表 2-3 半 導 體 製 程 中 使 用 之 PFCs 氣 體 種 類 及 其 流 量EtchPROCESS PFC GASES USED QUANTITYMetal CF 4 , CHF 3 < 10 sccm (usually)Polysilicon SF 6 , NF 3< 50 sccm (usually)OxideCVDCHF 3 , NF 3C 2 F 6 , CF 4C 4 F 8 , C 3 F 8total < 100 sccmSilicon C 2 F 6 , CF 4 up to 2500 sccmSilicon Oxide C 3 F 8 up to 2500 sccmSilicon Nitride NF 3 up to 2500 sccmTungsten C 2 F 6 , NF 3 up to 2000 sccm7
2-3 全 氟 化 物 之 控 制 策 略依 照 各 國 半 導 體 協 會 訂 定 的 控 制 目 標 , 其 時 間 順 序 如 下 : 破 壞 削 減 列 為 PFCs 排放 控 制 最 優 先 商 業 運 轉 的 技 術 (1997~2003 年 ), 也 是 目 前 主 要 之 控 制 方 法 ; 其 次 是 回收 再 利 用 (1999~2003 年 ), 鍍 膜 腔 體 清 潔 製 程 替 代 化 學 物 的 開 發 (2003~2007 年 ), 最 後才 是 蝕 刻 製 程 化 學 物 的 替 代 (2006~2011 年 ) 【16】2-3-1 尋 求 替 代 化 學 物 (Alternative Chemistries)替 代 PFCs 氣 體 的 開 發 是 以 尋 找 溫 室 效 應 潛 勢 低 、 大 氣 中 存 留 時 間 短 , 並 同 時 兼顧 安 全 性 ( 不 易 燃 或 不 具 爆 炸 性 ) 的 化 學 物 為 主 , 目 前 已 知 之 替 代 化 學 物 有 C 4 F 8 O、ClF 3 、TFAA ( Trifluoroacetic Anhydride )、CF 3 I 及 NF 3 等 。(A) C 4 F 8 OOh 等 學 者 利 用 C 4 F 8 O 分 別 搭 配 CO 2 與 O 2 氣 體 通 入 氮 化 矽 ( silicon nitride ) 鍍 膜 腔 體進 行 清 潔 , 以 取 代 傳 統 製 程 所 使 用 之 氣 體 ( 如 CF 4 、C 2 F 6 、SF 6 ), 研 究 結 果 發 現 , 於C 4 F 8 O/O 2 = 20/80 配 比 下 , 總 進 料 流 量 為 40 sccm, 操 作 壓 力 66.7Pa(500 mtorr),RF 輸出 功 率 150 W, 基 板 不 需 加 熱 , 可 得 到 最 快 的 清 潔 速 率 600 nm/min, 此 時 較 C 4 F 8 O/CO 2效 果 為 佳 ; 同 時 , 分 析 其 產 物 組 成 為 CF 4 、COF 2 及 CO 2 , 且 利 用 C 4 F 8 O/O 2 為 製 程 之清 潔 氣 體 , 於 其 出 流 產 物 濃 度 之 計 算 亦 可 獲 得 較 低 之 MMTCE 值 3×10 -10 與 較 佳 之 反應 氣 體 削 減 率 92%【17】。(B) ClF 3ClF 3 是 高 反 應 性 氣 體 , 在 常 溫 下 為 液 態 , 在 製 程 操 作 中 需 將 其 均 勻 汽 化 , 此 外 ,ClF 3若 大 量 外 洩 且 接 觸 水 氣 時 會 產 生 爆 炸 , 因 此 在 製 程 管 線 之 保 溫 和 加 熱 的 操 作 安全 需 特 別 注 意 , 也 因 此 雖 然 ClF 3在 半 導 體 界 使 用 已 約 6 年 , 但 其 安 全 操 作 規 範 ( 如 加溫 過 程 、 輸 送 材 質 ) 尚 未 完 備 , 因 此 常 常 導 致 使 用 工 廠 持 續 發 生 一 些 小 規 模 的 工 安 事件 ( 大 多 是 小 洩 漏 ), 此 點 值 得 特 別 注 意 。8