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以高温微波电浆火炬转化四氟化碳与六氟化硫的研究

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-08-19 09:04:00【

  无论是六氟化硫还是四氟化碳,都是能引发温室效应的温室气体,在我们的生产生活当中,这两种群体也时常见到。如果能将这两种气体在使用完毕之后变转化回收,不是直接散发到空气中,将在极大程度上保护环境。利用高温电浆火炬进行对CF4与SF6两种全氟温室气体转化就是目前科学家研究的事情。

 

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  利用高温电浆火炬进行对CF4与SF6两种全氟温室气体转化,并利用傅立叶转换红外线光谱仪进行产物分析,探讨O2进料流量、载气流量、微波功率与全氟化物进料浓度对转化效果与产物生成之影响,针对全氟化物建立一反应热力学模型,将其计算结果与实验值相比较,藉由转化率与产物组成来预估反应器之反应温度并验证模型准确性,最后利用PECVD系统模拟半导体实厂测试,评估高温火炬电浆应用于半导体厂全氟废气削减之可行性。

 

  研究发现,添加与全氟化物等比例的O2可以有效抑制CFx及SFy自由基与F原子的再结合反应,维持电浆实际之解离效果;提高全氟化物进料浓度(流量)会使转化效果降低,但能量使用效率则较高;另外载气流量与微波功率决定电浆火炬反应器之温度,提高微波功率或降低载气流量皆可提高反应器温度,使转化效果提升。

 

  将热力学模型计算值与实验结果进行比较,可预估本研究削减CF4的温度介于1400~1800K间,而SF6则介于1200~1500K间;CO、NO、SOF2及SO2F2之模型计算值与实验值有所差异,主要由于上列物种可能于冷却腔体或管线中持续与O2反应,使产物趋势发生变化;其馀产物趋势皆与实验值相近,证明本研究之热力学模型具相当之准确性。

 

  利用PECVD系统模拟蚀刻/腔体清洁之制程尾气,发现PECVD系统对SF6的解离效果不佳,因此将製程尾气导入电浆火炬进行削减,藉由调整微波功率可使转化效果达90%以上,证明高温电浆火炬应用于半导体全氟废气削减具有极佳之效果。