NSC95-EPA-Z-033-002

(E) NF 3與 其 他 PFCs 氣 體 如 CF 4 、C 2 F 6 比 較 ,NF 3 為 較 不 穩 定 之 氣 體 , 因 此 在 電 漿 反 應 中其 分 解 率 亦 相 對 提 高 , 故 以 NF 3 為 F 來 源 作 為 清 洗 沈 積 薄 膜 腔 體 之 用 , 具 有 極 佳 之 清洗 效 率 , 可 減 少 製 程 中 花 費 於 清 洗 之 時 間 , 並 且 能 夠 避 免 使 用 具 碳 源 之 PFCs 所 可 能造 成 的 污 染 情 形 。 台 灣 半 導 體 廠 商 TSMC 曾 評 估 AMAT 之 Ultima HDP 系 統 中 使 用 NF 3為 CVD 清 洗 替 代 氣 體 之 效 果 【22】; 整 體 而 言 , 具 有 提 升 生 產 效 率 45% 之 表 現 , 於 最佳 化 條 件 下 , 並 可 節 省 約 60% 的 NF 3 使 用 量 。 另 外 , 對 於 產 生 微 粒 的 問 題 亦 有 改 善 之效 果 , 於 測 試 的 第 38 週 量 測 微 粒 產 生 的 強 度 為 26.3 counts, 經 過 10 週 後 , 其 強 度 降 低為 7.5 counts, 因 此 可 降 低 約 25% 微 粒 之 產 生 ; 製 程 中 清 洗 的 失 敗 率 亦 由 原 本 之 20.7%降 低 至 7%, 測 試 報 告 中 指 出 一 年 之 操 作 成 本 約 可 減 少 台 幣 九 千 三 百 萬 元 的 支 出 , 頗具 發 展 之 潛 力 ; 不 過 NF 3 為 一 具 高 陰 電 性 之 氣 體 , 當 清 洗 CVD 機 檯 過 程 中 電 漿 能 量不 足 時 , 對 於 清 洗 效 果 將 大 打 折 扣 , 因 此 所 提 供 之 RF 電 能 也 相 對 較 高 , 且 NF 3 氣 體 價格 昂 貴 ( 約 為 CF 4 、C 2 F 6 之 10 倍 左 右 ) 並 具 有 急 毒 性 (T.L.V. = 10 ppm), 故 於 實 際 應 用 時需 配 合 最 佳 之 操 作 條 件 及 克 服 操 作 人 員 安 全 上 之 顧 慮 ; 短 程 來 看 , 在 尚 未 開 發 出 更 具經 濟 性 及 適 宜 之 替 代 化 學 物 前 , 可 將 其 視 為 一 過 渡 時 期 所 使 用 之 替 代 品 。 由 以 上 看來 , 使 用 合 適 之 替 代 化 學 物 確 可 提 升 製 程 中 氣 體 之 利 用 效 率 , 不 過 對 於 既 存 之 CVD機 檯 , 可 行 性 並 不 高 。 事 實 上 , 使 用 對 環 境 衝 擊 較 小 之 替 代 化 學 物 品 為 未 來 必 然 之 趨勢 , 但 由 於 製 程 替 代 化 學 物 需 配 合 機 檯 的 開 發 , 目 前 仍 存 在 之 瓶 頸 則 需 大 設 備 製 造 廠商 和 特 殊 化 學 氣 體 供 應 公 司 的 努 力 才 能 有 所 突 破 。Novellus Systems 公 司 發 展 出 稀 釋的 NF 3 /He 清 洗 氣 體 , 應 用 到 200 毫 米 Altus(WLPCVD) 和 200 毫 米 Sequel(PECVD) 平 台 。這 些 清 洗 氣 體 可 降 低 MMTCE 值 ( 例 如 0.3×10 -9 / 毫 米 氧 化 物 沉 積 ), 和 標 準 現 場 時 C 2 F 6清 洗 氣 體 ( 例 如 7.5×10 -9 / 毫 米 氧 化 物 沉 積 ) 來 比 較 可 超 過 90%, 尤 其 是 要 維 持 具 有 比 較性 的 清 洗 時 間 和 使 用 者 的 氣 體 成 本 。IBM 同 樣 也 發 展 出 稀 釋 的 NF 3 /He 清 洗 的 混 合 氣體 , 應 用 到 200 毫 米 Applied Materials Precision 500 燈 加 熱 式 的 (DxL)PECVD 反 應 腔 。這 種 新 的 稀 釋 NF 3 /He 清 洗 氣 體 , 比 起 以 C 2 F 6 為 主 的 清 洗 氣 體 可 降 低 95% 以 下 的 PFCs排 放 【23】。10