| 研究概要 |
PFCやHFCは液晶や太陽光パネルなどに使われる半導体製造工程においてエッチングやチャンバークリーニングといった極めて重要なプロセスに用いられている一方で，温暖化係数が極めて高いので，排出削減に向けた処理が必要である。また，現状の処理技術では，PFCに含まれる貴重なフッ素資源をすべて廃棄している。本研究は，PFCガスを乾式で処理し，さらに，フッ素をフッ素原料となる高純度の蛍石に再生する乾式再資源化処理技術を考案し、開発した。
半導体製造におけるプラズマCVD装置では、シリコン系薄膜の堆積にSiH4を用い、クリーニングガスとしてNF3が多く用いられている。そこで，考案した処理システムでは，SiH4やNF3ガスを加熱分解してSiO2,SiF4,HFに転換し，その後、排出ガスを200℃以下まで冷却してテフロン製のフィルタによりSi系の微粉末を除去する。そして，HFとSiF4ガスをカルシウム系材料とナトリウム系材料により乾式で吸収除害し，リサイクル可能なフッ素化合物として回収する。
本研究では，まず、HFをCaCO3で吸収させて高純度のCaF2として回収するための気固反応条件を抽出した。CaCO3のHF破過特性を実験により取得し、未反応核形成モデルおよび固定床反応モデルを用いて気固反応速度を導出した。次に、CaCO3層から排出されるHFをNaHCO3層で吸収するためにNaHCO3のHF吸収特性を調べた。その結果，HFは，150℃においてはNaFとNaHF2として吸収され、NaHCO3１モルに対してHFは1モル以上を吸収できることを確認した。そして，NaHCO3とNaFの2種類の吸収剤について，SiF4の吸収容量を実験的に調べた。これらの成果により，CVD装置から排出されるフッ素系ガスからフッ素を乾式でリサイクル材料に転換するための，乾式処理システムの設計技術を開発した。
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