半導体製造で欠かせない排ガス処理装置の種類と注目の技術
半導体製造の排ガス処理装置は、有害ガスを適切に処理し環境汚染や健康リスクを防ぐために重要です。湿式・乾式処理法などの技術が使われ、従来の課題を解決するため、新しい省エネ技術が注目されています。
目次
半導体製造における排ガス処理装置の重要性
引用元：photo AC
半導体製造では、有害なガスが使用されるため、適切な排ガス処理が不可欠です。環境汚染や健康リスクを防ぎ、安全な製造環境を維持するために、排ガス処理装置の導入が重要です。
◇半導体製造工程では排ガス処理が必要
半導体製造では、エッチングや成膜、洗浄といった各工程で有害なガスが使用されます。これらのガスは未反応で排出されることが多く、適切に処理しないと環境汚染や健康リスク、設備への影響を引き起こします。そのため、製造過程での排ガス処理は不可欠であり、効果的な処理装置の導入が求められます。これにより安全な作業環境が確保され、環境への影響を最小限に抑えることができます。
半導体製造で使用されるガスには、強い温暖化効果を持つものも含まれ、排ガス処理は環境規制の遵守に加えて、製造現場のクリーンルーム維持や従業員の健康、安全のためにも重要です。また、適切な排ガス処理を行うことは、設備の長寿命化にも寄与し、製造コストの削減にも繋がります。企業の競争力を高めるためにも、排ガス処理技術の選定が重要です。
◇半導体製造で使用されるガスの種類
半導体製造では、各工程においてさまざまなガスが使用され、その性質に応じた適切な排ガス処理が必要です。エッチング工程では、分解が難しい四フッ化炭素（CF₄）や温暖化係数の高い六フッ化硫黄（SF₆）、腐食性の強い塩素（Cl₂）や臭素（Br₂）などが排出されます。成膜工程では、可燃性の高いシラン（SiH₄）や毒性の強いジボラン（B₂H₆）、ホスフィン（PH₃）などが使用されます。
また、洗浄工程では、温室効果ガスである三フッ化窒素（NF₃）や強酸性のフッ化水素（HF）が発生します。これらのガスに対しては、それぞれ異なる排ガス処理が求められます。例えば、水溶性の高いガスには湿式スクラバー、分解が難しいガスにはプラズマ分解や触媒分解が適用されます。適切な処理装置を導入することで、環境負荷を削減し、製造効率を向上させることができます。
半導体製造における排ガス処理装置の種類と特徴
引用元：photo AC
半導体製造では、多様な化学物質が使用され、排ガス処理装置の導入が不可欠です。ガスの種類に応じて適切な処理方法を選択する必要があり、一般的には「湿式処理法」と「乾式処理法」に分類されます。
◇湿式処理法
湿式処理法は、エッチングやCVD（化学気相成長）工程で発生する水溶性のガスを処理する方法です。スクラバーと呼ばれる装置を使用し、排ガスを水や薬液と接触させることで、有害成分を吸収・除去します。この方法は、特に塩化水素（HCl）やフッ化水素（HF）、アンモニア（NH₃）など水に溶けやすいガスに効果的です。
湿式処理法の利点は、設備が比較的シンプルで運用コストを抑えやすい点です。吸収液を適切に管理すれば、高い除害性能を維持することができます。しかし、処理後の液体の管理が必要となり、二次汚染対策が重要です。このため、液体処理システムの適切な運用が求められます。
◇乾式処理法
乾式処理法は、水や液体を使わず、フィルターや吸着材を用いて有害ガスを処理する方法です。主に「物理吸着法」「化学吸着法」「熱分解法」が採用されます。物理吸着法では、活性炭やゼオライトを使用し、有機溶剤や臭気成分を吸着します。化学吸着法では、有害ガスと化学反応を起こす吸着材を用い、エッチングガスや酸性ガスの処理に適しています。
熱分解法では、バーナーやヒーター、触媒、プラズマを利用して難分解性ガスを分解します。この方法は、省エネルギー性にも優れており、効率的な処理が可能です。乾式処理法は、二次汚染のリスクが少なく、メンテナンスが比較的容易ですが、処理剤の交換が必要となるため、ランニングコストが高くなる点には注意が必要です。
従来の排ガス処理装置の課題と注目の技術
引用元：photo AC
半導体製造における排ガス処理装置は、環境負荷低減のために進化し続けています。従来の乾式・湿式処理や燃焼法には多くの課題があり、新たな技術の導入が求められています。これらの課題を解決するために、より効率的で環境に優しい技術が開発されています。
◇従来の排ガス処理装置の課題
従来の排ガス処理装置は、主に乾式、湿式、燃焼法の3つに分類されます。乾式処理は固形吸着剤を用いて有害ガスを吸収・除去する方法です。処理性能は高いものの、吸着剤の定期交換が必要でランニングコストがかかり、吸着剤に蓄積された有害物質が発熱し事故のリスクを伴う場合もあります。
湿式処理は薬液を用いて有害成分を除去しますが、処理能力に限界があり、装置の閉塞が発生しやすい欠点があります。燃焼法は高温でガスを分解し、多くの半導体工場で採用されていますが、大量の燃料を要しCO₂排出量が増加するため、環境負荷が大きいという課題があります。このように、効率的で環境負荷の低い排ガス処理技術の導入が急務です。
◇近年注目の排ガス処理技術
従来技術の課題を解決するため、より効率的で環境負荷の低い排ガス処理技術が開発されています。特に注目されているのが「電熱ヒーター式排ガス処理装置」と「プラズマ式排ガス処理装置」です。
電熱ヒーター式排ガス処理装置は、燃焼法に代わる省エネ技術として開発され、燃料を使用しないことでCO₂排出量を大幅に削減できます。従来のヒーター式装置とは異なり、最新技術ではガスを旋回流で投入し、炉内温度を均一化することで効率的な分解処理を実現しています。さらに、「水供給ユニット」を搭載することで、配管の腐食を抑え、メンテナンスの負担を軽減しています。
プラズマ式排ガス処理装置は、高電圧放電によってガスを高エネルギープラズマ状態にし、フッ素系ガスや窒素酸化物などの難分解性ガスを効率的に分解する技術です。燃料を使用しないためCO₂排出がなく、環境に優しい点が特長です。
しかし、高電圧が必要で装置コストが高いという課題もあります。それでも、従来の燃焼法では処理が難しかったガスにも対応できることから、次世代の排ガス処理技術として注目されています。
排ガス処理装置のおすすめメーカー
半導体製造には、さまざまな特殊ガスが使用されるため、排ガス処理装置の役割が極めて重要です。
多くのメーカーが独自の技術を活用し、安全で効率的な排ガス処理を実現しています。
◇サンレー冷熱株式会社
サンレー冷熱株式会社は、住友電工グループの一員として80年以上にわたり燃焼技術を発展させ、環境負荷の低減に貢献してきました。
同社は触媒燃焼式脱臭装置や直接燃焼式脱臭装置など、複数の排ガス処理装置を提供し、悪臭やVOC（揮発性有機化合物）の除去に対応しています。
特に、省エネルギー性と高効率を兼ね備えた装置開発に注力しており、半導体工場を含むさまざまな産業分野での導入実績を誇ります。
| 会社名 | サンレー冷熱株式会社 |
| 所在地 | 〒573-1132 大阪府枚方市招提田近3-25 |
| 電話番号 | 072-856-3221 |
| 公式ホームページ | https://www.sunray-r.co.jp/ |
また、サンレー冷熱は排ガス処理装置の初期計画から保守管理までをトータルサポートできる体制を整えています。
国内だけでなく、中国・韓国・台湾といった海外拠点でもアフターサービスを展開し、グローバルに事業を展開する半導体メーカーにも対応可能です。
これにより、環境負荷の少ない持続可能な生産活動を支援しています。
サンレー冷熱株式会社について詳しく知りたい方はこちらも併せてご覧ください。
▼サンレー冷熱は充実したメンテナンス体制とアフターサービスを提供
さらに詳しい情報は公式ホームページでも確認できます。ぜひチェックしてみてください。
◇大陽日酸株式会社
引用元：大陽日酸株式会社
大陽日酸は、日本酸素ホールディングスのグループ企業として、長年にわたり半導体業界向けの排ガス処理装置を提供してきました。
同社の強みは、燃焼式排ガス処理装置や乾式除害装置など、用途に応じた多様な製品ラインナップを持っている点にあります。
特に、緊急時に有毒ガスを安全に除害する「VEGA-ES」や、プラズマCVD装置の排ガスを処理する「VGNF」などの特殊用途向け装置も開発しています。
| 会社名 | 大陽日酸株式会社 |
| 所在地 | 〒142-8558 東京都品川区小山1-3-26 |
| 電話番号 | 03-5788-8000 |
| 公式ホームページ | https://www.tn-sanso.co.jp/jp/ |
また、大陽日酸はガス供給設備の開発からアフターフォローまでをワンストップで提供できる点が特徴です。
自社研究所や製造拠点を活用し、顧客の要望に応じたカスタマイズが可能であるため、半導体メーカーの厳格な環境基準にも対応できます。
全国70カ所以上の拠点で迅速な対応を実施し、緊急時の対応力も高く評価されています。
大陽日酸株式会社について詳しく知りたい方はこちらも併せてご覧ください。
▼大陽日酸の革新技術を解説！自社開発の排ガス処理装置の魅力とは？
◇株式会社荏原製作所
引用元：株式会社荏原製作所
荏原製作所は、ポンプや送風機などの産業機械を提供する総合メーカーとして知られていますが、半導体製造向けの排ガス処理装置の開発にも注力しています。
2025年から販売予定の「LPCMN型」は、燃焼式排ガス処理装置の新モデルであり、副生成物の付着を抑えながらNOxやCOxの排出を削減する革新的な技術を搭載しています。
| 会社名 | 株式会社荏原製作所 |
| 所在地 | 〒144-8510 東京都大田区羽田旭町11-1 |
| 電話番号 | 03-3743-6111 |
| 公式ホームページ | https://www.ebara.co.jp/ |
さらに、水素燃料の使用にも対応し、脱炭素社会の実現に向けた取り組みを推進しています。
半導体製造の持続可能性を高める技術として、今後の市場展開が期待されています。
株式会社荏原製作所について詳しく知りたい方はこちらも併せてご覧ください。
半導体製造における排ガス処理装置は、環境汚染や健康リスクを防ぐために非常に重要です。半導体製造工程では、有害なガスが使用され、その未反応ガスは適切に処理しないと環境や従業員に悪影響を与える可能性があります。排ガス処理は、製造過程で環境負荷を減らし、安全な作業環境を提供します。また、ガスの種類に応じた処理方法（湿式処理法、乾式処理法など）を選択する必要があり、それぞれ異なる装置や技術が求められます。
従来の排ガス処理装置には、定期的なメンテナンスが必要なものやランニングコストが高くなるものもあります。そのため、新しい技術の導入が進んでおり、例えば電熱ヒーター式やプラズマ式の排ガス処理装置は、省エネルギー性が高く、CO₂排出を削減できるなど、環境負荷を低減することが期待されています。
