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大氣電漿(AP)應用於有機物清除設備之簡介 產業競爭愈益激烈，當所使用的玻璃基板面積越來越大的同時，成本的考量就越來越重要。不管是TFT LCD、PDP還是OLED，在製程中都一定會遇到大量的玻璃基板清洗（glass cleaning）與表面處理製程；如果可以在玻璃基板清洗製程中採用新的方法，使製程的成本更低，而且又不影響應有的品質，這樣新的製成與設備技術，將有機會取代原有的製程與設備。使用常壓電漿技術對於表面清潔而言，是一個十分有效而且節省製程成本的工具，目前業界也已經推出對應大世代TFT LCD所需之清洗設備機台，取代傳統EUV燈管更換頻繁、性能波動變化的缺點。雖然初始建構成本較高，但其表現性能是呈穩態輸出，維護成本也相較便宜。但使用UV光燈管有燈管壽命的問題(約每一千小時就要更換)，於操作期間，燈管之性能也會隨時間增長而降低，因此於維持製程穩定性與均一品質之議題將成為複雜之問題。目前電漿清潔仍以去除有機污染為主，對於顆粒較大的手紋、或灰塵則無法取代濕式製程。 ? 2. 大氣電漿清潔處理技術與設備介紹[1]2-1 化學反應化學反應為電漿清潔的最主要機構，加速電漿中的電子，使電子與氣體分子如氧氣、氫氣反應產生氧原子、臭氧及氫原子(圖2-1-1(a)(b))，如式(1)~(3)。這些粒子的反應性非常強，一與物體反面的有機分子碰撞即起反應，並生成穩定的碳氫分子、碳氧分子或水分子，如式(4)(5)。氧原子的反應性比氫原子強，因此在大部份的清潔應用上會優先選擇氧電漿，但是氧原子會將金屬氧化(式(6))，氫原子則可以金屬氧化物還原，如式(7) e- + H2 → 2H*????????????????????????????????? (1) e- + O2? → 2O*???????????????????????????????? (2) O*+ O2 → O3??????????????????????????????????? (3) H* (g) + CnH2n+2(s) → CH4(g)??????? (4)O*(g) + CnH2n+2(s) → CO(g) + CHxOy(g) + H2O(g)???????? (5)O* + Me→MeO??????????????????????????????? (6)H* + MeO →Me +??????????????????????????? (7) ? 電漿化學反應進行清潔的優點為:(1)產物為穩定性佳的揮發性物會再度污染被清潔物；(2)反應學應的選擇性較高。其缺點為，(1)需要較高的氧或氫濃度以提高清潔效率；(2)氫氣的安全性及氧性的高氧化性必需加以考量。在實際操作上為了提高清潔效果必需提高電漿系統的壓力。?圖2-2：大氣電漿示意2-2 大氣電漿設備原理[2]氧氣經由電漿解離，會產生大量的自由基粒子(如下式)，這些自由基粒子會與碳氫化合物及表面的氧化物起反應，尤其其中的氧自由基容易與油性物質或與低分子有機物產生揮發性的產物，輕易的被鈍性氣體帶走。如(附圖2-2)。常壓電漿製程同時會產生UV光，結合上述化學反應，對於表面清潔也有加成的效果。e－+ H2 → 2H+e－+ O2 → 2O+ or O++ O2 、O3大氣電漿其重點乃利用電漿於高分子表面產生官能基(Functional groups)，這些官能基的種類隨選擇之製程氣體而異，甚多不同類別之官能基皆可於表面產生，如Hydroxyl(-OH)，Carbonyl(羰基-CO)， Carboxylic(-COOH)，amine(氨基)或Peroxyl(過氧化基-O-O-)官能基等。這些官能基取代原有部分之高分子鏈，改變塑膠表面能與表面化學活性。關閉電漿環境後，腔體內注入未飽和單體，如 Allyl Alcohol(烯丙醇H2C= CH．CH2OH)可與高分子表面自由基作用，產生接枝之高分子，進行電漿感應接枝。理想乾淨的玻璃表面特性應該是親水性的，所以習慣上會用水滴的接觸角來判斷玻璃表面的潔淨程度。空白的玻璃經過適當的常壓電漿處理過後，一般在5秒內，就會讓玻璃表面的親水性大幅度的增加，該特性可由水滴接觸角變小的檢驗得到證明。研究結果同時也發現，大氣電漿處理也可以有效去除表面的微粒。從其他文獻指出，常壓電漿技術也不僅對玻璃表面的清潔有所功效。接觸角的變化意味著表面張力大小的變化，也就是表面能的大小變化。經過常壓電漿的處理，可以提高基材的表面能(水滴接觸變小)，較高的表面能可以增加鍍膜時的附著性，這對於光電半導體常見的薄膜製程十分重要。2-2-1氮氣(N2)與乾燥空氣(CDA)混合電漿[3][4]如果能量供給順利的話，其實任何種類的氣體都可以創造大氣電漿，只是在