Neuer Recyclingprozess für Siliziumwafer von IBM
Halbleiter-Gigant IBM hat einen neuen Recyclingprozess für Halbleiterwaferscheiben vorgestellt, der in der firmeneigenen Produktionsstätte in Burlington, USA, entwickelt wurde und die jährlich rund drei Millionen von der Industrie verbrauchten Siliziumwaferscheiben einer neuen Verwertung zuführen soll.
Das Verfahren nutzt eine spezielle Technik zur Oberflächenstrukturentfernung, die es ermöglicht, verbrauchte Halbleiterscheiben zur Herstellung siliziumbasierter Solarzellen zu verwenden. Das neue Verfahren wurde bereits mit dem „2007 Most Valuable Pollution Prevention Award“ des US-NPPR (National Pollution Prevention Roundtable) ausgezeichnet.
Durch den neuen Recyclingprozess kann IBM Strukturen effektiver als bisher von der Waferoberfläche entfernen und die bereinigten Wafer entweder in der internen Fertigungskalibrierung als so genannte „Kontroll-Wafer“ einsetzen oder der Solarzellenindustrie anbieten, die dank stetig steigenden Bedarfs eine enorme Nachfrage an Siliziummaterial für Photovoltaikzellen in Sonnenkollektoren bedienen muss. IBM plant, weitere Informationen zu diesem Verfahren an die Halbleiterindustrie weiterzugeben. Der Recyclingprozess wird aktuell in der Anlage in Burlington, Vermont, eingesetzt und gerade in East Fishkill, USA, in einer IBM Halbleiterfarbrik implementiert.
IBM und die anderen Branchenunternehmen nutzen die in der Herstellung äußerst energieintensiven Siliziumwafer sowohl als Basis für die Herstellung mikroelektronischer Produkte, angefangen bei Mobiltelefonen bis hin zu Computern und Verbraucherelektronik, als auch zur Überwachung der zahlreichen Produktionsschritte im Fertigungsprozess. Nach Angaben der Halbleiterindustrie werden pro Tag branchenweit 250.000 Waferscheiben verwendet. IBM schätzt, dass bis zu 3,3 Prozent dieser Scheiben Ausschuss werden. Im Laufe eines Jahres ergeben sich so knapp drei Millionen aussortierte Scheiben. Da die Scheiben auf ihrer Oberfläche Geistiges Eigentum tragen, kann ein Großteil davon nicht an firmenfremde Händler weitergegeben werden. Sie werden zerkleinert und in einer Deponie entsorgt oder eingeschmolzen und erneut verkauft.
Der neue Recyclingprozess wandelt aussortierte Produktscheiben in Kontroll-Wafer um und spart insgesamt 90 Prozent an Energie, da IBM nicht mehr die übliche Menge an neuen Scheiben kaufen muss, um die Fertigungsnachfrage zu bedienen. Sobald die Überwachungsscheiben dann ihre maximale Lebensdauer erreicht haben, werden sie an die Solarindustrie verkauft. Je nachdem wie die einzelnen Solarzellenhersteller die aussortierten Scheiben verwenden, können zwischen 30 und 90 Prozent der Energie im Vergleich zu neuem Siliziummaterial gespart werden. Die geschätzten Energieeinsparungen führen zu einer ganzheitlichen Verringerung des CO²-Footprints in der Halbleiter- und der Solarindustrie (die gesamte Menge an Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen, die während eines vollständigen Produktlebenszyklusses entstehen, und zwar sowohl in der Halbleiter- als auch in der Solarindustrie).
Das Programm hat zu einer Reduzierung der Kosten für Kontroll-Wafer geführt und die Effizienz des Wafer-Recyclingprogramms von IBM erhöht. Am IBM-Standort in Burlington konnten 2006 mehr als eine halbe Million US-Dollar eingespart werden. Die Prognose für 2007 beläuft sich auf knapp 1,5 Millionen US-Dollar und die einmaligen Einsparungen für wiederverwertete Lagerbestände an Scheiben werden mit mehr als 1,5 Millionen US-Dollar beziffert.