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以高溫微波電漿火炬轉(zhuǎn)化四氟化碳與六氟化硫的研究

文章出處:責(zé)任編輯:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2014-08-19 09:04:00【

  無論是六氟化硫還是四氟化碳,都是能引發(fā)溫室效應(yīng)的溫室氣體,在我們的生產(chǎn)生活當(dāng)中,這兩種群體也時(shí)常見到。如果能將這兩種氣體在使用完畢之后變轉(zhuǎn)化回收,不是直接散發(fā)到空氣中,將在極大程度上保護(hù)環(huán)境。利用高溫電漿火炬進(jìn)行對(duì)CF4與SF6兩種全氟溫室氣體轉(zhuǎn)化就是目前科學(xué)家研究的事情。

 

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  利用高溫電漿火炬進(jìn)行對(duì)CF4與SF6兩種全氟溫室氣體轉(zhuǎn)化,并利用傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線光譜儀進(jìn)行產(chǎn)物分析,探討O2進(jìn)料流量、載氣流量、微波功率與全氟化物進(jìn)料濃度對(duì)轉(zhuǎn)化效果與產(chǎn)物生成之影響,針對(duì)全氟化物建立一反應(yīng)熱力學(xué)模型,將其計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值相比較,藉由轉(zhuǎn)化率與產(chǎn)物組成來預(yù)估反應(yīng)器之反應(yīng)溫度并驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性,最后利用PECVD系統(tǒng)模擬半導(dǎo)體實(shí)廠測試,評(píng)估高溫火炬電漿應(yīng)用于半導(dǎo)體廠全氟廢氣削減之可行性。

 

  研究發(fā)現(xiàn),添加與全氟化物等比例的O2可以有效抑制CFx及SFy自由基與F原子的再結(jié)合反應(yīng),維持電漿實(shí)際之解離效果;提高全氟化物進(jìn)料濃度(流量)會(huì)使轉(zhuǎn)化效果降低,但能量使用效率則較高;另外載氣流量與微波功率決定電漿火炬反應(yīng)器之溫度,提高微波功率或降低載氣流量皆可提高反應(yīng)器溫度,使轉(zhuǎn)化效果提升。

 

  將熱力學(xué)模型計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,可預(yù)估本研究削減CF4的溫度介于1400~1800K間,而SF6則介于1200~1500K間;CO、NO、SOF2及SO2F2之模型計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值有所差異,主要由于上列物種可能于冷卻腔體或管線中持續(xù)與O2反應(yīng),使產(chǎn)物趨勢發(fā)生變化;其馀產(chǎn)物趨勢皆與實(shí)驗(yàn)值相近,證明本研究之熱力學(xué)模型具相當(dāng)之準(zhǔn)確性。

 

  利用PECVD系統(tǒng)模擬蝕刻/腔體清潔之制程尾氣,發(fā)現(xiàn)PECVD系統(tǒng)對(duì)SF6的解離效果不佳,因此將製程尾氣導(dǎo)入電漿火炬進(jìn)行削減,藉由調(diào)整微波功率可使轉(zhuǎn)化效果達(dá)90%以上,證明高溫電漿火炬應(yīng)用于半導(dǎo)體全氟廢氣削減具有極佳之效果。

此文關(guān)鍵字:四氟化碳 六氟化硫 sf6氣體 sf6