電漿廢氣處理如何降低半導體含氟溫室氣體排放？

半導體製造中的薄膜沉積、電漿蝕刻及腔體清潔等製程，可能使用 CF₄、C₂F₆、NF₃ 與 SF₆ 等含氟氣體。部分氣體若未在製程中完全反應，便可能隨尾氣排出，成為工廠直接製程排放的一部分。

這些氣體的排放量或許不大，但全球暖化潛勢（Global Warming Potential，GWP）遠高於二氧化碳。因此，從排放源頭處理含氟廢氣，是半導體製程減碳中極具效益的技術方向。

為什麼 CF₄ 是重要的減排對象？

GWP 是比較不同溫室氣體對氣候影響的指標，並以二氧化碳的 GWP 為 1。

以附件採用的 IPCC 第四次評估報告數值為例，CF₄ 的百年 GWP 為 7,390。換句話說，排放 1 公斤 CF₄，在該計算基礎下相當於約 7,390 公斤二氧化碳當量。不同盤查制度採用的 IPCC 版本可能不同，實際計算時應清楚標示所使用的 GWP 版本。參考 UNFCCC 的 IPCC AR4 GWP 表

正因為含氟氣體具有高 GWP，即使減少少量排放，也可能帶來可觀的二氧化碳當量減量。

電漿與濕式洗滌如何處理含氟廢氣？

電漿廢氣處理系統通常可分為三個主要階段：

1. 利用電漿分解穩定的含氟氣體

CF₄具有非常穩定的碳氟鍵，一般環境下不容易自然分解。電漿系統利用高能量反應環境破壞其化學鍵，使 CF₄ 轉化為較容易處理的反應產物。

以簡化的理想反應式表示：

CF₄ + 2H₂O → CO₂ + 4HF

這項反應說明，CF₄可在水氣參與下轉化為二氧化碳與氟化氫（HF）。實際反應路徑仍會受到廢氣濃度、流量、溫度、電漿功率及氣體組成影響，因此必須依現場製程建立合適的操作條件。

2. 透過濕式洗滌攔截反應產物

電漿分解後產生的 HF 並不是溫室氣體，但具有腐蝕性，不能直接排放。

因此，後端需搭配濕式洗滌系統，將 HF 與其他可溶性反應產物導入洗滌液中，再經中和及廢水處理。透過「電漿分解＋濕式洗滌」，可同時降低高 GWP 氣體排放，並妥善管理分解後的含氟物質。

3. 與前端製程連動控制

若設備可與 CVD、蝕刻或腔體清潔設備連線，便能根據製程狀態調整運轉，減少不必要的能源使用。

馗鼎奈米電漿洗滌器可依不同排氣條件進行客製化設計，並整合於產線後端；同時提供處理後氣體採樣與分析服務，協助確認設備在實際製程中的處理表現。了解馗鼎電漿洗滌器

如何評估真正的減碳成效？

CF₄從高 GWP 氣體轉化為 CO₂，確實具有顯著的理論減排潛力，但不能直接將 GWP 從 7,390 降至 1，當作設備的實際減碳率。

完整評估應納入：

• 進出口氣體濃度與流量
• 毀除去除效率（Destruction or Removal Efficiency，DRE）
• 設備運轉率及製程連動狀況
• 電漿系統的耗電量
• 洗滌用水、藥劑及廢水處理
• 處理過程產生的其他氣體與副產物

簡化而言：

實際避免排放量＝處理前排放量－處理後排放量－處理系統新增的間接排放

因此，氣體分析、能源監測及物料平衡，是把技術處理效果轉換成可信碳排數據的必要步驟。

從製程排放源頭創造減碳效益

半導體產業的減碳不只來自綠電與節能設備，也包括直接降低製程溫室氣體排放。

由於 PFCs 等含氟氣體具有高 GWP，在排放端導入電漿分解與濕式洗滌技術，可望以相對集中的設備投資，處理具有高度暖化影響的製程尾氣。

馗鼎奈米將持續投入電漿廢氣處理與製程整合技術，協助客戶從氣體分解、後端洗滌到處理結果驗證，建立更完整的半導體綠色製造與減碳方案。