Applikationen für Anlagen zur Abgasreinigung von DAS

Die Herstellung leistungsstarker Hightech-Produkte wie Mikrochips, Photovoltaik-Module, Flachbildschirme oder LEDs basiert auf hochkomplexen, mehrstufigen Produktionsverfahren. In einigen Teilschritten entstehen sensible Mengen Abgas, welche direkt am Ort des Entstehens (Point-of-Use) entsorgt werden müssen. 

CVD-Prozesse

Die Abkürzung CVD steht für chemische Gasphasenabscheidung („chemical vapour deposition“). Mit diesem Verfahren, das beispielsweise in der Halbleiterindustrie zum Einsatz kommt, wird auf der Oberfläche eines Substrats durch eine chemische Reaktion aus der Gasphase eine dünne Schicht erzeugt. So werden mittels CVD-Verfahren bei der Chipherstellung definierte Schichten aus diversen Metallen, Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder Polysilizium gefertigt. Dabei kommen gasförmige Substanzen zum Einsatz, die teilweise giftig, leicht entzündlich, explosiv oder klimaschädlich sind. Zu den typischen Gasen zählen hier Silan, Ammoniak, TEOS und Stickstofftrifluorid. Das neuste Produkt der DAS Environmental Expert GmbH speziell zur Reinigung von Abgasen aus CVD-Prozessen entstammt der STYRAX-Produktfamilie

MOCVD-Prozesse

Die metallorganische chemische Gasphasenabscheidung („metal-organic chemical vapor deposition“) setzt zur Herstellung dünner Schichten durch Abscheidung aus der Gasphase auf metallorganische Verbindungen. Dieser sogenannte Precursor wird in Form eines Gases in die Reaktionskammer geleitet, wo er mit anderen Substanzen reagiert und dabei auf dem aufgeheizten Substrat eine feste Schicht erzeugt. 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 leitfähige Oxide („transparent conducting oxides“) 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 durch bestimmte Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung erzeugt. Große Mengen der hier entstehenden Abgase können mittels Brenner/Wäscher-Technologie, bspw. durch Einsatz von UPTIMUM, direkt am Point-of-Use behandelt 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 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 Trockenätzverfahren, wie das Plasmaätzen, oder das reaktive Ionenätzen, als auch nasschemische Verfahren genutzt. Mittels Brenner/Wäscher-Technologie, bspw. aus der ESCAPE-Produktfamilie, können die daraus entstehenden Abgase (verschiedene Fluor-Verbindungen) sicher behandelt werden.

Epitaxie-Prozesse

Mit Hilfe der Epitaxie werden in der Halbleiterbranche auf einem Trägersubstrat gezielt und mit höchster Präzision kristalline Schichten erzeugt. Sie können beispielsweise sehr exakt dotiert werden, wie dies mit herkömmlichen Dotiermethoden nicht möglich wäre. Sie zeichnen sich zudem durch eine sehr hohe Reinheit aus. Erzeugt werden derartige Schichten mit speziellen Verfahren der chemischen oder physikalischen Gasphasenabscheidung sowie deren Mischformen oder aber mittels Flüssigphasenepitaxie. Zu den typischen Abgasen dieses Verfahrens zählen Wasserstoff, Dichlorsilan und Monogerman, welche mittels AQUABATE-Gaswäsche oder STYRAX-Brenner/Wäscher-Technologie behandelt werden können.

Trocknen

Wann immer der Wafer, eine dünne Siliziumscheibe, im Zuge seiner Bearbeitung mit einer Flüssigkeit benetzt worden ist, muss er im Anschluss daran getrocknet werden. Dabei dürfen keine Rückstände auf der Wafer-Oberfläche verbleiben, weil dies bei den nachfolgenden Prozessschritten Schäden verursachen würde. 

Dieser kritische Schritt verursacht in der Solarindustrie Terpineole, was durch Einsatz des elektrostatischen Kondensat-Abscheiders JUNIPER behandelt werden kann.

Wafer Cleaning

Bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen ist es nach bestimmten Bearbeitungsschritten erforderlich, die Wafer zu reinigen. Dies geschieht in sogenannten Nassbänken („wet benches“). Dabei kommen, je nach Verunreinigung, unterschiedliche Lösungen zum Einsatz, vom Reinwasser, über saure und alkalische Chemikalien, bis hin zu flüchtigen Lösungsmitteln. Anschließend werden die Wafer rückstandsfrei getrocknet. Wurde zur Reinigung von 200-Millimeter-Wafern noch die ganze Kassette getaucht, so nutzen Chiphersteller bei 300-Millimeter-Wafern das Single Wafer Cleaning. Dabei werden die Wafer einzeln in schnelle Drehung versetzt und dann mit den jeweiligen Reinigungsflüssigkeiten benetzt.

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

VOC - Flüchtige organische Verbindungen

Flüchtige organische Verbindungen („volatile organic compounds“) 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 und schädlich für die Umwelt.

Doch auch in den Unternehmen selbst können VOC-Emissionen große Schäden verursachen: Wenn flüchtige organische Verbindungen in Abluftsystemen kondensieren, können sie Rohrleitungen blockieren. Das Kondensat kann zudem an Leckstellen austreten, 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-Emissionen - Abluftreinigung

Viele Abgasreinigungsprozesse bedürfen im Nachgang einer Abluftreinigung zur Entstaubung. 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.

Stäube aus Abgasen sind winzige feste Teilchen, die aufgewirbelt in der Luft über eine längere Zeit schweben können. Als Feinstaub werden besonders feine Anteile des Schwebstaubes bezeichnet. Neben dem Schadstoffgehalt entscheidet besonders die Größe der Staubpartikel über eine eventuelle Gesundheitsgefährdung durch Staub in der Abluft.

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. 

 

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