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如何去除大氣中的四氟化碳?xì)怏w？


四氟化碳分子式CF4，常溫下為無色氣體，四氟化碳只能微溶于水；對(duì)熱非常穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)比四氯化碳更不活潑。分子呈正四面體結(jié)構(gòu)。四氟化碳是目前微電子工業(yè)中用量最大的等離子蝕刻氣體，其高純四氟化碳高純氣配高純氧氣的混合體。但此外四氟化碳也是一種造成溫室效應(yīng)的氣體。它非常穩(wěn)定，可以長時(shí)間停留在大氣層中，是一種非常強(qiáng)大的溫室氣體。它在大氣中的壽命約為50,000年，全球增溫(全球暖化)系數(shù)是6,500（二氧化碳的系數(shù)是1），所以去除生產(chǎn)過程中不必要的四氟化碳?xì)怏w非常重要。近期有一實(shí)驗(yàn)對(duì)去除四氟化碳?xì)怏w作出了研究，接下來我們就來了解一下！

不同添加氣體對(duì)微波電漿反應(yīng)器分解四氟化碳之影響分析  

本研究以低溫微波電漿反應(yīng)器探討加入不同比例的添加氣體對(duì)于全氟化物(Perfluorinated Compounds,PFCs)的分解去除效率(Decomposition and Remocal Efficiency, DRE)的影響，實(shí)驗(yàn)中採用傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀（FTIR）來定量分析DRE值，并對(duì)處理后的產(chǎn)物分析、系統(tǒng)能量損耗及經(jīng)濟(jì)價(jià)值考量來進(jìn)行討論。

實(shí)驗(yàn)中使用自行設(shè)計(jì)之微波電漿反應(yīng)器，以CF4為模式氣體，配合多種參數(shù)設(shè)定：CF4進(jìn)流量、添加氣體（氬氣、一般空氣、甲烷、氮?dú)馀c氧氣）與微波電漿輸出功率大小，在控制總進(jìn)流量的情況下探討不同添加氣體對(duì)微波電漿系統(tǒng)處理CF4的分解去除效率。經(jīng)適當(dāng)修正各個(gè)操作參數(shù)后（微波電漿功率900W、頻率200Hz、總進(jìn)流量500sccm、添加氣體為100sccm空氣），DRE值可從14.7%（無添加氣體）提升至37.6%，且可獲得較高的能量效益與成本效益。

在添加氣體方面，添加氣體可提高系統(tǒng)對(duì)CF4的去除率，不同的添加氣體對(duì)CF4之DRE值有10%~40%的提升，其中以添加100sccm氬氣提升的DRE值最多（40%）。以微波電漿輸出功率方面而言，提高電源輸出功率表示輸出的微波能量增加，所以對(duì)系統(tǒng)處理CF4可以得到較高的去除率；但因本研究受流量控制及電源輸出功率的限制，故DRE值較其他研究者低，如能將電漿功率提升應(yīng)更能提高DRE值。在產(chǎn)物分析方面，則以傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀（FTIR）分析CF4經(jīng)電漿火炬分解后之氣體，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物有CO2、H2O、HF、NO2和未分解的CF4。


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