Projektleiter

Prof. Dr. Mario Schmidt

Projektdauer

01.08.2006 - 30.06.2009

Mittelgeber

BMBF - Forschung für den Klimaschutz und Schutz vor Klimawirkungen

Projektbeschreibung

Im Rahmen des Kyoto-Protokolls hat sich die Bundesregierung verpflichtet, die Emissionen der Treibhausgase CO₂, CH₄, N₂O, H-FKW, FKW und SF₆ bis zum Jahre 2012 um 21% gegenüber 1990 zu vermindern. Die Halbleiterindustrie ist von diesen politischen Vorgaben in besonderem Maße betroffen, da von ihr große Mengen an treibhausrelevanten Gasen wie Kohlendioxid (CO₂), Schwefelhexafluorid (SF₆) und Stickstofftrifluorid (NF₃) sowie solchen aus der Gruppe der (teil-)halogenierten Fluorkohlenwasserstoffe ((H-)FKW) freigesetzt werden. Der Beitrag der Halbleiterindustrie im Jahr 1997 durch die H-FKW, FKW, SF₆ und NF₃  betrug 0,577 Mio t CO₂-Äquivalente. 
Ausgehend von diesen Rahmenbedingungen beschäftigt sich dieses Projekt unter der Federführung der Firma M+W Zander mit neuen Technologien und Konzepten in der Halbleiter- und Solarzellenindustrie, die die Reduktion von Treibhausgasemissionen vorantreiben und energieeffiziente und effektive Lösungen für diese Branche darstellen.
Im Vordergrund stehen die Evaluation neuer Abgasbehandlungstechnologien in der Halbleiter- und Solarzellenproduktion und der Optimierung von Fabrikgesamtstrategien zur Verminderung von Treibhausgasemissionen.
Zu den optimierten Abluftbehandlungstechnologien zählt z.B. die Weiterentwicklung von elektrisch betriebenen atmosphärischen Plasmabrennern in Kombination mit Katalysatoren. Neben deren Nutzen für die Halbleiterindustrie werden die Ausdehnung der Einsatzbereiche dieser Verfahren auf Photovoltaik- und Flachbildschirm-Herstellungsanlagen mit großen Massenströmen an FKWs untersucht und mit Hilfe der sich ergebenden Minderungspotenziale bewertet.
Der Schwerpunkt des IAF liegt in der Erarbeitung von Reduktionspotenzialen der Treibhausgase anhand verschiedener Szenarien der technischen Anlagengestaltung und der Evaluation des typischen Gesamtpotenzials für die CO₂-Reduktion mit energiesparenden Maßnahmen im Bereich Lüftung/Klima, Bulkgase-, Reinstwassererzeugung und standortweite Energieintegration. Als Ergebnis soll ein Werkzeug zur Entscheidungsfindung im Fabrikplanungsprozess von Halbleiter- und Solarzellenanlagen entstehen, das auch den Anforderungen der Industrie nach einer effektiven und kostengünstigen Methode zur Bewertung der Umweltauswirkungen genügen.

Projekt Partner

M+W Zander FE GmbH, Stuttgart
Centrotherm Clean Solutions GmbH & Co. KG, Blaubeuren

Mitarbeiter

Dipl.-Ing. (FH) René Keil, Dipl.-Ing. Heidi Hottenroth

Veröffentlichungen

Schmidt, M.; Hottenroth, H.; Schottler, M.; Fetzer, G.; Schlüter, B. (2011): Life Cycle Assessment of Silicon Wafer Processing for Microelectronic Chips and Solar Cells. Int. J. Life Cyle Assess., akzeptiert

Hottenroth, H., Schottler, M., Schmidt, M. (2011): Minderung von Kohlenwasserstoffemissionen in der Solarzellenfertigung - Eine ökobilanzielle Betrachtung. Chem. Ing. Techn. 2011, DOI: 10.1002/cite.201100104

Schottler, M., Hottenroth, H., Schlüter, B. (2010): VOC-Minderung in der Solarzellenfertigung (PV-Industrie) - Eine Lebenszyklusbetrachtung. In: Emissionsminderung 2010 - Stand - Konzepte - Fortschritte. VDI-Tagungsband. Nürnberg, 08. und 09. Juni 2010. S. 201-210

Schottler, M., Hottenroth, H., Schlüter, B., Schmidt, M. (2010): VOC abatement in semiconductor and solar cell fabrication with respect to resource depletion. Chem. Eng. Technol. 2010, 33, No. 4, 552–558

Hottenroth, H., Schottler, M., Schmidt, M. (2009): Die Auswahl von Abgasreinigungstechnologien in der Solarzellenfertigung unter Klimaschutzgesichtspunkten. In: Mahammadzadeh, M., Biebeler, H., Bardt, H. (Hrsg.): Klimaschutz und Anpassung an die Klimafolgen – Strategien, Maßnahmen und Anwendungsbeispiele, Köln 2009, ISBN 3602148475, S. 75-81

Hottenroth, H. & Schottler, M. (2009): Behandlung von NMVOC-Abgasen in der Halbleiterbauelement- und Solarzellenfertigung - gesamtökologisch sinnvoll? In: Feifel, S., Walk, S., Wursthorn, S., Schebeck, L. (Hrsg.): Ökobilanzierung 2009 - Ansätze und Weiterentwicklungen zur Operationalisierung von Nachhaltigkeit. Universitätsverlag Karlsruhe. S. 97-104 [pdf-Download]

Schottler, M., Hottenroth, H., Schmidt, M. (2008): Reduction of Organic Solvents in Semiconductor Device Manufacturing by Oxidation - An Ecological Assessment. In: Reichl, H. et al. (Hrsg.): Electronics Goes Green 2008+. Proceedings. IRB Verlag. ISBN 381677668X. S. 959-960

Abschlussbericht als Download bei der TIB Hannover