サムスン電子の半導体ラインに、工程ガスの大容量一体処理施設「RCS」が設置された様子。/サムスン電子

サムスン電子が半導体のエッチング工程に用いられる三フッ化メタン(CHF₃)を代替する新ガスの開発に成功した。三フッ化メタンより温室効果ガス排出量が低く、工程での使用に適した代替ガスを通じて「カーボンニュートラル」目標の達成を加速する狙いだ。

23日、業界によるとサムスン電子DS部門は日本のガス生産企業ダイキンと協業して開発した「G2」を最近公開した。両社は東京で17日から19日まで開催された半導体装置展示会「セミコンジャパン2025(SEMICON Japan 2025)」に出席し、代替ガスであるG2を適用した半導体工程などを紹介した。

三フッ化メタンは半導体ウエハー表面の不要部分を化学的に削り、所望の回路パターンを形成する「エッチング」工程に使用される。半導体製造の必須素材だが、問題は温室効果ガスの排出量が多い点にある。気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第6次評価報告書(AR6)の基準によると、三フッ化メタンの地球温暖化係数(GWP)は1万1700に達する。これは二酸化炭素(CO₂)より地球温暖化に与える影響が1万1700倍高いことを意味する。G2は三フッ化メタンと比べてGWPの数値が約90%低い。サムスン電子はG2を来年から本格的に工程に適用する計画だ。

半導体エッチング工程の説明資料。/サムスン電子

サムスン電子DS部門は今回のG2以外にも、温室効果ガス排出量が高い半導体エッチング工程ガスの代替材を開発してきた。GWP1万200のオクタフルオロシクロブタン(C₄F₈)の代替ガスであるG1は2018年から工程に導入された。GWP7380の四フッ化炭素(CF₄)の代替ガスであるG3は今年から工程に適用された。G3は四フッ化炭素に比べGWPが100%低い。

サムスン電子はこれらの代替ガスを開発するため、協力会社と多様な候補物質に対する評価・分析を進めた。▲素材メーカー評価 ▲装置メーカー評価 ▲サムスン電子研究所導入評価 ▲量産ライン評価などのプロセスを経て選別した代替ガスを工程に導入した。

サムスン電子DS部門が半導体エッチング工程の代替ガス開発に乗り出したのは、「スコープ1」を削減して環境・社会・ガバナンス(ESG)経営を強化するためである。スコープ1は企業が所有・統制・運営する資産などから発生する温室効果ガス排出量を意味する。サムスン電子のスコープ1排出量の約70%が工程ガスに由来する。

サムスン電子DS部門は2022年に新環境経営戦略を宣言し、2025年にはカーボンニュートラル(温室効果ガス純排出量ゼロ)を達成すると明らかにした。会社はこれに向け、代替ガス導入と併せて半導体業界で初めて工程ガス大容量統合処理施設「RCS」も開発した。昨年、1つの生産ラインにRCSを4台追加設置し、これまでに計52台が稼働している。サムスン電子側は「第3世代触媒を開発して現場に適用した結果、過フッ化炭素(PFCs)の処理効率が97%まで改善されたことを検証した」と伝えた。

サムスン電子は協力会社との多様な取り組みを通じて、温室効果ガス間接排出量(Scope 2)削減の活動も続ける方針だ。会社は公式ホームページのテックブログを通じて「開発した代替ガスを『自社ライン』で活用するにとどまらず、半導体業界にも開放している」とし「半導体工程ガスによる炭素排出量の削減にも寄与できるだろう」とした。

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