TWI320205B - - Google Patents

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1320205 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於用來處理利用觸媒分解氣體之被處理物 的處理裝置。進一步詳細地說，是以「在處理利用觸媒分 解氣體之被處理物的過程中存在光能」爲特徵的處理裝 置。 【先前技術】 有關半導體製造工程及液晶面板洗淨工程中去除有機 物的技術’近來開發出利用高融點觸媒灰化.去除阻劑 (resist )的方法。舉例來說，上述的方法譬如曰本特開 2 0 0 2 -2 8 9 5 8 6號公報等。根據該公報所揭示的內容，是利 用鎢之類的高融點金屬作爲加熱後的高融點觸媒，並利用 該觸媒與含氫原子的氣體接觸所產生的分解反應來形成原 ΐ狀態的氫，再使形成原子狀態的氫接觸於阻劑以促使阻 劑剝離。 第8圖是顯示利用傳統觸媒的處理裝置。處理裝置 80具有由外壁所包覆的反應室82，在該反應室82內配置 有鎢等高融點金屬所形成的觸媒1 0 0，而該觸媒1 〇 〇連接 者用來通電加熱的電源85»此外，該反應室82內配置有 試料台88’並置有被處理物89。而構成該反應室82的外 壁設有：用來導入含氫原子氣體等反應性氣體的導入口 8 6 a、及用來排出反應後氣體的排出口 8 6 b »舉例來說， 當從導入口 86a導入氫時，所導入的氫將衝擊設於反應室 -5- (2) 1320205 82內由鎢所形成的前述觸媒。此時，將使氫附著於鎢的 表面。在該裝置中，是利用習知的吸附-脫附 (adsorption-desorption )反應分解氫分子（H2)，而使 鎢的表面產生氫原子（H)與鎢原子（W)所結合而成的 W-H。接著’藉由對作爲觸媒的鎢通電加熱而使其形成 1700 °C的過熱程度，再使利用熱能切斷W-H之結合鍵所 形成的活性氫從鎢的表面脫離。經脫離氫原子的鎢表面將 再度形成潔淨的面。藉由使氫分子再度衝擊該潔淨的鎢表 面可反覆進行上述的反應。藉此，可於上述的反應室82 內產生高濃度的活性氫，再使該活性氫接觸被處理物進而 ϊ寸被處理物進彳了處理。在上述日本專利公報中，是藉由使 原子狀態的氫接觸阻劑的方式來執行剝離處理。 此外，根據日本第5 0屆應用物理關係聯合演講會的 N02 . P 8 44演講稿（2 003年3月舉行），其中揭示—種 使用加熱後的鎢作爲高融點觸媒，使氨接觸前述加熱後的 鎢而產生氨的分解種，再將該氨的分解種作用於阻劑而加 以去除的方法。 除此之外，在 Japanese Journal of Applied Physics. Vol. 41 ( 2002年）的pp4639-4641中，也記載使h2接觸 作爲高融點觸媒之加熱後的鎢以產生Η，再使Η作用於 S i以進行蝕刻的方法。 如上所述地，採用鎢之類的金屬作爲高融點觸媒的方 法已廣爲提倡。根據上述方法的活性種產生裝置則考慮以 下的方式。當譬如氫分子之類的反應性氣體衝擊金屬表面 -6 - (3) 1320205 時’該氫分子將於該金屬表面形成脫附-吸附。在這個時 間點’該金屬將作爲觸媒而產生作、用，進·痂在該金屬的表 面產生氫邋子與該金屬（譬如爲歸）的結声種。其次，藉 由將上述鏡^的表面溫、度加熱到譬如17〇〇°c以上，使該氫 原子因爲熱能而從上述鎢啊表面脫離。.藉此可產生反應g 高的氫原本》此外，.當〜上述鎢表面形成氫原'子的熱]^離 時’該.鎢的.寒面將恢復爲乾淨的鎢金屬表面，並可藉由氫 分子的再次撞襻而重覆形成脫附，吸附，促使觸媒反應持 續進行。 ， ， 但是’\由於在上述方法中必須藉由對形成高融點觸媒 的金屬加熱才能形成熱脫離，因此無法避免該金屬本身的 蒸發。而該蒸發後的金屬將衍生出污染被處理物的問題。 〔專利文獻1〕 曰本特開2002-289586號公報 〔非專利文獻1〕 日本第50屆應用物理關係聯合演講會的Ν02· p844 演講稿（2 0 0 3年3月） 〔非專利文獻2〕

Japanese Journal of Applied Physics · Vol . 41 ( 2 〇 〇 2 年）的 pp463 9-464 1 [發明內容】 〔發明欲解決之課題〕 (4) 1320205 本發明是有鑑於上述問題而硏發的發明，本發明團隊 不斷硏究的結果，是根據「對利用觸媒形成脫附-吸附之 元素進行光照射，而可藉由觸媒使反應性高的氫之類的活 性種形成脫離」的新發現。本發明所欲解決的課題，是提 供一種不會污染被處理物，並可藉由產生高效率的活性種 來改善處理速度的處理裝置。 〔解決課題之手段〕 本發明的處理裝置，是爲了分解含有氫原子或氧原子 的分子氣體而採用觸媒，並利用該觸媒所分解產生的氣體 對被處理物進行處理的處理裝置，其特徵爲：具備對該觸 媒照射光線的手段，而該光線的波數，是超過以該觸媒所 具有之波數來表示的功函數（work function)。 在本發明中，所謂的功函數，是指以電位差來表示爲 了將被物質所牽引之電子提升至超過帶間隙（bandgap) 時所需的能量，通常是以電子伏特（eV)來標示。此外， 由物質所放射的光，一般來說是以波長（nm)來標示， 當表示該光線所具有的電磁能時則以波長的反數，也就是 波數飢（wavenumber kayser、 cm — ’）來標示。其關係形 成：能量（E)=普朗克常數（Plank's constant) (h) X 光速（c) /波長（λ )。此外’以電子伏特（eV )標示的 能量可轉換成凱（cnT1) ’其關係爲 1 (eV) = 0.8066x ΙΟ'πΓ1。因此在本發明中’爲了說明照射光線（光線所 具有的能量超過一定功函數的能量）的構成，乃統一以能 (5) 1320205 量單位凱（coT1 )來標示。 其次’本發明的處理裝置，其特徵爲：在上述的構成 中具備對被處理物照射光線的手段，而該光線的波數，是 超過以該觸媒所具有之波數來表示的功函數。 此外，本案的特徵爲：具有超過以該觸媒波數所表示 的功函數之波數的光，是超過的光。 不僅如此’本案的特徵爲：具有超過以該觸媒波數所 表示的功函數之波數的光，是採用當時具 有最大値的Α·Γ2激分子光。 此外’本案的特徵爲：產生八^激分子光的手段，是 採用以 Ar作爲放電用氣體的介電質放電（dielectric barrier d i s c h a r g e , D B D )，並於該放電用氣體中混入含有 氫原子或氧原子的分子氣體。 或者’本案的特徵爲：具有超過以該觸媒波數所表示 的功函數之波數的光，是採用當SUxli^cm·1時具有最 大値的Xez激分子燈，或當6 85xl〇4cm·!時具有最大値 的K r 2激分子燈。 此外’本案的特徵爲：在上述的構成中，該觸媒可爲 Pt、Rh、Pd、Ir、Ru、Re 或 Au。 而本案的另一個特徵爲：對被處理物噴射該分解產生 氣體。 本案的處理裝置，是爲了分解含有氫原子之分子氣體 而採用觸媒’並藉由該觸媒所分解產生的氣體對被處理物 進行處理的處理裝置，其特徵爲：具備對該觸媒照射光線 -9- (6) 1320205 並對被照射物照射光線的手段，而該光線的波數是超過以 該觸媒所具有之波數所表示的功函數，該光線是採用波數 爲以上的光，對Si02進行蝕刻。 此外，本發明的特徵爲：在上述的構成中’具有上述 波數的光，是採用可產生當波數爲S.SSxIOkrir1時具有 最大値的1^2激分子光、或當波數爲時具 有最大値之Ar2激分子光的介質放電燈，對Si02進行蝕 刻。 參 〔發明的效果〕 根據本發明申請專利範圍第1項所記載的處理裝置’ 是對用來分解含有氫原子或氧原子之分子氣體照射光線， 而該光線的波數是超過以該觸媒之波數表示的功函數。藉 此，可促使利用附著於觸媒而形成吸附-脫附之分解產生 物的脫離。舉例來說，倘若採用氨（NH3 )作爲含氫原子 的分子氣體，該NH3可藉由衝撞作爲觸媒的鎢（W )而形 成吸附。此時將如習知的吸附·脫附現象—般，NH3將因 爲與W產生反應而分解形成W-H。就N原子而言，部份 的N原子將與鎢結合，大部分的N原子將彼此結合形成 氮氣（N2)產生浮游。由上述NH3所吸附-脫附而產生的 W-H，可藉由照射波數較作爲該觸媒之鎢的功函數更高的 光，來切斷W-H的鍵接，而使活性Η由上述的鎢脫離。 倘若於上述照射時利用通電的方式對鎢加熱，可更進一步 促計活性Η的脫離。如此一來，可無須對作爲觸媒的鎢 -10 - (7) 1320205 加熱、或僅實施輔助性加熱的狀態下產生活性種。藉此， 可降低觸媒的蒸發，且不會造成被處理物的污染。 根據本發明申請專利範圍第2項所記載的處理裝置， 也同樣對被處理物照射光線，而該光線的波數是超過以該 觸媒之波數表示的功函數。藉此，除了可藉由該觸媒產生 高濃度的活性種，由於可藉由所照射的光線切斷被處理物 上的有機物或阻劑之C-C、C-H之類的結合鍵，故可增加 如打入離子般不易分解之阻劑的去除速度，並且可加速有 機物或阻劑的去除速度。 根據本發明申請專利範圍第3項所記載的處理裝置， 其中也對被照射物照射光線，而該光線的波數超過以該觸 媒之波數所表示的功函數，且超過 5.08xl04cm_l。藉 此’除了可切斷有機物或阻劑之C-C、C-H之類的單鍵結 合’由於能切斷C = C、0 = 0之類的雙鍵結合，故可增加如 打入離子般不易分解之阻劑的去除速度，並且可加速有機 物或阻劑的去除速度。 根據本發請專利範圍第4項所記載的處理裝置，波數 超越以該觸媒的波數表示之功函數的光線，是採用當 Τ-ΗΑχΙΟ'ηΓ1時具有最大値的Ar2激分子光。藉此，·由 於可切斷有機物或阻劑之C = 0或C的三鍵結合、N的三 鍵結合、C與N的三鍵結合，故可增加如打入離子般不易 分解之阻劑的去除速度’並且可加速有機物或阻劑的去除 速度。 根據本發明申請專利範圍第5項所記載之處理裝置， -11 - (8) 1320205 產生Ar2激分子光的手段’是採用以Ar作爲放電用氣體 的介電質放電，並於該放電用氣體中混入含有氫原子或氧 原子之分子氣體的手段。藉此’可有效率地以Ar氣體介 電質放電所產生之波數爲7.9 34 X 1 Ο^πΓ1的激分子光，照 射含有氫原子或氧原子之分子氣體而產生活性Ο與H。此 外’部分含有氫原子或氧原子的分子氣體，由於介電質放 電而轉換成活性0與H，因此可產生Ο與Η作爲高密度 的活性種，可加速有機物的去除速度。 根據本發明申請專利範圍第6項所記載的處理裝置， 波數超過以該觸媒的波數表示之功函數的光線的照射手 段’是當波數爲S.SIxIO'm-1時具有最大値的xe2激分 子燈、及當波數爲S.SSxIO'm·1時具有最大値的Kr2激 分子燈。藉由形成上述的激分子燈，由於可高效率地產生 具有前述波數峰値的單色光，因此不會對被處理物照射不 需要的光線，可避免因不需要的光線導致被處理物過熱的 狀悲下去除有機物。此外，由於介電質放電燈不會有金屬 電極的耗損，因此具有不會污染被處理物的優點。 根據本發明申請專利範圍第7項所記載的處理裝置， 含有因處理而由被處理物所產生之氧原子的氣體，有時會 污染該觸媒而造成耗損，藉由採用不亦與氧產生反應的 pt、Rh ' Pd ' Ir、Ru、Re或Au作爲觸媒，可防止觸媒的 耗損，並防止被處理物的污染β 根據本發明申請專利範圍第8項所記載的處理裝置， 由於採用噴射的方式可有效地將活性〇、Η之類的分解產 -12 - (9) 1320205 生氣體運送致被處理物，故可提高活性0、Η之類的利用 率。如此一來，可加速有機物的去除速度。特別是將被處 理物放置於大氣中（一般的空氣中）時，可輕易地移動該 被處理物，而可對該被處理物執行連續處理。 根據本發明申請專利範圍第9項所記載的處理裝置， 該分子氣體爲含有氫原子的分子氣體，並具有對觸媒及被 照射物照射光線的手段，而該光線的波數是超出以該觸媒 之波數表不的功函數，而該光爲波數爲以 上的光。在上述的場合中，照射於被照射物的光，於 Si〇2之短波長側的吸收端處波數爲6.67)(10^0^1以上， 因此光將被Si02所吸收，進而將Si02分解爲Si + SiO。使 觸媒所產生的活性Η等作用於上述分解後的Si + SiO，能 僅以Η執行原本無法蝕刻的s i 0 2蝕刻。 根據本發明申請專利範圍第1 0項所記載的處理裝 置，波數超過以該觸媒的波數表示之功函數的光，是採用 當波數爲6.85/10%^1時具有最大値的Kr2激分子光、 或當波數爲7.9 3 4 xl04cnri時具有最大値的Ar2激分子 光。特別是可採用介電質放電燈作爲產生具有上述波數之 光的手段。上述的狀態與申請專利範圍第9項所記載的發 明相同’由於Si〇2短波長側的吸收端處的波數爲6.67 X 10 cm ’因此’虽波數爲6.85xl04cm-1時具有最大値的 ΚΓ2激分子光、或當波數爲7.93^104^^1時具有最大値 的AG激分子光將被Si〇2所吸收，進而將Si〇2分解爲 Si + SiO。使觸媒所產生的活性Η等作用於上述分解後的 -13- (10) 1320205

Si + Si〇 ’能僅以Η執行原本無法蝕刻的Si02蝕刻。 【實施方式】 本發明的處理裝置，是以高融點金屬作爲觸媒使含有 氧原子或氫原子的反應氣體產生吸附-脫附，並藉由在利 用該觸媒形成吸附-脫附的過程中對該觸媒照射光線的方 式’可無須對該觸媒加熱或僅輔助性地加熱，而形成活性 種脫離的處理裝置。此外，可藉由對觸媒以外的反應性氣 體照射光線，產生更高密度的活性種。不僅如此，可藉由 也對被照射物照射光線，改善被照射物表面的活性化、或 執行切斷結合鍵的處理速度。以下是具體的實施例。 〔實施例1〕 本發明處理裝置的第1實施例如第1圖所示。第1 圖’是剖開垂直於圓筒形電極3a、3b之電極軸的面的槪 略剖面圖。所謂該處理裝置1 1中用來照射波數超過5.0 8 X 1 Ο'πΓ1之光線的手段，可藉由具備產生上述波數之光 線的機構、及可穿透該光線的機構來實現。具體來說’產 生具有上述波數之光線的機構具備：放電容器1:和介電 質放電用電極3a、3b;及放電用電源5等，並可利用 Xe、Kr、Ar等作爲放電氣體。此外，在本實施例中是利 用Ar (發光波數爲7.9 3 4 X 1 (^cm·1 )，而可供上述光線穿 透的取光窗7是採用 MgF2。此外，用來產生波數超過 S.OSxlO'nT1之光線的Xe、Kr、Ar等放電氣體，是從放 -14- (11) 1320205 電氣體導入口 6a導入，並由排出口 6b排出。活性種產生 空間2a’是由上述取光窗7與放電容器1隔開，該活性 種產生空間2a內，配置著由高融點金屬鎢所構成的觸媒 1〇〇。該觸媒1〇〇可採用鎢或鉬等高融點金屬。於該活性 種空間2a內形成活性種的氣體，譬如是從導入口 1〇導入 的氨（NH3)，被導入後的氧則經由觸媒1〇〇導入處理空 間2b»於該處理空間2a內’配置有被處理物9及試料台 8 ’而由導入口 1 0 a導入的氨在經吸附-脫附、及衝撞被處 理物後，由排出口 l〇b排出。該試料台亦可內藏加熱器。 第1實施例中光的產生條件如下所敘。雖然介電質放 電用的電極3a、3b在圖面中呈圓形，但實際上爲圓筒 狀，是將氧化鋁插入外徑2 0 mm、壁厚1 mm、長2 5 0 mm的 石英玻璃管內所構成，電極間的距離爲6 mm。放電用氣體 爲Ar ’壓力爲6.65MPa ’放電電力爲200W。照射來自於 放電電漿4之波數爲7.934)^0^1^1的Ar2激分子光，並 從上述取光窗7對配置於上述活性種產生空間2a內的觸 媒1〇〇進行照射。 在本實施例中，是顯示以氨（NH3 )作爲導入氣體的 反應。從導入口 l〇a導入的NH3，將衝撞作爲觸媒100的 鎢線，並於鎢的表面形成NH3的吸附-脫附。藉此，可分 解所導入的NH3並於鎢的表面產生W-H。此外，就N原 子而言，部分的N原子將與鎢的表面反應產生反應物， 但大多數分解後的N原子將因爲彼此互相撞擊而形成氮 氣（N2 )漂浮。形成於作爲觸媒100之鎢表面的 W-H， -15 - (12) 1320205 可藉由對觸媒照射上述波數爲7.934xl〇4CrrTl的光來切斷 W-H的結合鍵，而使Η由鎢的表面脫離。在本實施例 中，除了照射光線外可藉由對觸媒通電加熱來作爲輔助性 的加熱，故可更進一步促使Η從觸媒脫離。經脫離Η原 子後的鎢表面，將再度成爲乾淨的鎢表面。藉由再度使Η 原子衝撞該乾淨的鎢表面可重覆形成上述的反應。藉此， 可在活性種產生空間2a內產生高濃度的活性Η。該活性 Η將隨著導入口 10a所導入之ΝΗ3的流動或排出口 l〇b的 強制排氣，輸送至處理空間2 b。在處理空間2 a內配置著 被處理物，將與活性種產生空間2a所產生之高濃度活性 Η形成接觸。上述的被處理物上附著有譬如有機物所形成 的污染物，該有機物中的碳或氧藉由與上述活性Η的反 應，將形成譬如CH4或Η20等，而從被處理物處去除。 再者，在本實施例中，是採用直徑〇 · 6 mm的鎢線以1 5 mm 的節距形成排列來作爲觸媒1 0 0。此外，上述的被處理物 9，是採用液晶顯示裝置用的玻璃基板。由上述處理空間 2b內之NH3所產生之活性種的壓力爲ipa。根據上述的 構造，藉由對作爲觸媒的鎢照射光線，並輔助性地對觸媒 通電加熱至1 5 5 0 □，能以約2 5秒的處理時間洗淨液晶顯 示裝置用的玻璃基板。 〔實施例2〕 接下來，就變更第1圖所示的處理裝置中用來產生活 性種之導入氣體的種類、或作爲觸媒的材料的場合進行說 -16 - (13) 1320205 明。首先，可採用甲烷（CH4 )、氫氣（Η2 )等來取代上 述的氨（ΝΗ3)作爲含氫原子的分子氣體。而上述的觸媒 100，即使採用鉬（Mo )來取代鎢（W )也具有相同的效 果。 在本發明的第2實施例中，是採用H2作爲分子氣 體，並採用Mo作爲觸媒100。藉由H2衝撞Mo，可產生 H2的吸附-脫附，進而於Mo的表面產生 Mo-H。藉由對 Mo-H照射光線，可輕易地切斷Mo _H的結合鍵而使Η從 Mo的表面脫離。在上述的場合中，倘若所照射的光是超 過S.OSxlO'nT1的光，由於相對於Mo的功函數是非常高 的能量，因此Η可輕易地從觸媒1〇〇的表面脫離。不僅 如此，除了照射光線外，亦可利用通電加熱的方式進行輔 助性的加熱，藉此，能更有效率地使Η從觸媒1 0 0的表 面脫離。 〔實施例3〕 φ 接下來，第3實施例，是以含有氧原子的分子氣體作 爲用來產生活性種的分子氣體導入第1圖所顯示的處理裝 置中。而所謂含有氧原子的分子氣體，譬如氧氣（〇2)、 —氧化碳（CO)、二氧化碳（C02)、氧化亞氮（N20) 等。當採用上述分子氣體時，最好採用較上述W、Mo等 金屬更耐氧化的材料。舉例來說，譬如白金（Pt)、铑 (Rh)、鉛（Pd )、銥（Ir )、釕（Ru )、銶（Re ) '金 (Αιχ )等。譬如在第3實施例中，是採用lr作爲觸媒 -17- (14) 1320205 100，倘若採用N20作爲產生上述活性種的分子氣體，藉 由令N2o衝撞Ir可產生與前述 W相同的吸附-脫附反 應。藉由該反應可於Ir的表面產生Ir-Ο或Ir-ON之類的 反應物。藉由對該反應物照射 S.OSxIO'iir1的光，可使 〇等從Ir的表面脫離。此外，除了照射光線外，亦可通 電加熱的方式對作爲觸媒的I r加熱，而有效率地使0等 從Ir表面脫離。利用由該Ir表面脫離之〇的活性種接觸 配置於處理空間2 b內的被處理物，可氧化洗淨譬如液晶 基板上的有機物。 〔實施例4〕 接下來的第4實施例，是採用上述耐氧化金屬中功函 數較高的 Pt( 4.29x104cm·1)作爲觸媒10(^倘若採用 CO 2作爲產生活性種的分子氣體，一但上述C 0 2衝撞P t 將產生吸附-脫附，進而於Pt的表面產生Pt-Ο或Pt-C之 類的反應物。一旦以超過S.OSxli^cnr1的光照射該反應 物，將使活性0或C從Pt的表面脫離。此時，亦可對Pt 加熱’以有效地使活性0或C從Pt的表面脫離。有時脫 離後的活性C會再度與〇結合而在空間內漂浮。此外， 將活性〇導入該處理空間2b內，並藉由使其接觸配置於 該處理空間2 b內的被處理物，可氧化洗淨譬如液晶基板 上的有機物等。在此，除了對該觸媒照射光線之外，亦可 藉由對被導入作爲分子氣體的C 0 2或脫離後的活性〇照 射光線’來產生臭氧或高位準的活性氧原子。此外，藉由 -18 - (15) 1320205 對C02本身照射光線，也可在不靠觸媒反應的狀態下直接 藉由光線產生吸附-脫附。如此一來，可產生高密度的活 性種，並藉由該高密度的活性種接觸配置於該處理空間 2b內的被處理物，形成更高速的處理。 〔實施例5〕 本發明的第5實施例，除了對該觸媒1〇〇與該分子氣 體照射光線的構成外’也如第2圖所示地對被處理物照射 光線。第2圖，是剖開垂直於圓筒形電極23a、23b、23c 之電極軸的面的剖面圖。於該處理裝置20內，是將觸媒 1〇〇及被處理物配置於取光窗7的正下方，而該取光窗7 是可對該觸媒1〇〇及被處理物照射波數超過5.08x1 04 crrT;l之光線的手段。此外，具備來放射具有前述波數之光 線的放電容器21;介電質放電用電極23a、23b、23c;放 電用電源5等，放電氣體可利用稀有氣體譬如Ar(所放射 之光的波數爲 7.9 3 4 X 1 Ο'πΓ1)。此外，上述的透光結 構，可採用MgF2作爲取光窗7來達成。用來產生波數超 過S.OSxlO^rrT1之光線的放電氣體，是由放電氣體導入 口 6a導入，並由排出口 6b所排出。於處理空間22內設 置有該被處理物9。圖面中的8爲試料台，其亦可內藏加 熱器》在取光窗7與被處理物9之間，配置著由高融點金 屬鎢所構成的觸媒1〇〇。代表分子氣體如NH3的導入 口，1 〇 b則是排出口。 第5實施例中光的產生條件如下。雖然介電質放電用 -19 - (16) 1320205 的電極23a、23b、23c在圖面中呈圓形’但實際上爲圓筒 狀，是將氧化鋁插入外徑20mm、壁厚1mm'長250mm 的石英玻璃管內所構成’電極間的距離爲6mm°放電用 氣體爲Ar，壓力爲6.65MPa’放電電力爲200W。照射來 自於放電電漿24a、24b之波數爲TJSAxlO'm·1的Ar激 分子光，並從上述取光窗7對該處理空間22、觸媒100 及被處理物9進行照射。觸媒100’是採用直徑的 鎢線以1 5 mm的節距排列而成。上述的被處理物9 ’是液 晶顯示裝置用的玻璃基板，該被處理物9與該取光窗7之 間的距離式設定成1 50mm，該觸媒100與被處理物9之 間的距離設定爲100mm»上述處理空間2b內的NH3壓力 爲1 P a。根據上述的構造，除了對鎢照射光線之外，並輔 助性地對觸媒通電加熱至1 5 5 0 °C，能以約2 5秒的處理時 間洗淨液晶顯示裝置用的玻璃基板。 〔實施例6〕 本發明的第6〜1 1實施例，是除了對該觸媒1〇〇與該 分子氣體照射光線的構成外，也同樣對被處理物照射光線 的其他形態。第3圖所示的第6實施例，是剖開垂直於圓 筒形電極23a、23b、23c之電極軸的面的剖面圖。第6實 施例是去除第5實施例中之取光窗7的形態。具體的第6 實施例之處理裝置30，是與第2圖中的放電容器21及處 理空間22相同，處理室32內是由：爲了照射光線所設置 的介電質放電用電極23a、23b、23c;和配置於試料台8 (17) 1320205 上的被處理物9;及培至於上述電極23a、23b' 23c與上 述被處理物9之間的觸媒100所構成。此外’用來處理該 被處理物9的反應性分子氣體爲NH3，並設有用來導入該 分子氣體的導入口 與排出口 10b’且用來產生光線的 發電氣體爲Ar.，並設有用來導入放電氣體的放電氣體導 入口 36a。由該放電氣體導入口 36a供給用來產生光線的 發電氣體，再由用來導入分子氣體的導入口 將NH3導 引至被照射物9的表面附近。該N Η 3亦可由氮或氬氣加 以稀釋。由ΝΗ3、放電用氣體、有機物所分解產生的氣 體，是由排出口 l〇b所排出。在本實施例中，由於不會產 生因第2圖之取光窗7所導致的吸收損失，因此具有可有 效利用激分子光的優點。 〔實施例7〕

本發明的第7實施例如第4圖所示。第4圖，是從長 方形金屬板所形成之第1電極41的厚度方向，也就是剖 開垂直於長方形之長邊寬度方向之面的槪略剖面圖》本實 施例中的處理裝置4 0，是在長方形板狀金屬所構成的第1 電極41、與兼任放電容器的第2電極43間，採用介電質 放電的方式產生波數爲7.934)(104^^1的Ar激分子光。 具體來說，由厚lmm、高l〇〇mm、寬11000mm之不鏽鋼 板所形成的第1電極41，是被厚0.5mm的氧化鋁42a所 覆蓋，而第2電極43的內面則是由厚〇.5mm的氧化鋁 42b所覆蓋。電極之間的距離爲3mm。Ar是由放電用氣 -21 - (18) 1320205 體導入口 45a所供給，由放電用氣體排出口 45b所排出。 放電用空間44內之Ar的壓力爲4.65Mpa。此外，隔著取 光窗7設有活性種產生室46，並於該活性種產生室46內 以15mm的節距排列設置有觸媒100，而該觸媒100是由 直徑0.6mm的鎢線所形成。於該活性種產生室46內設 有：用來導入NH3的導入口 10a、及用來噴射上述觸媒所 產生之活性種的活性種噴射口 47。

在本實施例中，當該第1電極41與該第2電極43之 間由放電電源 5施以高周波電壓時，將產生放電電漿 48，進而產生八1：2激分子光。藉由透過上述取光窗7對該 觸媒1〇〇照射該Ar2激分子光，可使被觸媒100所分解的 活性種輕易地從觸媒1 〇〇的表面脫離。以上所述之脫離的 活性種，譬如是由NH3所形成的NH、Η等，並由1 mm x 1 000 mm的活性種噴射口 47將NH、Η等噴至被處理物 9。在本實施例中，可藉由該被處理物9或該處理裝置40 的移動，即使被處理物9爲大面積的物體也能輕易地執行 全面的處理。 〔實施例8〕 本發明的第8實施例如第5圖所示。第5圖與第4圖 所示的第7實施例相同，是從長方形金屬板所形成之第！ 電極51的厚度方向，也就是剖開垂直於長方形之長邊寬 度方向之面的槪略剖面圖。第8實施例，是將第7實施例 中的取光窗7去除，並設有等同於放電用空間4 8與活性 -22- (19) 1320205 種產生室46的處理室59。本實施例中的處理裝置50，是 在長方形板狀金屬所構成的第1電極51、及兼任放電容 器與處理空間的第2電極53間，採用介電質放電的方式 產生波數爲7.934 X 1 Ο'πΓ1的Ar激分子光。具體來說， 由厚1mm、高l〇〇mm、寬11000mm之不鏽鋼板所形成的 第1電極51，是被厚〇.5mm的氧化鋁52a所覆蓋，而第 2電極53的內面則是由厚0.5mm的氧化鋁52b所覆蓋。 電極之間的距離爲1mm。於Ar內混入10%之氫的氣體是 由放電用氣體導入口 5 5 a所供給。在由兼任放電空間與處 理空間之第2電極5 3所包圍的處理室5 9內，以1 5 mm的 節距排列設置有觸媒100，而該觸媒100是由直徑0.6mm 的鎢線所形成。此外，於該處理室5 9設有：用來將所產 生之活性種噴往被照射物的活性種噴射口 5 7。 在本實施例中，當該第1電極51與該第2電極53之 間由放電電源5施以高周波電壓時，將產生放電電獎 58，進而產生Ar2激分子光。此外，藉由使該放電電漿58 或Ar2激分子光直接作用於混入放電用氣體內的η，可使 部分的Η分子形成Η的活性種。再者，因觸媒1〇〇形成 吸附-脫附將使Η分子分解爲Η，再藉由對觸媒1 〇 〇照射 Ar2激分子光可促進從觸媒1〇〇的脫離，進而形成高密度 的活性 Η。上述所產生之 Η的活性種，是由lmmx 1 0 0 0 m m的活性種噴射口 5 7噴至被處理物9。在本實施例 中’可藉由該被處理物9或該處理裝置50的移動，即使 被處理物9爲大面積的物體也能輕易地執行全面的處理， -23- (20) 1320205 並可利用高密度的活性種改善處理速度。 〔實施例9〕 本案的第9實施例如第6圖所示。第9實施例是採用 低壓水銀燈作爲第2圖所示之第5實施例中，用來照射波 數超過5.08 X 1 Ο'πΓ1之光線的手段。第6圖，是剖開平 行於該低壓水銀燈之管軸方向的面的槪略剖面圖。具體第 9實施例中的處理裝置60，是由位於產生波數超過5.08 X ΙΟ'πΓ1之光線側的燈室61、和處理空間62、及區分燈室 61與處理空間62的取光窗7所構成。該燈室61內配置 著低壓水銀燈6 3，該低壓水銀燈6 3是由交流電源6 5供 給放電用電壓，藉此可於該低壓水銀燈63的內部產生放 電電漿60。此外’在該燈室61內設有導入]^2氣體等氣 體的導入口 66a、及氣體排出口 66b。而爲於處理空間62 側的結構則與第2實施例相同，將被處理物9配置在設於 處理空間62內之試料台8上’並設有導入反應性氣體的 導入口 68a及排出口 68b»此外，在被處理物9與取光窗 7之間配置著觸媒1 0 0。 在本實施例中，照射於觸媒丨〇 〇或被照射物9的光， 是波數爲的水銀射線之光譜的光。除此之 外’到被處理物9爲止的距離、或作爲觸媒丨〇〇之鎢的作 動溫度等條件，均設定成與第5實施例相同。上述的被處 理物9，採用與第5實施例相同之液晶顯示裝置用的玻璃 基板，呈執行該玻璃基板的洗淨時，能以約4 5秒的處理 -24 - (21) 1320205 時間洗淨。 〔實施例1 0〕

本發明的第1 0實施例如第7圖所示。第I 0實施例所 示的處理裝置70，是在燈室71內配置Xe2激分子燈73 作爲放射波數超過 S.OSxlO^m·1之光線的光源，以取代 第6圖中的低壓水銀燈6 3。在本實施例中，是將外徑 26mm、壁厚1mm的外側管73a與外徑16mm、壁厚1mm 的內側管7 3 b配置成同軸，並於外側管7 3 a與內側管7 3 b 間的空間，置入封入5 . 3 2 M p a之X e氣體的X e 2激分子燈 73。放電電力爲200W。由Xe2激分子燈73的放電電漿 74a放射波數爲S.SIxIO'iir1的Xe2激分子光，並經由取 光窗7將其照射至處理空間7 2、觸媒1 0 0、被處理物9。 此外，從氮氣導入口 7 6a流入氮氣，並以N2淸理燈室7 1 內部。爲了排除上述氮氣還設有排出口 76b。在本實施例 中’該被處理物9爲石英玻璃，而被處理物9與取光窗7 之間的距離爲200mm，上述的觸媒1〇〇爲鎢，而觸媒1〇〇 與被處理物9之間的距離爲150mm，且被處理物9的溫 度爲25 °C。將Η導入該處理空間72內，該Η分子的壓力 爲66.5Pa’當對作被處理物9之石英玻璃上的有機污染物 進行處理時’可再約20秒左右去除該石英玻璃上的有機 污染物。此外’即使在採用封入Kr2或Ar2的激分子燈取 代X e2激分子燈作爲上述光源的場合中，由於無論上述哪 個等均能放射出超過S.OSxlO'm'1的高能量激分子光， -25- (22) 1320205 因此可獲得與採用Xe2激分子燈時相同的效果。 〔實施例Π〕 本發明中的第11實施例，是顯示針對S i Ο 2的蝕刻。 本實施例中的處理裝置，是具有與第2圖所示之處理裝置 結構相同的處理裝置。本實施例中是採用Si晶圓作爲被 處理物9。該Si晶圓的上表面形成有厚度約2nm的Si〇2 膜。處理空間22內導入NH3，該NH3的壓力約爲lPa» 藉由配置於該處理空間2 2內的觸媒1 0 0使該N Η 3形成吸 附-脫附，再藉由Ar激分子光可使其有效率地從觸媒1 00 脫離’而形成活性HN或Η。此外，由放電容器1側所照 射的Aq激分子光，藉由直接照射上述的Si02，可切斷該 Si 〇2的結合鍵。藉由該被切斷之Si02的結合件與上述觸 媒1 〇 〇所產生之活性種的反應，可形成S i Ο 2的時刻。此 外’照射於Si 〇2膜的光，只要於Si〇2之短波長側的吸收 端處波數爲ό.όΤχΙΟ'πΓ1以上即可，除了當波數爲7.934 X 1 (^cnT1時具有最大値的 Ar2激分子光以外，即使是當 波數爲6.85xl〇4cnTi時具有最大値的Kr2激分子光也能 獲得相同的效果。 【圖式簡單說明】 第1圖：本發明第丨〜5實施例的槪略圖。 第2圖：本發明第5實施例的槪略圖。 第3圖：本發明第6實施例的槪略圖。 -26 - (23) 1320205 第4圖：本發明第7實施例的槪略圖。 第5圖：本發明第8實施例的槪略圖。 第6圖：本發明第9實施例的槪略圖。 第7圖：本發明第1 0實施例的槪略圖。 第8圖：傳統處理裝置的槪略圖。 【主要元件符號說明】 1 :放電容器 φ 2a:活性種（activated species)產生空間 2 b :處理空間 3 a :電極 3 b :電極 . 4 :放電電漿 _ 5 :放電用電源 6a:放電氣體導入口 6 b :排出口 馨 7 :取光窗 8 :試料台 9 :被處理物 1 0a :導入口 1 0 b :排出口 1 1 :處理裝置 100 :觸媒 20 :處理裝置 -27 - (24) (24)1320205 2 1 :處理室 2 2 :處理空間 23a :電極 2 3 b :電極 23c :電極 24a :放電電漿 2 4 b :放電電漿 30 :處理裝置 φ 3 2 :處理空間 36a :放電氣體導入口 3 6 b :排出口 40 :處理裝置 - 4 1 :第1電極 4 2 a :氧化金呂 42b :氧化銘 43 :第2電極 籲 4 4 :放電用空間 45a:放電用氣體導入口 45b:放電用氣體排出口 46 :活性種產生室 4 7 :活性種噴射口 48 :放電電漿 50 :處理裝置 5 1 :第1電極 -28- (25)1320205 5 2 a :氧化鋁 5 2 b :氧化鋁 53 :第2電極 55a:放電用氣體導入口 5 7 :活性種噴射口 58 :放電電漿 59 :處理室

60 :處理裝置 61 :燈室 62 :處理空間 6 3 :低壓水銀燈 64a :放電電漿

6 5 :交流電源 66a :氣體導入口 66b :氣體排出口 68a :導入口 6 8 b :排出口 70 :處理裝置 7 1 :燈室 7 2 :處理空間 73 : Xe2激分子燈 7 3 a :外側管 7 3 b :內側管 74a :放電電漿 -29 - (26)1320205 76a :導入口 7 6 b :排出口 8 0 :處理裝置 8 2 :反應室

8 5 :電源 86a :導入口 86b ：排出口 8 8 :試料台 8 9 :被處理物

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Claims (1)

1320205 十、申請專利範圍 第93 1 3 448 3號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國98年7月8日修正 1. 一種處理裝置，具備： 配置有基板所構成的被處理物的處理空間；及 與上述處理空間連通的空間所成的活性種產生空間； 及 籲 將含有氧氣及/或氫氣的分子氣體導入於上述活性種 產生空間的導入口；及 配置於上述活性種產生空間內的觸媒，其特徵爲： 具備對上述觸媒照射光線的光照射手段， 上述觸媒是由鎢（W)、鉬（Mo)、白金（Pt)、铑 - (Rh)、鈀（Pd)、銥（Ir)、釕（Ru)、鍊（Re)、金 (Au )所成的群中所選擇的至少1種的金屬， 藉由上述光照射手段，將能量比波數爲5.OSxlO%!!!·1 φ 還要大的光線照射在上述觸媒，藉此，產生氫原子及/或 氧原子所成的活性種， 將上述活性種接觸於上述被處理物，進行處理該被處 理物的表面。 2. 如申請專利範圍第1項所述之處理裝置，其中， 來自上述光照射手段的光線也照射在上述被處理物。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之處理裝置， 其中， 1320205 上述光照射手段是利用Ar2激分子光的放射者， 將波數爲TjSAxlO'm·1的光線照射於上述觸媒。 4. 如申請專利範圍第3項所述之處理裝置，其中， 上述光照射手段是在上述活性種產生空間的內部導入 氬氣體作爲放電氣體，而藉由在該活性種產生空間形成介 電質障壁放電，以放射上述Ar2激分子光者。 5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之處理裝置， 其中， 上述光照射手段是放射波數爲S.SlxlO^nT1的Xe2激 分子光的激分子燈，或是，放射波數爲6.85/10^1^1的 Kr2激分子光的激分子燈。 6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之處理裝置， 其中， 上述觸媒是铑（Rh )、鈀（Pd )、銥（Ir )、釕 (Ru )、銶（Re )、金（AU )的任一種所成者。 7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之處理裝置， 其中， 具備將上述活性種朝著上述被處理物噴射的手段。 8. 如申請專利範圍第2項所述之處理裝置，其中， 上述被處理物是Si02基板所成， 在上述活性種產生空間導入含有氫氣的分子氣體， 藉由對於上述觸媒及上述Si02從上述光照射手段照 射波數爲6.67)(10^1^1以上的光線， 對上述Si02基板進行蝕刻。 -2-