JP2003045472A - 半導体製造システム - Google Patents

半導体製造システム

Info

Publication number
JP2003045472A
JP2003045472A JP2001233455A JP2001233455A JP2003045472A JP 2003045472 A JP2003045472 A JP 2003045472A JP 2001233455 A JP2001233455 A JP 2001233455A JP 2001233455 A JP2001233455 A JP 2001233455A JP 2003045472 A JP2003045472 A JP 2003045472A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
semiconductor manufacturing
manufacturing system
semiconductor
hydrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001233455A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiichi Yamaguchi
栄一 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Powdec KK
Original Assignee
Powdec KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Powdec KK filed Critical Powdec KK
Priority to JP2001233455A priority Critical patent/JP2003045472A/ja
Publication of JP2003045472A publication Critical patent/JP2003045472A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は半導体の製造過程で排出される可燃
性ガスの処理においてガスの処理を行ないながら、その
化学エネルギーを回収する半導体製造システムに関する
ものである。 【解決手段】原料ガス供給系11から供給される可燃性
ガスを含むガスは半導体製造部12を経由し、粉体フィ
ルター13、および圧力制御部14を経由して、排気ガ
ス処理系2に導入される。ます、化学フィルター21で
金属を含むガスが除去された後、22からの流量信号が
ガス流量変動補償制御部23に渡され、適切な条件設定
がなされて、水素酸素燃料電池型ガス分解部24に導入
される。排気ガスは主に水蒸気と炭酸ガスとに変換され
るとともに、可燃ガスの持っていた化学エネルギーは電
気エネルギーと熱エネルギーとして回収される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素、炭化水素ガ
ス、アルコールまたはアンモニアなどを含んだ原料ガス
により半導体を形成または処理した後に排出される排ガ
スを無害化または不燃化する装置を備えた半導体製造シ
ステムに関する。
【0002】
【従来技術】半導体技術の進展に伴い、半導体製造にお
いては様々なガスが原料ガスとして用いられている。フ
ッ素や塩素を含んだハロゲンガスやフルオロカーボンガ
ス、水素やアンモニアを含んだ可燃性ガス、そしてアル
ゴンや窒素などの不活性ガスなどである。本発明に属す
る半導体製造システムは特に水素やアンモニアを含む半
導体製造システムである。例えば、シリコンの結晶成長
システムでは水素とシランガス(SiH4、Si2H6)が用い
られる。ダイアモンド気相成長装置ではメタンガスやア
ルコール類が用いられる。MOCVD法によるIII族窒化物半
導体製造ではIII族有機金属化合物とアンモニアおよび
水素が用いられる。
【0003】一般的に原料ガスは100%の効率で半導
体の形成に消費されるのではなく、未使用または未分解
の原料ガスが必ず排出される。この排出ガスの処理とし
ては、例えば、少量のメタンやアルコール類では希釈さ
れて大気放散される。水素ガスの場合、処理量によって
異なるが現行では、バーナーによる燃焼方式または大量
空気希釈大気放散方式が用いられている。アンモニアガ
スの場合、大量の水または酸性水溶液による湿式方式、
バーナーによる燃焼方式、触媒による水素変換方式そし
て触媒燃焼方式がある。III族窒化物半導体製造のよう
に一分間に数リットルから数百リットルの大量の水素や
アンモニアの処理では、上記湿式方式または触媒燃焼方
式が主に用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術では、半導体製造システムの一環として構成する
には種々の問題が生じていた。例えば、アンモニア処理
に対する湿式方式では、硫酸や塩酸などの薬品が必要で
あり、また生成したアンモニウム塩の処理はコストがか
かっていた。
【0005】次に、乾式法では次のような問題が生じて
いた。半導体の製造では製造時の原料ガス供給は時間と
ともに変動させたり、甚だしくは殆ど不活性ガスのみで
あったりするので、排気ガス処理部では常時処理可能状
態を維持するために、種々の工夫を凝らしていた。例え
ば、バーナーによる燃焼方式では、常時支燃ガスたとえ
ば炭化水素ガスを多量に送り込んでバーナーの着火状態
を維持している。また、触媒燃焼方式では希釈用空気を
多量に導入しているので処理ガスが減少すると燃焼器の
温度低下となり、その温度低下を防ぐために前段に可変
大容量の電気加熱器を用意している。特に、触媒燃焼方
式では燃焼温度が高くなると多量のNOxが生成する。従
って、半導体製造のような時々刻々変化するガス流量に
対処するため高度な温度管理技術が必要となっている。
また、上記乾式法では余分な支燃ガスや電気エネルギー
が必要であるので、省エネルギーの観点から新しい技術
突破が望まれていた。
【0006】本発明は係る問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は半導体製造システムの中の可燃性ガスを
含む排気ガスの処理において、従来、エネルギーを大量
に消費していた方式から、一転して排気ガスからエネル
ギーを回収しつつ不活性ガスに変換処理する半導体製造
システムを提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体製造
システムは、シリコン、ダイアモンドまたは窒化物半導
体製造に使用され、その構成は原料ガス供給制御部、半
導体形成処理部、粉体除去フィルター、金属含有化学物
質除去フィルター、処理ガス流量変動補償制御部、水素
酸素燃料電池型ガス分解部、およびバイパスガスライン
からなり、水素、炭化水素、アルコール類、またはアン
モニアガス等の流量変動する排気ガスを分解し、合せて
エネルギー回収を行うように構成したものである。
【0008】
【作用】半導体製造システムの一環として、排気ガス処
理部に粉体除去フィルター、金属含有化学物質除去フィ
ルター、処理ガス流量変動補償制御部、水素酸素燃料電
池型ガス分解部およびバイパスガスラインからなる排ガ
ス処理部を用いることによって、半導体製造に用いられ
た原料ガスの排気ガス中の水素、炭化水素、アルコール
類やアンモニア等の可燃ガスを分解除去するので、可燃
ガスの持つエネルギーを電気エネルギーおよび熱として
回収でき、省エネルギー且つ低コストの半導体製造シス
テムが可能となる。
【0009】
【発明の実施形態】以下、本発明の実施の形態について
図面を参照して詳細に説明する。
【0010】図1は本発明の一実施例による半導体製造
システムの構成図である。図1に於いて、1は窒化物半
導体成長系であり、2は排気ガス処理系、3はガス流量
監視系である。11は原料ガス供給部で水素、アンモニ
ア、窒素、トリメチルガリウム(TMG)などのガスの供
給量の時間制御を行なう。12は有機金属気相成長装置
(MOCVD)で窒化ガリウム等の半導体成長を行なう。1
3は反応後に排出される微粉体を除去するフィルター、
14は減圧制御するための圧力制御部である。
【0011】21は未分解の有機金属等を除去するため
の化学フィルター、22は排気ガス中の可燃ガスの流量
検出器、23は処理ガス流量変動補償制御部、24は燃
料電池部、25はガス流量監視部からの指令で動作する
バイパスガスライン、26はスクラバーである。
【0012】このような構成を有する窒化物半導体製造
システムの動作を説明する。ガス供給制御部11で、例
えば、水素150L/min、窒素300L/minが反応装置1
2に供給される。同時に圧力制御部でガス圧が30kPa
に制御される。反応装置12ではサファイア基板が1100
℃に熱せられ表面の清浄化が行なわれる。ガス流量監視
系3はガス供給制御部11からの信号とガス検知器22
からの信号により処理ガス流量変動補償制御部23およ
び燃料電池部24に運転制御信号を渡す。23は燃料電
池部24が正常範囲で動作するように付加的に供給する
都市ガスの供給量を制御する。
【0013】次に、ガス供給制御部11はアンモニアを
150L/minとTMGを750mmol/min供給し窒化ガリウム
をサファイア上に形成させる。ガス流量監視部3は、処
理ガス流量変動補償制御部23および燃料電池部24に
信号を渡し、分解を適切に制御する。燃料電池部24か
ら出た排気空気と水蒸気はスクラバー26を通じて微量
なNOxガスを除去する。
【0014】次に、窒化ガリウム半導体の成長停止を行
なう。このとき半導体成長系からは窒素ガスのみ50L/
min供給されるのみである。排気ガス処理系ではバイパ
スガスラインに切り換え、燃料電池部には都市ガスが供
給され通常の発電装置として操作させる。燃料電池部2
4は40KW燐酸型装置を一部改造したものを用いた。水
素150L/min、アンモニア150L/min、窒素ガス30
0L/minの排出ガスの場合、約25kW程度の電気出力が
得られた。
【0015】以上、一実施例の形態にて本発明の説明を
したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでは
なく、種々の変形が可能である。例えば、圧力制御部1
4は常圧結晶成長の場合は取り除いてもよい。また、ガ
ス流量監視部3およびガス流検知器22は排気ガス処理
部と一体とすることもできる。または、ガス流量監視部
3およびガス流検知器22は燃料電池部の形態によって
は必ずしも必須であることはない。また、流量変動補償
制御部も燃料電池の形態によっては流量変動に強い構造
も考えられるので必須ではない。また、電池としては燐
酸型の他にも固体電解質型や有機高分子イオン伝導膜を
用いた常温動作型燃料電池も可能である。また、本実施
形態では窒化ガリウム半導体システムについて説明した
が、排出ガスとして水素、炭化水素、アルコール類また
はアンモニアなどの一部が含まれていれば半導体の種類
は問わない。例えば、水素とシラン系ガスを用いるシリ
コン半導体の製造や炭化水素またはアルコールを用いる
ダイアモンド成長装置システムなどにも適用可能であ
る。また、ハロゲン系ガスを含んだ結晶成長装置の排気
ガスを処理する場合は、前段の化学物質除去フィルター
21をハロゲンガスを吸収する化学フィルターにすれば
可能であることは言うまでもない。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、半導体製造システ
ムの一環として、排気ガス処理部に粉体除去フィルタ
ー、金属含有化学物質除去フィルター、処理ガス流量変
動補償制御部、水素酸素燃料電池型ガス分解部およびバ
イパスガスラインからなる排ガス処理部を用いることに
よって、半導体製造に用いられた原料ガスの排気ガス中
の水素、炭化水素、アルコール類やアンモニア等の可燃
ガスを分解除去するので、可燃ガスの持つエネルギーを
電気エネルギーおよび熱として回収でき、省エネルギー
且つ低コストの半導体製造システムが可能となる効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の形態に係わる半導体製造シス
テムの構成図である。
【符号の説明】
1は窒化物半導体成長系、2は排気ガス処理系、3はガ
ス流量監視部、11は原料ガス供給制御部、12は窒化
ガリウムMOCVD部、13は粉体除去フィルター、14は圧
力制御部、21は金属含有化学物質除去フィルター、2
2はガス流量検出器、23は処理ガス流量変動補償制御
部、24は改質器付き燃料電池部、25はバイパスガス
ライン、26はスクラバーである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水素、炭化水素ガス、アルコール類または
    アンモニアの少なくとも一つを原料ガスとして含む半導
    体製造システムであって、排気ガスの脱水素または脱ア
    ンモニア処理に於いて、水素酸素燃料電池型分解方式を
    用いたことを特徴とする半導体製造システム。
  2. 【請求項2】原料ガス供給制御部、半導体形成処理部、
    粉体除去フィルター、金属含有化学物質除去フィルタ
    ー、およびバイパスガスラインを備えたことを特徴とす
    る請求項1記載の半導体製造システム。
  3. 【請求項3】水素酸素燃料電池型分解装置の前段に処理
    ガス流量変動補償制御部を備えたことを特徴とする請求
    項2記載の半導体製造システム。
  4. 【請求項4】半導体形成処理部がIII族窒化物半導体成
    長部であることを特徴とする請求項2または請求項3記
    載の半導体製造システム。
  5. 【請求項5】半導体形成処理部がシリコン結晶成長部で
    あることを特徴とする請求項2または請求項3記載の半
    導体製造システム。
JP2001233455A 2001-08-01 2001-08-01 半導体製造システム Pending JP2003045472A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001233455A JP2003045472A (ja) 2001-08-01 2001-08-01 半導体製造システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001233455A JP2003045472A (ja) 2001-08-01 2001-08-01 半導体製造システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003045472A true JP2003045472A (ja) 2003-02-14

Family

ID=19065233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001233455A Pending JP2003045472A (ja) 2001-08-01 2001-08-01 半導体製造システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003045472A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010035691A1 (ja) 2008-09-24 2010-04-01 住友電気工業株式会社 電気化学反応装置、その製造方法、ガス分解素子、アンモニア分解素子および発電装置
JP2010172828A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Sumitomo Electric Ind Ltd ガス分解装置
CN102933294A (zh) * 2010-06-07 2013-02-13 住友电气工业株式会社 气体分解组件
US9136552B2 (en) 2010-06-07 2015-09-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Gas decomposition component, ammonia decomposition component, power generation apparatus, electrochemical reaction apparatus, and method for producing gas decomposition component
US9132384B2 (en) 2010-11-02 2015-09-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Gas decomposition component, power generation apparatus, and method for decomposing gas
US9325024B2 (en) 2010-12-01 2016-04-26 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Gas decomposition component, method for producing gas decomposition component, and power generation apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010035691A1 (ja) 2008-09-24 2010-04-01 住友電気工業株式会社 電気化学反応装置、その製造方法、ガス分解素子、アンモニア分解素子および発電装置
JP2010172828A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Sumitomo Electric Ind Ltd ガス分解装置
CN102933294A (zh) * 2010-06-07 2013-02-13 住友电气工业株式会社 气体分解组件
US8865367B2 (en) 2010-06-07 2014-10-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Gas decomposition component
US9136552B2 (en) 2010-06-07 2015-09-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Gas decomposition component, ammonia decomposition component, power generation apparatus, electrochemical reaction apparatus, and method for producing gas decomposition component
US9132384B2 (en) 2010-11-02 2015-09-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Gas decomposition component, power generation apparatus, and method for decomposing gas
US9325024B2 (en) 2010-12-01 2016-04-26 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Gas decomposition component, method for producing gas decomposition component, and power generation apparatus
US9455464B2 (en) 2010-12-01 2016-09-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Power generation apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2423176C2 (ru) Способ получения обогащенного водородом топлива посредством разложения метана на катализаторе при микроволновом воздействии
CN1917932B (zh) 包含氟化合物的气流的处理方法和装置
KR100637884B1 (ko) 플루오르 함유 화합물을 함유하는 배기가스의 처리방법 및장치
EP1061040A1 (en) Mass purification method of carbon nanotubes
KR20090118940A (ko) 마이크로파 보조 촉매 상 메탄 플라즈마 분해를 이용한 수소 농후 연료의 제조 방법 및 시스템
JP2007294642A (ja) シリコンのエッチング方法
JP2004210591A (ja) 水素ガス発生装置及び水素ガス発生方法
TWI400354B (zh) 處理氣流的方法
JP3848128B2 (ja) 廃ガスからフッ素を除去する方法
US9951418B2 (en) Method for preparing structured graphene on SiC substrate based on Cl2 reaction
JP2003530987A (ja) フッ素ガスを含む半導体製造排出物を削減するための装置および方法
KR20090005295A (ko) Pfc 및 hfc와 같은 불소화합물을 함유하는 배출물을 처리하는 방법
JP2003045472A (ja) 半導体製造システム
US20110110841A1 (en) Method and apparatus for producing ammonium carbonate from urea
KR102251369B1 (ko) 플라즈마 및 유전가열 촉매 기반의 유해가스 처리 시스템
JP2003190762A (ja) フッ化水素を含むフッ素ガスの生成装置
JP2000164559A (ja) シリコン系物質の選択エッチング方法および装置
KR20030004660A (ko) 암모니아/수소 혼합가스가 함유된 배가스 정화방법 및 그장치
KR20050075723A (ko) 불소 발생기로부터 수소를 처리하기 위한 방법 및 장치,및 이 장치를 포함하는 불소 발생기
US20040146442A1 (en) Method and apparatus for treating waste gas containing PFC and/or HFC
JP4122569B2 (ja) ガス処理装置
JP2010058009A (ja) 三フッ化窒素分解処理方法および三フッ化窒素分解処理装置
CN112993346A (zh) 一种甲醇重整装置中含甲醇尾气的处理方法及其装置
JP7511522B2 (ja) 燃料電池システムおよび排気ガス浄化方法
WO2004018080A1 (en) Utilisation of waste gas streams