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機械工業雜誌
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光電與半導體製程之含氟溫室氣體替代與減碳 技術
作者
許博凱、沈家志、劉志宏
刊登日期:2026/09/01
摘要
在隨著全球淨零排放趨勢及光電與半導體先進製程持續發展,含氟溫室氣體排放管理已成為光電
與半導體產業重要的減碳課題。CF₄、C₂F₆、NF₃ 及SF₆ 等製程氣體廣泛應用於乾式蝕刻與腔體清洗製程,
其全球暖化潛勢遠高於二氧化碳,因此如何降低其使用與排放已受到高度關注。本文介紹目前含氟溫室
氣體減量技術發展現況,並說明工研院機械所相關研發成果。期望透過持續的技術創新與製程優化,協
助半導體產業降低含氟溫室氣體的排放,朝向低碳製造與永續發展目標邁進。
Abstract
Driven by the global trend toward net-zero emissions and the continuous advancement of semiconductor
and optoelectronic technologies, the management of fluorinated greenhouse gas emissions has become a critical
decarbonization challenge for the industry. Process gases such as CF4, C2F6, NF3, and SF6 are widely used
in dry etching and chamber cleaning processes. However, their global warming potentials are significantly higher
than that of CO2, making the reduction of their usage and emissions an increasingly important issue. This article
reviews the current development of fluorinated greenhouse gases mitigation technologies and presents related research
achievements of our team. Through continuous technological innovation and process optimization, these efforts
aim to support the semiconductor industry in reducing fluorinated greenhouse gases emissions and advancing
toward low-carbon manufacturing and sustainable development.
前言
在人工智慧、高效能運算、先進封裝及電動車等應用快速發展帶動下,全球半導體產業持續擴大投資與產能布局。半導體製造雖是支撐數位經濟發展的重要基礎,卻同時伴隨大量能源消耗與溫室氣體排放問題。近年來,隨著企業淨零排放承諾及國際供應鏈碳管理要求日益嚴格,光電與半導體產業除持續提升能源效率與導入再生能源外,製程所產生之直接溫室氣體排放亦逐漸成為減碳工作的重點。
在各類直接排放源中,以含氟溫室氣體最受關注。氟自由基(F radicals)具有優異的材料反應能力。以矽材料為例,氟原子可與矽反應生成揮發性的四氟化矽(SiF4),使材料能夠在低溫環境下被快速移除。在此背景下,含氟氣體被廣泛應用於光電與半導體產業的產品製造。目前光電與半導體產業中常用的氣體包括三氟化氮(NF3)、六氟化硫(SF6)、氫氟碳化物(HFCs)的三氟甲烷(CHF3)及全氟碳化物(PFCs)中的八氟丙烷(C3F8)、六氟乙烷(C2F6)、四氟化碳(CF4)、八氟環丁烷(C4F8),這些氣體具有強烈的紅外線吸收能力,其全球暖化潛勢(Global Warming Potential,GWP)通常為二氧化碳(CO2)的數千至數萬倍,並能夠在大氣中存活極長的時間,因此這些含氟氣體又被稱為最強效的溫室氣體。
半導體產業中這些氣體廣泛應用於電漿蝕刻、化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)的腔體清洗製程,這些氣體經過製程後,約有 80% 未完全參與反應,且再通過水洗式洗滌設備處理後便直接排放至大氣中。我國針對光電與半導體產業排放的溫室氣體碳排放當量(Carbon Dioxide Equivalent,CO2e)進行統計的結果顯示,於 2024 年整年光電與半導體產業溫室氣體的年碳排放達 2484 千公噸 CO2e,含氟氣體的占比高達 82.5%。這些數據表明,含氟氣體的減量成效將是未來光電與半導體產業邁向淨零碳排中不可迴避的核心課題。
含氟溫室氣體減量技術發展現況
目前國際間針對含氟溫室氣體之減量技術,大致可分為三大方向,包括製程優化減量、尾氣治理技術及替代氟源技術。
DOI:10.30256/JIM.202609_(522).0008
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2026年09月號
(單篇費用:參考材化所定價)