Sichere Entsorgung von Abgasen aus der Hightech-Fertigung

Die Herstellung von leistungsstarken Hightech-Produkten, wie Mikrochips, Photovoltaik-Module, Flachbildschirme oder Leuchtdioden, erfolgt in hochkomplexen, mehrstufigen Produktionsverfahren. Dabei entstehen in verschiedenen Teilschritten Abgase, die direkt am Ort des Entstehens (Point-of-Use) entsorgt werden müssen.

Zuverlässige Abgasreinigung am Point-of-Use

 

Unsere Anlagen sind so flexibel und individuell wie die Prozesse unserer Kunden. Derzeit bieten wir Ihnen im Bereich Abgasentsorgung Technologien aus vier Verfahrensgruppen: Die Kombination von Brenner und Abgaswäscher in einem Gerät ist eine Spezialität der DAS. Zu dieser Produktgruppe gehören die Anlagen der ESCAPE- sowie der STYRAX-Familie. Für Prozessabgase mit hohem Wasserstoffanteil können die Anlagen der LARCH-Produktfamilie eingesetzt werden. Mit den Gaswäschern der AQUABATE-Produktgruppe und den SALIX-Gaswäschern werden wasserlösliche Schadstoffe effizient aus Prozessabgasen ausgewaschen. Die Elektrostatischen Abscheider der

EDC-Produktlinie nutzen ein elektrisches Feld, um auch feinste Partikel aus Abgasen zu entfernen. Das gleiche Prinzip verwenden die Elektrostatischen Kondensat-Abscheider der Baureihe JUNIPER, um flüchtige organische Verbindungen (VOCs) aus dem Abluftstrom abzufangen. Wir setzen auf eine enge Zusammenarbeit mit unseren Kunden: Sie produzieren – und wir sorgen mit kostengünstigen Verfahren für eine sichere und zuverlässige Abgasreinigung. Und: Wenn Ihre Technologien sich verändern, entwickeln wir für Sie auch unsere Abgas-Entsorgungstechnik entsprechend weiter.

CVD/MOCVD

Die chemische Gasphasenabscheidung („chemical vapour deposition“ – CVD) wird genutzt, um auf der Oberfläche eines Substrats eine dünne Schicht zu erzeugen. Sie entsteht durch eine chemische Reaktion aus Schichtkomponenten, die zuvor gasförmig vorliegen. Wird als Ausgangsstoff eine metallorganische Verbindung eingesetzt, spricht man auch von metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung („metal-organic chemical vapor deposition“ – MOCVD).

Mit CVD-Verfahren werden beispielsweise in der Halbleiterindustrie definierte Schichten aus diversen Metallen, Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder Polysilizium gefertigt. Unter den Gasen, die dabei typischerweise zum Einsatz kommen, sind unter anderem Silan, Ammoniak, TEOS und Stickstofftrifluorid. Speziell zur Reinigung von Abgasen aus CVD-Prozessen bietet die DAS Environmental Expert GmbH die UPTIMUM– sowie STYRAX-Produktfamilie.

MOCVD-Verfahren werden unter anderem in der Halbleiterindustrie sowie zur Herstellung von Leuchtdioden (LED) verwendet, wo typischerweise Wasserstoff und Ammoniak behandelt werden müssen. Speziell zur Entsorgung großer Mengen dieser Prozessabgase hat die DAS Environmental Expert GmbH das Point-of-Use-System LARCH entwickelt.

TCO

Transparente elektrisch leitfähige Oxide („transparent conductive oxides“ – TCO) haben in den letzten Jahren große wirtschaftliche Bedeutung erlangt. Die lichtdurchlässigen, dünnen Schichten sind wichtige Bestandteile beispielsweise von Flachbildschirmen sowie von Dünnschicht-Solarmodulen. Sie werden durch thermisches Verdampfen oder aber mit bestimmten Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung erzeugt. Große Mengen der hier entstehenden Abgase können mittels Brenner/Wäscher-Technologie, beispielsweise durch Einsatz der UPTIMUM, direkt am Point-of-Use gereinigt werden.

Ätzen

Beim Ätzen („etching“) wird Material von einer Oberfläche mit Hilfe ätzender Substanzen abgetragen. Das Verfahren wird insbesondere in der Halbleiterindustrie und zur Herstellung mikromechanischer Bauteile (MEMS) verwendet, weil es sich durch eine sehr hohe Präzision auszeichnet. Strukturen, die nicht abgetragen werden sollen, werden vor dem chemischen Ätzen durch einen speziellen Photolack geschützt. In der Chip-Fertigung werden sowohl nasschemische Verfahren als auch Trockenätzverfahren genutzt, wie das Plasmaätzen oder das reaktive Ionenätzen. Die daraus entstehenden Abgase enthalten üblicherweise verschiedene Fluor-Verbindungen. Mittels Brenner/Wäscher-Technologie, in diesem Falle Anlagen aus der ESCAPE- oder der STYRAX-Produktfamilie, können sie effizient behandelt werden.

Epitaxie

Mit Hilfe der Epitaxie werden in der Halbleiterindustrie auf einem Trägersubstrat gezielt und mit höchster Präzision kristalline Schichten erzeugt. Sie zeichnen sich durch eine sehr hohe Reinheit aus und können zudem sehr exakt dotiert werden, wie dies mit herkömmlichen Dotiermethoden nicht möglich wäre. Hergestellt werden derartige Schichten mit speziellen Verfahren der chemischen oder physikalischen Gasphasenabscheidung sowie deren Mischformen oder aber mittels Flüssigphasenepitaxie. Die Abgase aus diesen Verfahren können beispielsweise Wasserstoff, Dichlorsilan und Monogerman enthalten. Für ihre Entsorgung bietet die DAS Environmental Expert GmbH je nach Inhaltsstoffen die Gaswäscher der AQUABATE-Produktfamilie oder aber die Brenner/Wäscher-Technologie der ESCAPE- sowie der STYRAX-Produktfamilie an.

Wafer Cleaning

Bei der Herstellung von Halbleiter-Chips ist es nach bestimmten Bearbeitungsschritten erforderlich, die Wafer zu reinigen. Dazu nutzen die Chiphersteller, insbesondere bei 300-Millimeter-Wafern, das Single Wafer Cleaning. Dabei werden die Wafer einzeln in schnelle Drehung versetzt und dann mit den jeweiligen Reinigungsflüssigkeiten benetzt.

Zum Einsatz kommen, je nach Verunreinigung, unterschiedliche Verfahren, bei denen beispielsweise saure oder alkalische Chemikalien eingesetzt werden, oder aber Lösungsmittel wie Aceton, Ethanol oder Isopropanol. Nach jedem Reinigungsschritt werden die Scheiben zudem in Reinstwasser gespült. Abschließend werden die Wafer rückstandsfrei getrocknet.

In der Abluft sind Reste der Reinigungsmittel enthalten – entweder in der Gasphase oder aber in Form von Tröpfchen. Die DAS Environmental Expert GmbH stellt mit dem Gaswäscher SALIX eine Anlage zur Verfügung, mit der die verunreinigte Abluft abgesaugt und aufgereinigt werden kann.

VOC

Flüchtige organische Verbindungen („volatile organic compounds“ – VOC) werden kohlenstoffhaltige Verbindungen genannt, die leicht verdampfen. Das führt dazu, dass sie teilweise schon bei Zimmertemperatur gasförmig vorliegen. Derartige Substanzen werden sowohl in der Halbleiter- als auch in der Solarbranche als Hilfsstoffe eingesetzt. Sie riechen oftmals unangenehm und sind zudem häufig giftig oder umweltschädlich.

Doch auch in den Unternehmen selbst können VOC-Emissionen große Schäden verursachen: Wenn flüchtige organische Verbindungen in Abluftsystemen kondensieren, dann kann das Kondensat an Leckstellen austreten und die Gesundheit der Mitarbeiter gefährden oder aber unkontrolliert in Produktionsanlagen zurückfließen und Brände auslösen. Um eine solche Gefährdung zu vermeiden und diese Kohlenwasserstoffe zuverlässig aus der Abluft von Produktionsanlagen zu entfernen, hat die DAS Environmental Expert GmbH das System JUNIPER entwickelt.

Feinstaub

Viele Abgasreinigungsprozesse bedürfen im Nachgang einer Entstaubung. Stäube aus Abgasen sind winzige feste Teilchen, die aufgewirbelt in der Luft über eine längere Zeit schweben können. Partikel mit einem Durchmesser größer als zehn Mikrometer gelten als Grobstaub, der durch die Nasenhärchen und durch die Schleimhäute des Nasen-Rachenraums abgefangen wird. Der sogenannte inhalierbare Feinstaub hingegen kann über die Luftröhre und die Bronchien bis tief in die Lunge gelangen.

Als Feinstaub wird üblicherweise Staub mit einer Partikelgröße kleiner zehn Mikrometer („PM10“) bezeichnet. Feinststaub wird die Staubfraktion kleiner 2,5 Mikrometer genannt; ultrafeine Partikel haben eine Partikelgröße kleiner 0,1 Mikrometer. Feinstäube sind schwer zu behandeln, da die winzigen Partikel mit der Abluft durch den Gaswäscher oder Abscheider gelangen, ohne in der Waschflüssigkeit gefangen zu werden

Eigens für solche Stäube hat die DAS Environmental Expert GmbH die Produktlinie der elektrostatischen Staubabscheider EDC entwickelt, welche in der Halbleiter-, Solar- und Flachbildschirm-Industrie zum Einsatz kommen. Bei der Produktion von Leuchtdioden garantieren sie ebenfalls die Einhaltung der Umweltvorschriften, insbesondere auch bezüglich Arsen, wo sie für die Einhaltung der gesetzlich vorgegebenen extrem niedrigen Emissionsgrenzen sorgen.