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三氟化氮

   三氟化氮 (NF3)在半導體及TFT-LCD製造的薄膜製程中扮演「清潔劑」的角色,不過這類清潔劑是氣態,而非液態。

   薄膜製程的主要設備是「化學氣相沉積」(CVD)機台,常常可在電視上看到機器手臂托著一片晶圓送進反應室(Chamber)的鏡頭,就是CVD操作的狀態。CVD會在晶圓片上長出薄膜,薄膜的成份有可能是矽、二氧化矽或其他金屬材料,但這些材料不僅會附著在晶片上,也附著在反應室內的「牆壁」上,內牆上的二氧化矽累積至相當數量,就會在反應室內形成微塵粒子(Particle),影響晶圓片的良率。因此每台CVD機台在處理過規定數量的晶圓片後,就要使用含氟的氣體清洗,以去除內壁上的矽化物質。

   以往半導體廠多半採用四氟化碳(CF4)、C 2F6C3F8等以氟及碳結合的氣體清潔CVD,讓氟離子「吃掉」矽,變成氟矽烷氣體排出,但是其清潔效果卻不如NF3,內壁上容易殘留形成高分子物質,故NF3相對而言清潔效果高出很多。

   一九九七年全球各國為降低臭氧層破壞所簽定的「京都議定書」,造就了NF3氣體的出頭天。因為NF3CF4C2F6等氣體都屬於多氟碳化物,這類物質排放是造成溫室效應的來源之一,而半導體工業又必需用到此類氣體,故一九九九年WSC(全球半導體會議)參加國美、歐、日、韓及我國就簽署協議,約定在二年之前,要將多氟碳化物的用量減少一%。

   半導體廠為了降低排氣對溫室效應的影響,在排放含氟廢氣前,會以高溫將氣體由有機轉分解為無機,無機氣體排入大氣才不會破壞臭氧層。這道高溫的手續若要分解CF系列的氣體,必需達到攝氏一千二百度高溫,但是要分解 NF氣體,只要攝氏七、八百度即足夠。對晶圓廠而言,處理NF氣體的成本比處理CF要節省許多,故許多製程設備大廠近二年推出的CVD設備,都改採NF3為主要清潔氣體。而執全球CVD設備之牛耳的廠商,也順道吃下TFT-LCD廠的市場大餅,因此TFT-LCD廠使用的CVD設備,同樣以CF3來清潔反應室內壁。

 

  

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