ハイテク産業における安全な排ガス処理

マイクロチップや太陽電池モジュール、フラットパネル、LEDなどの高性能なハイテク製品の製造には、複雑で多段階のプロセスが必要です。各工程で発生する廃ガスは、発生した場所(ポイント・オブ・ユース)で直接処理する必要があります。

電子回路基板の上に配置されたマイクロチップを接写した画像。中央のチップは細かいピンとドット状の接点が規則的に並び、周囲のチップはぼかされている。青みがかった光の中で、オレンジや金色の反射がチップ表面に広がっている。

使用ポイントでの信頼性の高い排ガス処理

DAS Environmental Expertでは、お客様のニーズに応じて柔軟で最適な システム を提供しています。現在、当社の排ガス処理技術 は4つのプロセスグループに分かれています。バーナーとスクラバーを一体化したシステムは当社の強みであり、ESCAPESTYRAXはこのグループに含まれます。LARCHシリーズは、水素含有量の高いプロセス廃ガスに対応しています。また、AQUABATEおよびSALIXのガススクラバーは、有害な水溶性物質をプロセス排ガスから除去します。

EDCシリーズの電気集じん機は、電場を利用して排ガス中の微粒子(マイクロ粒子・ナノ粒子)を除去します。JUNIPERシリーズの静電式凝縮分離器は、同じ原理で揮発性有機化合物(VOC)を排ガスから回収・除去します。

DAS Environmental Expertは、お客様と密接に連携し、コスト効率が高く信頼性と安全性に優れた廃ガス処理を提供しています。また、お客様の技術の変化に合わせて、当社のシステムや技術を柔軟に改良・最適化します。

CVD/MOCVD

化学気相成長(CVD)は、気相中の化学反応によって基板上に薄膜を形成する技術です。金属有機化合物を使用する場合は、金属有機化学気相成長(MOCVD)と呼ばれます。

CVDでは、金属、窒化シリコン、酸化シリコン、ポリシリコンなどの高精度な薄膜を形成し、シラン、アンモニア、TEOS、三フッ化窒素などのガスが使用されます。DAS Environmental ExpertのUPTIMUMおよびSTYRAXは、CVD廃ガス処理向けに設計されています。

MOCVDは半導体やLEDの製造に用いられ、水素やアンモニアを含む排ガスの処理が必要です。これに対応するため、DASは大容量のプロセスガス処理に適したLARCHポイント・オブ・ユースシステムを開発しています。

TCO

近年、透明導電膜(TCO)は経済的に重要性を増しています。これらの透明な薄膜は、フラットパネルや薄膜太陽電池の主要部品であり、熱蒸着や特定のCVDプロセスによって製造されます。

これらの工程で発生する大量の廃ガスは、UPTIMUM システムのバーナー・スクラバー技術により、ポイント・オブ・ユースで直接処理することが可能です。

Etching

エッチングは、腐食性の物質を用いて表面から材料を除去する加工方法です。高い精度が特徴で、半導体産業やMEMS(微小電気機械システム)の製造で広く使用されています。

加工しない部分はフォトレジストで保護され、ウェットエッチングやプラズマエッチング、反応性イオンエッチングといったプロセスが用いられます。これらの工程で発生する廃ガスには、さまざまなフッ素化合物が含まれています。

DAS Environmental ExpertESCAPEおよびSTYRAXの バーナー・スクラバー技術 は、これらの排ガスを効率的に処理します。

Epitaxy

半導体業界では、エピタキシーを用いて基板上に高品質な結晶薄膜を形成します。これらの層は高い純度を持ち、一般的なドーピングよりも精密に制御することが可能です。

薄膜は、化学気相成長や物理気相成長、その組み合わせ、または液相エピタキシーによって形成されます。これらの工程で発生する廃ガスには、水素、ジクロロシラン、ゲルマンなどが含まれる場合があります。

DAS Environmental ExpertのAQUABATEシリーズの scrubbers や、ESCAPEおよびSTYRAXburner-scrubberは、排ガスの成分に応じて安全かつ確実に処理します

ウェハ洗浄

特定の製造工程の後、半導体製造ではウェハの洗浄が必要になります。このため、特に300mmウェハの製造では、1枚ずつ処理するシングルウェハ洗浄が用いられます。このプロセスでは、ウェハを高速回転させながら洗浄液をかけて洗浄します。

汚れの種類に応じて、酸性・アルカリ性の薬品や、アセトン、エタノール、イソプロピルアルコールなどの溶剤が使用されます。各洗浄工程の後には、超純水で洗い流し、残留物が残らないように乾燥させます。

これらの洗浄剤により、ガスや液滴を含む排気が発生します。DAS Environmental Expertgas scrubber SALIX は、これらの汚染された排気を確実に吸引し、浄化します。

VOC

揮発しやすい炭素化合物は揮発性有機化合物(VOC)と呼ばれ、その中には常温で気体となるものもあります。半導体や太陽光産業では、こうした物質が補助材料として使用されています。VOCは不快な臭いを持つことが多く、有毒で環境にも悪影響を及ぼす可能性があります。

また、VOCの排出は製造設備にも大きな影響を与えることがあります。排気システム内で凝縮した場合、漏れによって作業員に健康リスクをもたらしたり、製造装置内に逆流して火災の原因となることもあります。

DAS Environmental Expertは、こうしたリスクを防ぐためにJUNIPERシステムを開発し、製造設備の排気からこれらの炭化水素を安全に除去します。

粒子状物質

多くの廃ガス処理プロセスでは、粉じんの除去が必要です。廃ガス中の粉じんは微細な固体粒子で、長時間空気中に浮遊することがあります。粒径が10マイクロメートルを超えるものは粗大粒子とされ、鼻毛や粘膜によって捕捉されます。一方、10マイクロメートル未満(PM10)の粒子は粒子状物質と呼ばれ、吸入すると肺の奥深くまで到達します。

さらに、2.5マイクロメートル未満は微小粒子(PM2.5)、0.1マイクロメートル未満は超微粒子と呼ばれます。これらの微粒子は、ガススクラバーや分離装置をすり抜けることがあり、処理が難しいのが特徴です。

DAS Environmental Expertは、このような粒子状物質を確実に除去するため、電気集じん機 EDCシリーズ を開発しました。EDCシステムは半導体、太陽光、フラットパネル業界で使用されており、特にLED製造におけるヒ素などの厳しい排出基準への対応を可能にします。

コンサルティングおよび技術選定

最適な技術の選定は、現地での状況分析をもとに、当社のアプリケーションスペシャリストが行います。プロセス装置、真空ポンプ、ガスの種類や流量、使用可能な資材などの情報が重要な判断要素となります。

長期的な稼働と装置の安定運用を確保するため、システム導入後は、必要に応じてまたはオンサイトで、当社のサービスおよび技術サポートを提供します。

Teddy Wang

Regional Head of Operations DAS Japan 地域統括本部長

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