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炭化ケイ素（SiC）および窒化ガリウム（GaN）半導体の製造工程から発生する排水は、主にエピタキシャル成長、エッチング、イオン注入、薄膜堆積、ウェーハ研磨・洗浄、およびクリーンルームのすすぎ工程に由来します。従来のシリコン半導体排水と比較して、第3世代半導体排水は組成がはるかに複雑であり、処理も著しく困難です。
典型的な汚染物質にはフッ素、高濃度の酸およびアルカリ、超微細な炭化ケイ素粒子、ガリウム化合物、窒化物、微量の重金属イオン、およびフォトレジスト残渣や剥離剤などの有機汚染物質が少量含まれており、これによりCOD濃度が変動します。
排水は、強酸性および強アルカリ性の水流が交互に現れ、フッ素濃度が高く、超微細な浮遊固形物を含み、かつ非常に腐食性が高いという特徴があります。安定したコロイド粒子は沈降速度が極めて遅く、配管の目詰まりや膜の閉塞リスクを高めます。さらに、広帯域ギャップ半導体の製造には超高純度の再生水が求められ、その水質基準は従来の産業排水処理と比べてはるかに厳格です。
SiCおよびGaN半導体の製造メーカーでは、排水処理においていくつかの課題が共通して見られます。
従来の沈降法では、超微細な炭化ケイ素（SiC）および窒化ガリウム（GaN）粒子を除去することが困難であり、スラッジの蓄積、設備の詰まり、膜の頻繁な目詰まり、高コストの生産停止が発生します。エッチング工程で発生する高フッ素濃度の廃水は、安定した処理が難しく、厳格化が進む環境放流基準への適合が困難です。
製造工程では、強酸性および強アルカリ性の廃水が交互に発生し、腐食性が極めて高いため、標準的な産業用設備ではなく、特殊な耐腐食性設備が必要となります。同時に、半導体メーカーは超純水の回収率に対して極めて高い要求を課しており、従来の処理技術では必要な水質を満たせないことが多く、結果として新鮮水の過剰消費と運転コストの増加を招いています。
さらに、現代の半導体製造工場（ファブ）では、設置スペースが限られており、生産ラインが急速に進化しているため、従来型の大規模処理設備を拡張またはアップグレードすることが困難です。このため、高精度な半導体製造に特化した、小型・モジュール式・完全カスタマイズ型の廃水処理システムへの需要が高まっています。
SiCおよびGaN製造から発生する廃水中に含まれる高濃度フッ素イオン、超微細粒子、腐食性といった特性に対応するため、以下の専用処理プロセスを採用しています。
分別集水 → 精密pH調整およびコロイド脱安定化 → 凝集・フッ素除去 → 精密ろ過 → 高度膜浄化 → 超純水再利用
酸性、アルカリ性、フッ素含有およびプロセス排水は、流量および水質の変動を最小限に抑えるため、それぞれ別々に集められ、均質化されます。精密なpH制御によりコロイド粒子が不安定化され、最適化された凝集・沈殿システムによって、懸濁物質および大部分のフッ素が効率的に除去されます。
活性炭吸着と精密ろ過により、微量の有機化合物および残留金属汚染物質を除去します。処理水はその後、超濾過（UF）装置を経て、目詰まり防止型逆浸透（RO）装置へと送られ、高度な脱塩が行われます。これにより、ウエハー洗浄など半導体製造工程で使用可能な高純度水が得られます。
主要な装置には以下が含まれます：
本ソリューションは、第3世代SiCおよびGaN半導体製造向けに特化して設計されており、業界が直面する3つの重要な課題——超微細粒子の除去、フッ素濃度制御、腐食耐性——を効果的に解決します。
処理水は、生産工程への再利用要件および環境放出基準の両方を常に満たします。また、敷地が限られた工場レイアウトや極めて腐食性の高い運転環境にも対応できるよう、非標準仕様の機器をカスタマイズ設計可能です。具体的には、強化耐腐食構造、詰まり防止型流路、および半導体工場に最適化されたモジュール式コンパクト設計を採用しています。
主要な電気制御システム、機械設備および水処理部品はすべて、国際的に認められたCE規格、UL規格およびISO規格に準拠して製造されており、ハイエンド半導体用途における安全性・信頼性・法規制適合性を確保しています。
このシステムは水質変動に対して優れた耐性を有しており、膜の目詰まりや保守頻度、運用停止時間を大幅に低減します。水の再利用率は95％を超えることが可能で、淡水使用量および総運用コストを大きく削減できます。
モジュール式で省スペースな設計により、柔軟な処理能力の拡張が可能であり、完全自動化されたスマート制御によって、連続的かつ高精度な半導体製造における安定した運転が確保されます。
当社は、SiCおよびGaN半導体ウェーハ製造施設向けの廃水処理システムを実績豊かに納入しており、その一例として、処理能力900 m³／日を有するワイドバンドギャップ半導体生産のベンチマーク工場があります。
本システムは信頼性高く運用されており、粒子の堆積を効果的に抑制し、フッ素の除去性能を安定化させ、半導体製造向け超純水の再利用要件を満たす再生水を一貫して供給しています。本プロジェクトは、工場出荷時受入試験（FAT）および環境適合性検査の両方を無事通過しました。
添付資料には以下が含まれます：
当社は、第3世代半導体メーカー向けに、現地調査・水質分析・カスタマイズされたプロセス設計・非標準設備の製造・据付・試運転・運用・保守サービス・システムアップグレード・消耗品の生涯供給までを含む、包括的なEPCトータルソリューションを提供しています。
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