湿性。
取代上述水分子而改以供应氢(H2)时，准分子UV所产生的臭氧(O3)和氢(H2)进一步地被分解，反应之后产生多量的[·OH]游离基，而这些[·OH]游离基则结合于经准分子UV作反应处理后且被活性化的被照射体A的表面，从而进一步提高反应区域A1，A2的表面品质改善的功效，特别是改善润湿性。
其结果，可抑制因准分子UV进行反应处理后的活性化，而在反应处理后形成不易附着污染的稳定状态。
又，在其他实施例时，由于对反应用辅助气体(氮气)本身进行加湿来供应水分子，因此不致如直接供应水蒸气的方式那样使反应区域水滴化，具有不须花费除去时间，具有极佳的作业性的优点。
此外，其他实施例时，藉由搬送机构3d的作动，而相对移动准分子UV灯B…与被照射体A，若其移动长度为该准分子UV灯B…间的间距P相同长度或较长，则被照射体A的全体即可通过准分子VU灯B…的正下方位置。
据此，能改善准分子UV照身强度的不均现象，且能缩短准分子UV对被照射体A全体的照射时间。
其结果，能消除洗净不均的发生且缩短洗净时间。
而且，藉由吸气机构7，7的作动，如图6所示，协助将存在于被照射体A附近的环境气氛中的有机污染予以氧化除去的洗净后(已反应)的臭氧及反应用辅助气体，自被照射体A的周围或相对向的两边A3，A3侧，分别被吸引至相反方向，且毫无停滞地立即(快速)被强制排气。
据此，伴随有机污染的氧化除去所产生的污染物质也一起被快速排除，且随着该排气，自各流路S3的出口S32依次供应新鲜臭氧及反应用辅助气体，而更增进有机污染的氧化除去。
其结果，能防止依随洗净而产生的污染物质附着于保护管B3…或其附近，且更为提升洗净效率。
再者，由于以保护管B3覆盖各准分子UV灯B的外周，故能防止被照射体A直接接触于该准分子UV灯B的内部电极B1及外部电极B2，且藉由供应至保护管B3内的氮气，来防止内部电极B1及外部电极B2直接触及活性化的氧而产生氧化物，且抑制自该灯B的管壁(外部电极B2)到保护管B3为止的准分子UV的吸收，防止光强度的劣化。
其结果，能保护准分子UV灯B的电极，同时能适当地保持电极至被照射体之间的距离，即使被照射体A是例如液晶显示器的玻璃基板等面积较大者，也能降低制造成本。
其次，图7与图8，分别示出本发明的变型例。
如图7所示，前述供应机构2′自混合室2C替换喷嘴2d，例如透过穿孔金属等的多孔板2e，而对流路S3…的入口S31…强制性地供应适当量的反应用辅助气体与氧气，该构成与前述图4～图6所示的其他实施例不同，除此之外的构成，则与图4～图6所示的其他实施例相同。
据此，图7所示者能简化供应机构2′的构成而具有降低制造成本的优点。
如图8所示，前述光穿透壁B3，B3设置成可围绕各相邻的准分子UV灯B，B的外周的四角筒形的保护管，藉由相邻垂直状的保护管B3′、B3′遍及上下方全长而分别区划形成相同间隔的流路S3的构成，和前述图4～图6所示的其他实施例不同，除此之外的构成则和图4～图6所示的其他实例相同。
因此，图8所示者，与图4～图6所示的实施例相同，在各准分子UV灯B与四角筒形的保护管B3′之间，供应氮气，从而来自内部电极B1及外部电极B2的准分子UV不被吸收而能着实地到达保护管B3′，同时也使该四角筒形的保护管B3的直线状底面至被照射体A的距离得以均匀。
其结果，在被照射体A中，平行於四角筒形的保护管B3′的直线状底面且相对向的区域A1′，则任何处均有较强的准分子UV照射，且其受光能量亦达到必要量而得以充分进行有机污染的氧化除去，而此外的准分子照射较弱的区域A2′面积，亦较前述图1所示的实施例更小，且该部分的环境气氛4因充满臭氧，故具有更能提高洗净功效的优点。
又，图7及图8所示的被照射体A的移送机构3，例如是滚轮输送带等的连续搬送机构3b，但并不限于此，使用图1所示的旋转搬送机构3a、或图3所示的行星运动机构3c、或图4所示的搬送机构3d，来取代连续搬送机构3b也可。
又，上述各实施例及变型例中，各准分子UV灯B的网状筒形的内部电极A1与外部电极A2，虽作成同轴状配置的双重圆筒型构造，但并不限于此，只要是成放射状地进行准分子UV的照射，其他的构造也可，此外，覆盖其外侧的透明保护管B3，即使是图8所示的四角筒形以外的多角形筒形也可。
此外，配置于准分子UV灯B…间的一对光穿透壁B3，B3，虽设置成围绕各相邻准分子UV灯B，B的外周的圆筒形成四角筒形的保护管，但并不限于此，也可以用非筒状的光穿透壁来区隔露出的外部电极A2之间，以取代筒形保护管。
如以上说明，本发明的第1方面，将来自反应性气体供应机构的反应性气体，仅集中供应至被照射体的活性区域，从而能在低温环境气氛中增进准分子UV与反应性气体的光化学反应，且该光化学反应不活泼的区域不供应反应性气体，不致造成无谓的消耗，即使不采用气体供应能力较大的反应性气体供应源亦足够，故能以简单构成、且在低温环境气氛稳定地进行光化学反应。
因此，可进行高效率的光化学反应而具经济效益。
本发明的第2方面，除上述第1方面的效果外，由于供应反应性气体的活性区域以外的空间，以反应用辅助气体加以充满，且将已反应的不需气体自反应区域快速地加以排出，故能迅速地导入反应性气体于活性区域(反应区域)来予以替换。
本发明的第3方面，来自各准分子UV灯、穿透光穿透壁照射至流路内的准分子UV不致被该流路中的反应用辅助气体所吸收，而能与氧气反应并产生臭氧，该臭氧量在移动至流路出口期间增加而成为高浓度状态，自该出口强制性地流向被照射体，使远离准分子UV灯正下方区域的准分子UV照射较弱区域附近的环境气氛，成为充裕臭氧的状态，从而该区域的受光能量达到足够量以进行有机污染的氧化除去，故能有效利用无助于洗净的准分子UV而提升洗净效率。
因此，在现有的被照射体中，各准分子UV灯正下方区域与远离此区域的洗净度具有明显差异者相比，例如即使是如液晶显示器的玻璃基板等大面积的被照射体，也能有效地进行洗净。
本发明的第4方面，除上述第3方面的效果外，准分子UV所产生的臭氧(O3)、水分子(H2O)或氢(H2)进一步分解，经反应而产生多量的[·OH]游离基，这些游离基[·OH]在经准分子UV的反应处理后被活性化的被照射体表面结合，进一步的提高反应区域的表面品质改善的功效，特别是改善湿润性，因此能抑制准分子UV反应处理后的活性化，反应处理后成为不易附着污染的稳定状态。
其结果，更能增进有机污染的氧化除去。
本发明的第5方面，除上述第1、2、3、或4方面的效果外，以保护管覆盖各准分子UV灯的外周，据此而能防止因准分子UV灯的电极直接触及于活性化的氧化而产生氧化物的同时，还能抑制自该灯B的管壁(外部电极B2)至保护管B3的准分子UV的吸收而防止光强度的劣化，故能保护准分子UV灯的电极，并保持电极至被照射体之间距离为适当距离。
因此，与随着被照射体的大型化而光输出窗的合成石英玻璃也须大型化的现有技术相比较，例如即使是液晶显示器的玻璃基板等大面积的被照射体，也能减低制造成本。
本发明的第6方面，除上述第5方面的效果外，将被照射体附近环境气氛中存在的有助于有机污染的氧化除去洗净后的臭氧及应用辅助气体，自被照射体四周加以吸引后毫无停滞的立即进行强制排气，且随着有机污染的氧化除去而产生的污染物质也一并迅速予以排除，随着该排气，自流路出口依序供应新鲜臭氧及反应用辅助气体，而更能增进有机污染的氧化除去，因此能防止随着洗净所产生的污染物质附着于保护管或其附近，同时也进一步提升洗净效率。
本发明的第7方面，除上述第1、2、3或4方面的效果外，在准分子UV灯与被照射体的相对移动下，使被照射体全面通过准分子UV灯的正下方位置，据此而改善准分子UV照射量的不均现象，且能缩短被照射体全体的准分子照射时间，因此能消除光化学反应的不均现象、谋求反应时间的短缩。
权利要求
1.一种准分子UV光反应装置，将多支准分子UV灯(B)与被照射体(A)相对配置成并列状，在反应性气体(C)环境气氛中自这些准分子UV灯(B)朝被照射体(A)照射准分子UV，从而使被照射体(A)表面产生光化学反应，其特征在于在被照射体(A)的表面附近设置反应性气体供应机构(1)，用以强制性地将反应性气体(C)供给至前述准分子UV灯(B)的准分子UV照射量较多的被照射体(A)上的活性区域(A1)。
2.如权利要求1所述的准分子UV光反应装置，其中，在较前述反应性气体供应机构(1)离被照射体(A)远的位置，设置用以将反应用辅助气体(D)强制性地供应至被照射体(A)的反应用辅助气体供应机构(2)。
3.一种准分子UV光反应装置，将多支准分子UV灯(B)与被照射体(A)相对配置成并列状，自该准分子UV灯(B)朝被照射体(A)照射准分子UV以生成臭氧，从而氧化除去被照射体(A)表面所附着的有机污染，其特征在于在前述准分子UV灯(B)之间，分别区划形成由准分子UV穿透性佳的一对光穿透壁(B3)所构成的流路(S3)，在该流路(S3)的入口(S31)，设置强制性地供应适当量的反应用辅助气体与氧气的供应机构(2’)，将各流路(S3)内所产生的臭氧自该出口(S32)强制性地流向被照射体(A)，使远离准分子UV灯(B)正下方区或(A1)的UV照射较弱的区域(A2)附近的环境气氛(4)，成为臭氧充裕的状态。
4.如权利要求3所述的准分子UV光反应装置，其中，除前述反应用辅助气体及氧气之外，还设有供应水分子或氢的加湿机构(E)。
5.如权利要求1、2、3或4所述的准分子UV光反应装置，其中，前述光穿透壁(B3)为以包覆各准分子UV灯(B)外周的方式所设的保护管，在该准分子UV灯(B)与保护管(B3)之间供应有氮气。
6.如权利要求5所述的准分子UV光反应装置，其中，设有吸气机构(7)，此机构从被照射体(A)的周围吸收前述被照射体(A)附近的环境气氛中存在的臭氧及反应用辅助气体，加以强制性的排气。
7.如权利要求1、2、3或4所述的准分子UV光反应装置，其中设有移送机构(3)，以使前述准分子UV灯(B)或被照射体(A)中的一方相对另一方，一边保持两者间的距离一边移动。
全文摘要
一种准分子UV光反应装置，自反应性气体供应机构(1)将反应性气体(C)仅集中供应至被照射体(A)上的活性区域(A1)，从而在低温环境气氛下促进准分子UV与反应性气体(C)的光化学反应，由于对该化学反应不活泼的区域(A2)不供应反应性气体(C)，不致造成浪费，故即使不使用气体供应能力大的反应性气体供应源已足够。因此，能以简单构成且在低温环境气氛下稳定地进行光化学反应。
文档编号C23C16/48GK1449303SQ01814678
公开日2003年10月15日 申请日期2001年10月24日 优先权日2000年11月1日
发明者大野田忠与, 坂井郁夫 申请人:信越工程株式会社