CN1658369A - 处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不会污染被处理物，并可通过产生高效率的活性种来改善处理速度的处理装置。为达到上述目的，本发明的处理装置，是采用催化剂来分解含有H原子或O原子的分子气体，并利用该催化剂所分解产生的气体对被处理物进行处理的处理装置，其特征为：具备对该催化剂照射光的机构，而该光的波数超过以该催化剂所具有的波数来表示的功函数。

Description

处理装置

技术领域

本发明涉及利用催化剂来分解气体、处理被处理物的处理装置。进一步详细地说，涉及以在利用催化剂来分解气体、处理被处理物的过程中存在光能为特征的处理装置。

背景技术

有关半导体制造工序及液晶面板洗净工序等中去除有机物的技术，近来开发出利用高融点催化剂灰化·去除抗蚀剂(resist)的方法。举例来说，上述的技术譬如日本专利特开2002-289586号公报等。根据该公报所揭示的内容，是利用钨等的高融点金属作为加热后的高融点催化剂，并利用该催化剂与含氢原子的气体接触所产生的分解反应来形成原子状态的氢，再使该原子状态的氢与抗蚀剂接触以剥离抗蚀剂。

第8图是显示利用传统催化剂的处理装置。处理装置80具有由外壁所包覆的反应室82，在该反应室82内配置有钨等高融点金属所形成的催化剂100，而该催化剂100连接着用来通电加热的电源85。此外，该反应室82内配置有试料台88，并置有被处理物89。而构成该反应室82的外壁设有：用来导入含氢原子气体等反应性气体的导入口86a、及用来排出反应后气体的排出口86b。举例来说，当从导入口86a导入氢时，所导入的氢将冲击设于反应室82内由钨所形成的前述催化剂。此时，氢被附着于钨的表面。在该装置中，是利用习知的吸附—解离(adsorption-dissociation)反应分解氢分子(H₂)，而使该钨的表面产生氢原子(H)与钨原子(W)所结合而成的W-H。接着，通过对作为催化剂的钨通电加热而使其形成1700℃左右的过热程度，再使利用热能切断W-H的结合键所形成的活性氢从钨的表面脱离。经脱离氢原子的钨表面将再度形成洁净的面。通过使氢分子再度冲击该洁净的钨表面可反复进行上述的反应。藉此，可于上述的反应室82内产生高浓度的活性氢，再使该活性氢接触被处理物进而对被处理物进行处理。在上述日本专利公报中，是通过使原子状态的氢接触抗蚀剂的方式来进行剥离处理。

此外，根据日本第50届应用物理学关系联合演讲会的演讲预备集NO2、P844(2003年3月)，其中揭示一种使用加热后的钨作为高融点催化剂，使氨接触前述加热后的钨而产生氨的分解种，再将该氨的分解种作用于抗蚀剂而加以去除的方法。

除此之外，在Japanese Journal of Applied Physics.Vol.41(2002年)的pp4639-4641中，也记载使H₂接触作为高融点催化剂的加热后的钨以产生H，再使H作用于Si进行蚀刻的方法。

如上所述地，采用钨等的金属作为高融点催化剂的方法已广为提倡。根据上述方法的活性种的产生装置则考虑以下的方式。当譬如氢分子等的反应性气体冲击金属表面时，该氢分子于该金属表面进行解离—吸附。在这个时间点，该金属作为催化剂而产生作用，进而在该金属的表面产生氢原子与该金属(譬如为钨)的结合种。其次，通过将上述钨的表面温度加热到譬如1700℃以上，而使该氢原子因为热能而从上述钨的表面脱离。藉此可产生反应性高的氢原子。此外，当上述钨表面热脱离该氢原子时，该钨的表面恢复为干净的钨金属表面，并可通过氢分子的再次撞击而重复解离—吸附(解離吸着)，促使催化剂反应持续进行。

但是，由于在上述方法中必须通过对成为高融点催化剂的金属加热才能形成热脱离，因此无法避免该金属本身的蒸发。而该蒸发后的金属将衍生出污染被处理物的问题。

专利文献1    日本专利特开2002-289586号公报

非专利文献1    日本第50届应用物理学关系联合演讲会的演讲预备集NO2、P844(2003年3月)

非专利文献2    Japanese Journal of Applied Physics.Vol.41(2002年)的pp4639-4641

发明内容

本发明是有鉴于上述问题而研发的发明，本发明团队不断研究的结果，是根据对利用催化剂进行解离—吸附的元素进行光照射，而可藉由该催化剂脱离反应性高的氢等的活性种的新发现。本发明所欲解决的课题，是提供一种不会污染被处理物，并可通过产生高效率的活性种来改善处理速度的处理装置。

本发明的处理装置，是为了分解含有氢原子或氧原子的分子气体而采用催化剂，并利用由该催化剂所分解生成的气体对被处理物进行处理的处理装置，其特征为：具备对该催化剂照射光的机构，而该光的波数超过以该催化剂所具有的波数来表示的功函数(workfunction)。

在本发明中，所谓的功函数，是指以电位差来表示为了将被物质所牵引的电子提升至超过能带隙(bandgap)时所需的能量，通常是以电子伏特(eV)来标示。此外，由物质所放射的光，一般来说是以波长(nm)来标示，当表示该光所具有的电磁能时则以波长的反数，也就是波数凯塞(wavenumber kayser、cm^-1)来标示。其关系成为：能量(E)＝普朗克常数(Plank’s constant)(h)×光速(c)/波长(λ)。此外，以电子伏特(eV)标示的能量可转换成凯塞(cm^-1)，其关系为1(eV)＝0.8066×10⁴cm^-1。因此在本发明中，为了说明照射光(光所具有的能量超过一定功函数的能量)的构成，统一使用能量单位凯塞(cm^-1)来标示。

其次，本发明的处理装置，其特征为：在上述的构成中具备对被处理物照射光的机构，而该光的波数超过以该催化剂的波数来表示的功函数。

此外，本发明的特征为：波数超过以该催化剂波数来表示的功函数的光，是超过5.08×10⁴cm^-1的光。

不仅如此，本发明的特征为：波数超过以该催化剂波数来表示的功函数的光，是采用在7.934×10⁴cm^-1时具有最大值的Ar₂准分子光。

此外，本发明的特征为：产生Ar₂准分子光的机构，是采用以Ar作为放电用气体的介电质放电(dielectric barrier discharge，DBD)，并在该放电用气体中混入了含有氢原子或氧原子的分子气体。

或者，本发明的特征为：波数超过以该催化剂波数来表示的功函数的光的照射机构，是在波数5.81×10⁴cm^-1时具有最大值的Xe₂激分子灯，或在波数6.85×10⁴cm^-1时具有最大值的Kr₂激分子灯。

此外，本发明的特征为：在上述的各构成中，该催化剂为Pt、Rh、Pd、Ir、Ru、Re或Au。

而本发明的另一个特征为：对被处理物喷射该分解生成气体。

本发明的处理装置，是为了分解含有氢原子的分子气体而使用催化剂，并通过由该催化剂所分解生成的气体对被处理物进行处理的处理装置，其特征为：具备对该催化剂照射波数超过以该催化剂所具有的波数来表示的功函数的光并也对被照射物照射该波数的光的机构，该波数的光采用波数6.67×10⁴cm^-1以上的光，对SiO₂进行蚀刻。

此外，本发明的特征为：在上述的构成的基础上，上述波数的光，是采用产生在波数6.85×10⁴cm^-1时具有最大值的Kr₂准分子光、或在波数7.934×10⁴cm^-1时具有最大值的Ar₂准分子光的介质放电灯，对SiO₂进行蚀刻。

发明的效果

根据本发明技术方案第1项所记载的处理装置，是对用来分解含有氢原子或氧原子的分子气体的催化剂照射光，而该光的波数是超过以该催化剂的波数表示的功函数。藉此，可促使利用附着于催化剂而进行吸附—解离的分解生成物的脱离。举例来说，倘若采用氨(NH₃)作为含氢原子的分子气体，该NH₃可通过冲撞作为催化剂的钨(W)而形成吸附。此时将如习知的吸附—解离现象一般，NH₃将因为与W产生反应而分解NH₃形成W-H。就N原子而言，部份的N原子将与钨结合，但大部分的N原子与其他的N原子结合形成氦气(N₂)而浮游。由上述NH₃进行吸附—解离而产生的W-H，可通过照射波数较作为该催化剂的钨的功函数高的光，来切断W-H的键接，而使活性H由上述的钨脱离。倘若于上述照射时利用通电等的方式对钨加热，可更进一步促进该脱离。如此一来，可无须对作为催化剂的钨加热、或仅实施辅助性加热而产生活性种。藉此，可降低催化剂的蒸发，且不会造成被处理物的污染。

根据本发明技术方案第2项所记载的处理装置，也同样对被处理物照射光，而该光的波数超过以该催化剂的波数表示的功函数。藉此，除了可通过该催化剂产生高浓度的活性种，由于可通过所照射的光切断被处理物上的有机物或抗蚀剂的C-C、C-H等的结合键，故可去除如打入离子般不易分解的抗蚀剂，并且可加速有机物或抗蚀剂的去除速度。

根据本发明技术方案第3项所记载的处理装置，其中也对被照射物照射光，而该光的波数超过以该催化剂的波数所表示的功函数，超过5.08×10⁴cm^-1。藉此，除了可切断有机物或抗蚀剂的C-C、C-H等的单键结合，由于能切断C＝C、O＝O等的双键结合，故可增加如打入离子般不易分解的抗蚀剂的去除速度，并且可加速有机物或抗蚀剂的去除速度。

根据本发明技术方案第4项所记载的处理装置，波数超越以该催化剂的波数表示的功函数的光，是采用在7.934×10⁴cm^-1时具有最大值的Ar₂准分子光。藉此，由于可切断有机物或抗蚀剂的C＝O或C的三键结合、N的三键结合、C与N的三键结合，故可增加如打入离子般不易分解的抗蚀剂的去除速度，并且可加速有机物或抗蚀剂的去除速度。

根据本发明技术方案第5项所记载的处理装置，产生Ar₂准分子光的机构，是采用以Ar作为放电用气体的介电质放电(誘電体バリア放電)，并于该放电用气体中混入含有氢原子或氧原子的分子气体的机构。藉此，可有效率地以Ar气体介电质放电所产生的波数为7.934×10⁴cm^-1的准分子光，照射含有氢原子或氧原子的分子气体而产生活性O与H。此外，部分含有氢原子或氧原子的分子气体，由于介电质放电而转换成活性O与H，因此可产生O与H作为高密度的活性种，可加速有机物的去除速度。

根据本发明技术方案第6项所记载的处理装置，波数超过以该催化剂的波数表示的功函数的光的照射机构，是在波数为5.81×10⁴cm^-1时具有最大值的Xe₂激分子灯、及在波数6.85×10⁴cm^-1时具有最大值的Kr₂激分子灯。通过形成上述的激分子灯，由于可高效率地产生在前述波数具有峰值的单色光，因此不会对被处理物照射不需要的光，可避免因不需要的光导致被处理物过热的状态下去除有机物。此外，由于介电质放电灯不会有金属电极的耗损，因此具有不会污染被处理物的优点。

根据本发明技术方案第7项所记载的处理装置，含有因处理而由被处理物所产生的氧原子的气体，有时会污染该催化剂而造成耗损，通过采用不易与氧产生反应的Pt、Rh、Pd、Ir、Ru、Re或Au作为催化剂，可防止催化剂的耗损，并防止被处理物的污染。

根据本发明技术方案第8项所记载的处理装置，由于采用喷射的方式可有效地将活性O、H等的分解生成气体运送致被处理物，故可提高活性O、H等的利用率。如此一来，可加速有机物的去除速度。特别是将被处理物放置于大气中(一般的空气中)时，可轻易地移动该被处理物，而可对该被处理物进行连续处理。

根据本发明技术方案第9项所记载的处理装置，该分子气体为含有氢原子的分子气体，并具有对催化剂及被照射物照射光的机构，而该光的波数超出以该催化剂的波数表示的功函数，则该光为波数6.67×10⁴cm^-1以上的光。在上述的场合中，照射于被照射物的光，于SiO₂的短波长侧的吸收端处波数为6.67×10⁴cm^-1以上，因此光将被SiO₂所吸收，进而将SiO₂分解为Si+SiO。使催化剂所产生的活性H等作用于上述分解后的Si+SiO，能仅以H执行原本无法蚀刻的SiO₂蚀刻。

根据本发明技术方案第10项所记载的处理装置，波数超过以该催化剂的波数表示的功函数的光，是采用当波数为6.85×10⁴cm^-1时具有最大值的Kr₂准分子光、或当波数为7.934×10⁴cm^-1时具有最大值的Ar₂准分子光。特别是可采用介电质放电灯作为产生具有上述波数的光的机构。上述的状态与技术方案第9项所记载的发明相同，由于SiO₂短波长侧的吸收端处的波数为6.67×10⁴cm^-1，因此，当波数为6.85×10⁴cm^-1时具有最大值的Kr₂准分子光、或当波数为7.934×10⁴cm^-1时具有最大值的Ar₂准分子光将被SiO₂所吸收，进而将SiO₂分解为Si+SiO。使催化剂所产生的活性H等作用于上述分解后的Si+SiO，能仅以H执行原本无法蚀刻的SiO₂蚀刻。

附图说明

第1图是本发明第1～5实施例的概略图。

第2图是本发明第5实施例的概略图。

第3图是本发明第6实施例的概略图。

第4图是本发明第7实施例的概略图。

第5图是本发明第8实施例的概略图。

第6图是本发明第9实施例的概略图。

第7图是本发明第10实施例的概略图。

第8图是传统处理装置的概略图。

主要组件符号说明

1：放电容           2a：活性种(activated species)产生空间

2b：处理空间    3a：电极        3b：电极      4：放电电浆

5：放电用电源   6a：放电气体导入口            6b：排出口

7：取光窗       8：试料台       9：被处理物   10a：导入口

10b：排出口     11：处理装置    100：催化剂   20：处理装置

21：处理室      22：处理空间    23a：电极     23b：电极

23c：电极       24a：放电电浆  24b：放电电浆  30：处理装置

32：处理空间        36a：放电气体导入口       36b：排出口

40：处理装置    41：第1电极     42a：氧化铝   42b：氧化铝

43：第2电极         44：放电用空间    45a：放电用气体导入口

45b：放电用气体排出口  46：活性种产生室    47：活性种喷射口

48：放电电浆    50：处理装置    51：第1电极    52a：氧化铝

52b：氧化铝       53：第2电极     55a：放电用气体导入口

57：活性种喷射口  58：放电电浆    59：处理室    60：处理装置

61：灯室        62：处理空间    63：低压水银灯    64a：放电电浆

65：交流电源    66a：气体导入口    66b：气体排出口

68a：导入口     68b：排出口    70：处理装置    71：灯室

72：处理空间    73：Xe₂激分子灯   73a：外侧管    73b：内侧管

74a：放电电浆   76a：导入口    76b：排出口    80：处理装置

82：反应室      85：电源    86a：导入口    86b：排出口

88：试料台            89：被处理物

具体实施方式

本发明的处理装置，是以高融点金属等作为催化剂使含有氧原子或氢原子的反应气体吸附—解离，并通过从该催化剂脱离的过程中对该催化剂照射光的方式，可无须对该催化剂加热或仅辅助性地加热，而形成活性种脱离的处理装置。此外，可通过对催化剂以外的反应性气体照射光，产生更高密度的活性种。不仅如此，可通过也对被照射物照射光，改善被照射物表面的活性化、或执行切断结合键的处理速度等。以下是具体的实施例。

实施例1

本发明处理装置的第1实施例如第1图所示。第1图，是剖开垂直于圆筒形电极3a、3b的电极轴的面的概略剖面图。所谓该处理装置11中用来照射波数超过5.08×10⁴cm^-1的光的机构，可通过具备产生上述波数的光的机构、及可穿透该光的机构来实现。具体来说，产生具有上述波数的光的机构具备：放电容器1；和介电质放电用电极3a、3b；及放电用电源5等，并可利用Xe、Kr、Ar等作为放电气体来实现。此外，在本实施例中是利用Ar(发光波数为7.934×10⁴cm^-1)，而可供上述光穿透的取光窗7是采用MgF₂来实现。此外，用来产生波数超过5.08×10⁴cm^-1的光的Xe、Kr、Al等放电气体，是从放电气体导入口6a导入，并由排出口6b排出。活性种产生空间2a，是由上述取光窗7与放电容器1隔开，该活性种产生空间2a内，配置着由高融点金属钨所构成的催化剂100。该催化剂100可采用钨或钿等高融点金属。于该活性种空间2a内形成活性种的气体，譬如是从导入口10导入的氨(NH₃)，被导入后的氨则经由催化剂100被导入处理空间2b内。于该处理空间2a内，配置有被处理物9及试料台8，而由导入口10a导入的氨在经吸附—解离、脱离及冲撞被处理物等后，由排出口10b被排出。该试料台亦可内藏加热器。

第1实施例中光的产生条件如下所述。虽然介电质放电用的该电极3a、3b在图面中呈圆形，但实际上为圆筒状，是将氧化铝插入外径20mm、壁厚1mm、长250mm的石英玻璃管内侧所构成，电极间的距离为6mm。放电用气体为Ar，压力为6.65MPa，放电功率为200W。照射来自于放电电浆4的波数为7.934×10⁴cm^-1的Ar₂准分子光，并从上述取光窗7对配置于上述活性种产生空间2a内的该催化剂100进行照射。

在本实施例中，是显示以氨(NH₃)作为导入气体情况下的反应。从导入口10a导入的NH₃，冲撞作为催化剂100的钨线，并于该钨(W)的表面形成NH₃的吸附—解离。藉此，可分解所导入的NH₃并于该钨的表面产生W-H。此外，就N原子而言，部分的N原子将与钨的表面反应产生反应物，但大多数与分解后的其他N原子彼此互相撞击而形成氮气(N₂)漂浮。形成于作为催化剂100的钨表面的W-H，可通过对该催化剂照射上述波数为7.934×10⁴cm^-1的光来切断W-H的结合键，而使H由钨的表面脱离。在本实施例中，除了照射光外可通过对催化剂通电加热等来辅助性的加热，故可更进一步促使H从该催化剂脱离。经脱离了H原子后的钨表面，将再度成为干净的钨表面。通过再度使H原子冲撞该干净的钨表面可重复与上述同样的反应。藉此，可在该活性种产生空间2a内形成高浓度的活性H。该活性H将随着从该导入口10a所导入的NH₃的流动或从该排出口10b的强制排气等的流动，被输送至处理空间2b。在该处理空间2b内配置着被处理物，将与活性种产生空间2a所产生的高浓度活性H相接触。上述的被处理物上附着有譬如有机物所形成的污染物等，该有机物中的碳或氧通过与上述活性H的反应，将形成譬如CH₄或H₂O等，而从该被处理物去除。再者，在本实施例中，是采用直径0.6mm的钨线以15mm的节距排列来作为催化剂100。此外，上述的被处理物9，是采用液晶显示装置用的玻璃基板。由上述处理空间2b内的NH₃所产生的活性种的压力为1Pa。根据上述的构造，通过对作为催化剂的钨照射光，并辅助性地对催化剂通电加热至1550℃，能以约25秒的处理时间洗净液晶显示装置用的玻璃基板。

实施例2

接下来，就变更第1图所示的处理装置中用来产生活性种而导入气体的种类、或作为催化剂而加以利用的材料的清况进行说明。首先，可采用甲烷(CH₄)、氢气(H₂)等来取代上述的氦(NH₃)作为含氢原子的分子气体。而上述的催化剂100，即使采用钼(Mo)等来取代钨(W)也具有相同的效果。

在本发明的第2实施例中，是采用H₂作为分子气体，并采用Mo作为催化剂100。通过H₂冲撞Mo，可产生H₂的吸附—解离，进而于Mo的表面产生Mo-H。通过对Mo-H照射光，可轻易地切断Mo-H的结合键而使H从Mo的表面脱离。在上述情况下，倘若所照射的光是超过5.08×10⁴cm^-1的光，由于相对于Mo的功函数(3.35×10⁴cm^-1)是非常高的能量，因此H可轻易地从催化剂100的表面脱离。不仅如此，除了照射光外，亦可利用通电加热的方式对Mo进行辅助性的加热，藉此，能更有效率地使H从该催化剂100的表面脱离。

实施例3

接下来，第3实施例，是以含有氧原子的分子气体作为用来产生活性种而导入第1图所示的处理装置中的分子气体的情况。而所谓含有氧原子的分子气体，譬如氧气(O₂)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、氧化亚氮(N₂O)等。当采用上述分子气体时，最好采用较上述W、Mo等金属更耐氧化的材料作为催化剂。举例来说，譬如白金(Pt)、铑(Rh)、铅(Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)、铼(Re)、金(Au)等。譬如在第3实施例中，是采用Ir作为催化剂100，倘若采用N₂O作为产生上述活性种的分子气体，通过令N₂O冲撞Ir可产生与前述W的情况下相同的吸附—解离。通过该反应可于Ir的表面产生Ir-O或Ir-ON等的反应物。通过对该反应物照射5.08×10⁴cm^-1的光，可使O等从Ir的表面脱离。此外，除了照射光外，也可通电加热的方式对作为催化剂的Ir加热，而有效率地使O等从Ir表面脱离。利用由该Ir表面脱离的O的活性种接触配置于处理空间2b内的被处理物，可氧化洗净譬如液晶基板上的有机物等。

实施例4

接下来的第4实施例，是采用上述耐氧化金属中功函数较高的Pt(4.29×10⁴cm^-1)作为催化剂100的情况。倘若采用CO₂作为产生活性种的分子气体，一但上述CO₂冲撞Pt将产生吸附—解离，进而于Pt的表面产生Pt-O或Pt-C等的反应物。一旦以超过5.08×10⁴cm^-1的光照射该反应物，将使活性O或C从该Pt的表面脱离。此时，也可对Pt加热，以有效地使活性O或C从Pt的表面脱离。有时脱离后的活性C会再度与O结合而在空间内漂浮。此外，将活性O导入该处理空间2b内，并通过使其接触配置于该处理空间2b内的被处理物，可氧化洗净譬如液晶基板上的有机物等。在此，除了对该催化剂照射光的外，也可通过对被导入作为分子气体的CO₂或脱离后的活性O照射光，来产生臭氧或高位准的活性氧原子。此外，通过对CO₂本身照射光，也可在不靠催化剂的状态下直接通过光被解离。如此一来，可产生高密度的活性种，并通过该高密度的活性种接触配置于该处理空间2b内的被处理物，可形成更高速的处理。

实施例5

本发明的处理装置的第5实施例，除了对该催化剂100与该分子气体照射光的构成外，也如第2图所示地对被处理物照射光。第2图，是剖开垂直于圆筒形电极23a、23b、23c的电极轴的面的大致剖面图。于该处理装置20内，是将催化剂100及被处理物配置于取光窗7的正下方，而该取光窗7是作为可对该催化剂100及被处理物照射波数超过5.08×10⁴cm^-1的光的机构。此外，具备来放射前述波数的光的放电容器21；介电质放电用电极23a、23b、23c；放电用电源5等，放电气体可利用稀有气体譬如Ar(所放射的光的波数为7.934×10⁴cm^-1)。此外，透过上述光结构，可采用MgF₂作为取光窗7来达成。用来产生波数超过5.08×10⁴cm^-1的光的放电气体，是由放电气体导入口6a导入，并由排出口6b所排出。于处理空间22内设置有该被处理物9。图面中的8为试料台，也可内藏加热器。在取光窗7与被处理物9之间，配置着由高融点金属钨所构成的催化剂100。10a代表分子气体如NH₃的导入口，10b则是排出口。

第5实施例中光的产生条件如下。虽然介电质放电用的电极23a、23b、23c在图面中呈圆形，但实际上为圆筒状，是将氧化铝插入外径20mm、壁厚1mm、长250mm的石英玻璃管内侧所构成，电极间的距离为6mm。放电用气体为Ar，压力为6.65MPa，放电功率为200W。照射来自于放电电浆24a、24b的波数为7.934×104cm^-1的Ar准分子光，并从上述取光窗7对该处理空间22、催化剂100及被处理物9进行照射。该催化剂100，是采用直径0.6mm的钨线以15mm的节距排列而成的。上述的被处理物9，是液晶显示装置用的玻璃基板，该被处理物9与该取光窗7之间的距离设定成150mm，该催化剂100与被处理物9之间的距离设定为100mm。上述处理空间22内的NH₃压力为1Pa。根据上述的构造，除了对钨照射光以外，并辅助性地对催化剂加热使该钨的温度至1550℃，能以约25秒的处理时间洗净液晶显示装置用的玻璃基板。

实施例6

本发明的第6～11实施例，是除了对本发明处理装置的该催化剂100与该分子气体照射线的构成外，也同样对被处理物照射光的其它形态。第3图所示的第6实施例，是剖开垂直于圆筒形电极23a、23b、23c的电极轴的面的剖面图。第6实施例是去除图2所示第5实施例中的取光窗7的形态。具体的第6实施例的处理装置30，是与第2图中的放电容器21及处理空间22共通的装置，处理室32内是由：为了照射光而设置的介电质放电用电极23a、23b、23c；和配置于试料台8上的被处理物9；及配置于上述电极23a、23b、23c与上述被处理物9之间的催化剂100所构成。此外，用来处理该被处理物9的反应性分子气体为NH₃，并设有用来导入该分子气体的导入口10a与排出口10b，且用来产生光的放电气体为Ar等，并设有用来导入放电气体的放电气体导入口36a。由该放电气体导入口36a供给用来产生光的放电气体，再由用来导入分子气体的导入口10a将NH₃导引至被照射物9的表面附近。该NH₃亦可由氮或氩气加以稀释。由NH₃、放电用气体、有机物所分解产生的气体等，由排出口10b所排出。在本实施例中，由于不会产生因第2图的取光窗7所导致的吸收损失，因此具有可有效利用准分子光的优点。

实施例7

本发明的第7实施例如第4图所示。第4图，是从长方形板状金属所形成的第1电极41的厚度方向，也就是剖开垂直于该长方形的长边的宽度方向的面的概略剖面图。本实施例中的处理装置40，是在长方形板状金属所构成的第1电极41、与兼任放电容器的第2电极43间，采用介电质放电的方式产生波数为7.934×10⁴cm^-1的Ar准分子光。具体来说，由厚1mm、高100mm、宽11000mm的不锈钢(SUS)板所形成的第1电极41，是被厚0.5mm的氧化铝42a所覆盖，而第2电极43的内面则是由厚0.5mm的氧化铝42b所覆盖。电极之间的距离为3mm。Ar是由放电用气体导入口45a所供给，由放电用气体排出口45b所排出。放电用空间44内的Ar的压力为4.65Mpa。此外，隔着取光窗7设有活性种产生室46，并于该活性种产生室46内以15mm的节距排列设置有催化剂100，而该催化剂100是由直径0.6mm的钨线所形成。于该活性种产生室46内设有：用来导入NH₃的导入口10a、及用来喷射上述催化剂所产生的活性种的活性种喷射口47。

在本实施例中，在该第1电极41与该第2电极43之间由放电用电源5施以高频率电压时，将产生放电电浆48，进而产生Ar₂准分子光。通过透过上述取光窗7对该催化剂100照射该Ar₂准分子光，可使被催化剂100所分解的活性种轻易地从催化剂100的表面脱离。以上所述的脱离了的活性种，譬如是由NH₃生成NH、H等，并由1mm×1000mm的活性种喷射口47将NH、H等喷射至被处理物9。在本实施例中，可通过该被处理物9或该处理装置40的移动，即使被处理物9为大面积的物体也能轻易地执行全面的处理。

实施例8

本发明的第8实施例如第5图所示。第5图与第4图所示的第7实施例相同，是从长方形板状金属所形成的第1电极51的厚度方向，也就是剖开垂直于长方形的长边宽度方向的面的概略剖面图。第8实施例，是将第7实施例中的取光窗7去除：并设有等同于放电用空间48与活性种产生室46的处理室59。本实施例中的处理装置50，是在长方形板状金属所构成的第1电极51、及兼任放电容器与处理空间的第2电极53间，采用介电质放电的方式产生波数为7.934×10⁴cm^-1的Ar准分子光。具体来说，由厚1mm、高100mm、宽11000mm的不锈钢(SUS)板所形成的第1电极51，是被厚0.5mm的氧化铝52a所覆盖，而第2电极53的内面则是由厚0.5mm的氧化铝52b所覆盖。电极之间的距离为1mm。于Ar气体内混入10％的氢的气体是由放电用气体导入口55a所供给。在由兼任放电空间与处理空间的第2电极53所包围的处理室59内，以15mm的节距排列设置有催化剂100，而该催化剂100是由直径0.6mm的钨线所形成。此外，设有将在该处理室59所产生的活性种喷往被照射物的活性种喷射口57。

在本实施例中，当该第1电极51与该第2电极53之间由放电用电源5施以高频率电压时，产生放电电浆58，进而生成Ar₂准分子光。此外，通过使该放电电浆58或Ar₂准分子光直接作用于混入放电用气体内的H，可使部分的H分子形成H的活性种。再者，因在催化剂100进行吸附—解离将使H分子分解为H，再通过对催化剂100照射Ar₂准分子光可促进从催化剂100的脱离，进而形成高密度的活性H。上述所产生的H的活性种，是由1mm×1000mm的活性种喷射口57喷至被处理物9。在本实施例中，可通过该被处理物9或该处理装置50的移动，即使被处理物9为大面积的物体也能轻易地执行全面的处理，并可利用高密度的活性种改善处理速度。

实施例9

本发明的第9实施例如第6图所示。第9实施例是采用低压水银灯作为第2图所示的第5实施例中，用来照射波数超过5.08×10⁴cm^-1的光的机构。第6图，是剖开平行于该低压水银灯的管轴方向的面的概略剖面图。具体第7实施例中的处理装置60，是由位于产生波数超过5.08×10⁴cm^-1的光侧的灯室61、和处理空间62、及区分灯室61与处理空间62的取光窗7所构成。该灯室61内配置着低压水银灯63，该低压水银灯63是由交流电源65供给放电用电压，藉此可于该低压水银灯63的内部产生放电电浆64a。此外，在该灯室61内设有导入N₂气体等的气体导入口66a、及气体排出口66b。而为于处理空间62侧的结构则与第2实施例时相同，将被处理物9配置在设于该处理空间62内的试料台8上，并设有导入反应性气体的导入口68a及排出口68b。此外，在被处理物9与取光窗7之间配置着催化剂100。

在本实施例中，照射于催化剂100或被照射物9的光，是作为水银的明线光谱(輝線スペクトル)的波数为5.43×10⁴cm^-1的的光。除此之外，到被处理物9为止的距离、或作为催化剂100的钨的作动温度等条件，均设定成与第5实施例时相同。上述被处理物9，采用与第5实施例相同的液晶显示装置用的玻璃基板，当执行该玻璃基板的洗净时，能以约45秒的处理时间洗净。

实施例10

本发明的第10实施例如第7图所示。第10实施例所示的处理装置70，是在灯室71内配置Xe₂激分子灯73作为放射波数超过5.08×10⁴cm^-1的光的光源，以取代第6图中的低压水银灯63。在本实施例中，是将外径26mm、壁厚1mm的外侧管73a与外径16mm、壁厚1mm的内侧管73b配置成同轴，并于外侧管73a与内侧管73b间的空间，置入封入了5.32Mpa的Xe气体的Xe₂激分子灯73。放电功率为200W。由Xe₂激分子灯73的放电电浆74a放射波数为5.81×10⁴cm^-1的Xe₂准分子光，并经由取光窗7将其照射至处理空间72、催化剂100、被处理物9。此外，从氮气导入口76a流入氮气，并以N₂清理灯室71内部。为了排除上述氦气还设有排出口76b。在本实施例中，该被处理物9为石英玻璃，而被处理物9与取光窗7之间的距离为200mm，上述的催化剂100为钨，而催化剂100与被处理物9之间的距离为150mm，且被处理物9的温度为25℃。将H导入该处理空间72内，该H分子的压力为66.5Pa，当对作被处理物9的石英玻璃上的有机污染物进行处理时，可在约20秒左右去除该石英玻璃上的有机污染物。此外，即使在采用封入了Kr₂或Ar₂的激分子灯取代Xe₂激分子灯73作为上述光源的场合中，由于无论上述哪个灯均能放射出超过5.08×10⁴cm^-1的高能量准分子光，因此可获得与采用Xe²激分子灯73时相同的效果。

实施例11

本发明中的第11实施例，是表示针对SiO₂的蚀刻。本实施例中的处理装置，是具有与第2图所示的处理装置相同结构的处理装置。本实施例中是采用Si晶片作为被处理物9。该Si晶片的上表面形成有厚度约2m的SiO₂膜。向处理空间22内导入NH₃，该NH₃的压力约为1Pa。通过配置于该处理空间22内的催化剂100使该NH₃吸附—解离，再通过Ar准分子光可使其高效地从催化剂100脱离，而生成活性HN或H。此外，由放电容器1侧所照射的Ar₂准分子光直接照射上述的SiO₂膜，由此可切断该SiO₂的结合键。通过该被切断的SiO₂的结合件与上述催化剂100灯所产生的活性种的反应，可进行SiO₂的蚀刻。在本实施例中通过大约900秒的处理能够对该SiO₂膜进行2nm的蚀刻。此外，照射于SiO₂膜的光，只要在SiO₂的短波长侧的吸收端的波数6.67×10⁴cm^-1以上即可，除了当波数为7.934×10⁴cm^-1时具有最大值的Ar₂准分子光以外，即使是当波数为6.85×10⁴cm^-1时具有最大值的Kr₂准分子光也能获得相同的效果。

Claims (10)

1、一种处理装置，是为了分解含有氢原子或氧原子的分子气体而采用催化剂，并利用由该催化剂所分解生成的气体对被处理物进行处理的处理装置，

其特征为：具备对该催化剂照射光的机构，而该光的波数超过以该催化剂所具有的波数来表示的功函数。

2、如权利要求1所述的处理装置，其特征为：具备对被处理物照射光的机构，而该光的波数超过以该催化剂的波数来表示的功函数。

3、如权利要求1所述的处理装置，其特征为：波数超过以该催化剂的波数来表示的功函数的光，是超过5.08×10⁴cm^-1的光。

4、如权利要求1所述的处理装置，其特征为：波数超过以该催化剂波数来表示的功函数的光，是采用在7.934×10⁴cm^-1时具有最大值的Ar₂准分子光。

5、如权利要求1所述的处理装置，其特征为：产生Ar₂准分子光的机构，采用以Ar作为放电用气体的介电质放电，并在该放电用气体中混入了含有氢原子或氧原子的分子气体。

6、如权利要求1所述的处理装置，其特征为：波数超过以该催化剂波数来表示的功函数的光的照射机构，是在波数5.81×10⁴cm^-1时具有最大值的Xe₂激分子灯，或在波数6.85×10⁴cm^-1时具有最大值的Kr₂激分子灯。

7、如权利要求1所述的处理装置，其特征为：该催化剂为Pt、Rh、Pd、Ir、Ru、Re或Au。

8、如权利要求1所述的处理装置，其特征为：对被处理物喷射该分解生成气体。

9、一种处理装置，是为了分解含有氢原子的分子气体而使用催化剂，并通过由该催化剂所分解生成的气体对被处理物进行处理的处理装置，

其特征为：具备对该催化剂照射波数超过以该催化剂所具有的波数来表示的功函数的光并对被照射物也照射该波数的光的机构，该波数的光采用波数6.67×10⁴cm^-1以上的光，对SiO₂进行蚀刻。

10、如权利要求9所述的处理装置，其特征为：上述波数的光，是采用在波数6.85×10⁴cm^-1时具有最大值的Kr₂准分子光、或在波数7.934×10⁴cm^-1时具有最大值的Ar₂准分子光，对SiO₂进行蚀刻。

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