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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林博鏞
研究生(外文):Po-Yung Lin
論文名稱:低溫大氣電漿源設計與其在玻璃表面清潔製程之應用
論文名稱(外文):Design of a Low Temperature Atmospheric-Pressure Plasma with Application on Glass Surface Cleaning
指導教授:王國禎
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:機械工程學系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:大氣電漿反應曲面法介電屏蔽式輝光放電
外文關鍵詞:atmospheric pressure plasmaresponse surface methodDielectric Barrier Discharge
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隨著平面顯示器(Flat panel display)產業不斷朝向更高精度、更小線寬的產品邁進,基材的潔淨度亦需跟者提升,而清洗所使用之水資源亦更多。大氣電漿(Air plasma)由於具備不需真空系統、可線上連續作業、成本低等優點,已逐步取代部份的溼式水洗製程。
本研究主要目的在設計一套可使用於平面顯示器製程之大氣電漿源系統,其中電漿生成的方式是利用介電屏蔽式輝光放電(Dielectric barrier discharge)搭配RF電源,並選擇氬氣與氧氣作為反應氣體。
在實驗驗證方面則是藉由反應曲面法進行實驗設計,求取電漿源反應之最佳參數,再透過水滴接觸角的量測,以確認本研究提出之大氣電漿源能符合現階段產品表面潔淨度之要求。
多次實驗結果驗證以本研究之大氣電漿源清洗後之基板,其水滴接觸角皆小於10°,符合業界對清潔製程標準之要求,可實際應用於平面顯示器之後段模組製程,取代目前業界普遍使用之國外大氣電漿源設備。
Due to the increasing demands in high precision and small line width on flat panel display (FPD) device, the cleanness of the wafer surface becomes a crucial issue in the FPD industry. The atmospheric pressure plasma that possesses advantages such as no need of a vacuum system, continuously on-line operating feasibility, and cost effective has gradually replaced some of the water cleaning processes.
The main goal of this research is to design and fabricate an atmospheric pressure plasma source for the FPD industry. In this plasma source, the dielectric barrier discharge method combined with a radio frequency power source was adopted as the power source for plasma producing. The reaction gases were argon and oxygen.
The response surface method was used to design and conduct the experiments to test the performance of the proposed plasma source in terms of the contact angle on the wafer that was cleaned by the plasma source. The experimental results illustrated that the contact angles on the plasma cleaned wafer were less than 10
致謝 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix
第一章 大氣電漿源系統設計 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景與動機 3
第二章 電漿生成原理 5
2.1電漿概述 5
2.2 電漿分類 7
2.3 一大氣壓下之電漿源技術 9
2.3.1電漿炬 9
2.3.2電暈放電 10
2.3.3介電屏蔽式輝光放電 11
2.4 電漿清潔原理 15
2.4.1化學反應 15
2.4.2物理反應 16
第三章 大氣電漿源設計與水滴接觸角量測 18
3.1 大氣電漿源設備 19
3.2 電源供應器 19
3.2.1直流放電電漿 20
3.2.2交流放電電漿 20
3.2.3射頻電漿 21
3.2.4微波電漿 21
3.3 氣體供應系統 23
3.3.1氣體的選擇 23
3.3.2氣體供應系統設計 24
3.4 電極設計 26
3.5 冷卻系統 27
3.6 水滴接觸角量測系統 28
第四章 實驗結果與分析 31
4.1 反應曲面法 31
4.1.1反應曲面法原理 31
4.1.2中央複合設計 33
4.1.3反應曲面法適切性之統計檢驗 34
4.2 製程參數說明與實驗設計評估 35
4.3 反應曲面實驗設計 39
4.4 實驗試片準備 40
4.5 玻璃清潔前後之比較 42
4.6 實驗結果之ㄧ階RSM分析 44
4.7 實驗結果之二階RSM分析 47
4.8 各因子與水滴接觸角關係分析 49
4.9 參數最佳化 52
第五章 結論與未來展望 54
5.1 結論 54
5.2 未來展望 54
參考文獻 57
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