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最終更新 2026-10-28

四フッ化炭素とは(CF4)

Carbon Tetrafluoride (CF4)

四フッ化炭素(CF4)とは、最も単純なパーフルオロカーボンの気体で、シリコン酸化膜や窒化膜のドライエッチングに使われます。酸素などを混ぜて削る速さと選択比を調整します。非常に安定で大気中に約5万年残り、温室効果は二酸化炭素の約6,600倍で、除害装置で分解するのが最も難しいガスの1つです。

目次7項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. よくある質問
  4. 設備の製造メーカー
  5. 関連用語
  6. 比較・違いを学ぶ
  7. 出典・参考資料

定義・解説

四フッ化炭素(CF4)とは、炭素1個にフッ素4個が結びついた無色の気体で、最も単純なパーフルオロカーボン(PFC)です。半導体の製造では、シリコン酸化膜や窒化膜、シリコンなどを削るドライエッチングのガスとして、またかつてはCVD装置のチャンバーのクリーニングのガスとしても使われてきました。プラズマで分解すると、フッ素の原子とCF3などの断片ができ、膜と反応します。

エッチングでは、CF4に酸素や水素、アルゴンなどを混ぜて、削る速さや削りたい膜と残したい膜の削れ方の比(選択比)を調整します。炭素の割合が多いC4F8やC4F6などのガスと組み合わせると、側壁や下の層に炭素とフッ素の保護膜(ポリマー)が付きやすくなり、酸化膜を選んで深く削ることができます。CF4は保護膜を作る力が弱く、削る力の強いガスとして使い分けられます。

CF4は非常に安定な分子で、大気中に約5万年も残り、100年間の地球温暖化係数は二酸化炭素の約6,600倍とされています。プラズマの中でも分解しにくく、エッチングに使ったほかのPFCが分解・再結合してCF4ができることもあります。分解するには非常に高い温度が必要で、PFCの中でも除害装置で取り除くのが最も難しいガスの1つです。

図解

CF4の用途、エッチングでの使い方、温室効果、除害の難しさの一覧

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ほかのPFCの分解・再結合でCF4ができることもある。

よくある質問(FAQ)

CF4とC4F8の違いは何ですか?
どちらもエッチングに使うフッ素と炭素の化合物ですが、C4F8は炭素の割合が多く、プラズマの中で側壁や下の層に保護膜(ポリマー)を付けやすい性質があります。CF4は保護膜を作る力が弱く、削る力が強いガスです。目的の形や選択比に合わせて組み合わせて使います。
CF4はなぜ除害が難しいのですか?
炭素とフッ素の結合が非常に強く、分子全体が安定しているため、燃焼やプラズマで分解するには1,000℃を超えるような高い温度や大きなエネルギーが必要だからです。また、ほかのPFCを分解したときにCF4ができてしまうこともあり、PFCの排出削減で最も扱いにくいガスとされています。

設備の製造メーカー

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比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. SEMI「C00340 - SEMI C3.40 - Specification for Carbon Tetrafluoride (CF4), 99.997% Quality」(2026/10/28 確認)
  2. 環境省「算定・報告・公表制度における算定方法・排出係数一覧」(2026/10/28 確認)