Polovodiče a elektronika

 Tisknout

Pohled na osvětlený polovodičový čip, který se nachází nad propojenou deskou s plošnými spoji

Mějte vždy jistotu při monitorování a analýze kvality ultračisté vody

Závody na výrobu polovodičů a čipů musí používat vodu nejvyšší kvality (označovaná jako ultračistá voda nebo UPW) k výrobě veškerých produktů od mikročipů, přes LED diody, chytré telefony, po ploché monitory a křemíkové wafery a další.

Ultračistá voda (známá také jako vysoce čištěná voda nebo HPW), je voda, která neobsahuje nečistoty a kontaminanty, jako jsou mikroby, minerály a bakterie. Vyrábí se podle přísných specifikací a norem.

Vysoká spotřeba vody = vysoké náklady a problémy s nedostatkem vody

Velký výrobní závod může denně snadno spotřebovat až 38 000 metrů krychlových ultračisté vody v procesech, jako leštění vodou (polishing), oplach, řezání waferů na jednotlivé integrované obvody, broušení waferů a samozřejmě výroba ultračisté vody.

Tato vysoká spotřeba vody vede k dalším výzvám, ke kterým patří:

  • Ochrana vody, recyklace a opětovné použití vody
  • Vady kvality způsobené zanesením oplachovacích systémů
  • Chemická redukce
  • Úspory energie a provozních nákladů
  • Odstranění znečišťujících látek (v souvislosti s toxickými materiály a chemikáliemi ve vypouštěné odpadní vodě)
  • Dodržování předpisů – speciálně v případě celkového organického uhlíku (TOC) a oxidu křemičitého

Získejte jistotu od začátku až do konce se společností Hach

Vyberte si společnost Hach jako partnera v oblasti vody. Díky našim online a laboratorním řešením s řízením procesů v reálném čase vám můžeme pomoci zajistit vysoký standard ultračisté vody, optimalizovat využití součástí, maximalizovat efektivitu vašeho vodního cyklu, zvýšit provozní efektivitu, snížit odstávky zařízení a mnoho dalšího.

Na společnost Hach se můžete spolehnout od zdroje vody, přes monitorování a analýzu odpadní vody až po ultračistou vodu.

Přehled výrobního procesu polovodičů

Závod pro výrobu elektronických součástek: hlavní složky v recyklačních systémech ultračisté vody a průmyslových odpadních vod

  1. Vodovodní síť

  2. Výroba ultračisté vody

  3. Recyklační systém

  4. Smyčka ultračisté vody

  5. Oplachová voda

  6. Chemicko-mechanická planarizace

  7. Výroba

  8. Čištění odpadní vody

  9. Vypouštění

  10. Organicky znečištěné průmyslové odpadní vody

  11. Předčištěná recyklovaná voda

Vývojový diagram procesu

Předúprava
Nádrž na surovou vodu Filtr s filtračními médií s aktivním uhlím Deionizace (volitelná) Reverzní osmóza (obvykle dvoustupňová) Zařízení pro napájecí vodu
Primární
Výměna iontů Ošetření UV zářením (185 nm) Odplyňovač (volitelný) Nádrž na permeát
Nádrž na ultračistou vodu (volitelná ozonizace) Ošetření UV zářením (185 nm) Hexagonální nitrid boritý, h-BN Odplynění (věž nebo membrána) Zařízení na dočištění
Výroba Filtry v místě použití Závěrečné filtry Dočišťovací zařízení mixed bed

Vývojový diagram výroby

Spotřeba ultračisté vody ve výrobním procesu polovodičů
Ztenčení křemíkového waferu*
(broušení)		 Tvorba vrstvy
SiO 2 		Fotolitografie*
(litografie)		 Leptání*
Stripování* Stabilizace proudu
elektronů		 Galvanické pokovování*

Legenda diagramu

* Spotřeba ultračisté vody a produkce odpadní vody

Legenda symbolů

  • Snížení
    spotřeby
    čerstvé
    vody

  • Snížení
    objemu
    vypouštěné
    vody

  • Snížení
    spotřeby
    elektrické
    energie

  • Snížení
    spotřeby
    pohonných
    hmot

  • Snížení
    provozních
    nákladů

  • Zvýšení
    produktivity

  • Snížení
    rizika
    nedodržení
    předpisů

Vybrané aplikace v elektronickém a polovodičovém průmyslu

Přitékající/surová voda

Vše začíná u zdroje. Konzistence a čistota vody na přítoku nebo surové vody výrazně ovlivňuje kvalitu vody používané v průběhu celého výrobního procesu polovodičů. Vzhledem k přísným normám a směrnicím, které je třeba dodržovat, je nezbytné, aby měly výrobní závody již od začátku zavedeny správné systémy, zařízení a technologie pro analýzu vody kvůli splnění předpisů a výrobní lhůty.

Využitím přesných přístrojů s analýzou v reálném čase pro monitorování změn kvality vody, účinnosti filtrů a mikrobiologické aktivity můžete předvídat potenciální problémy a vytvořit spolehlivý systém, který pomůže minimalizovat náklady.

Snížení spotřeby čerstvé vody

Doporučené parametry pro monitorování:

Prohlédněte si řešení společnosti Hach

pHD sc: digitální sonda pH – obecné účely

BioTector B7000i online analyzátor TOC

BioTector B3500c analyzátor TOC

SC1000 kontrolér – probe modul pro až 4 sondy

3700 digitální indukční senzor konduktivity

Hach BioTector B7000 analyzátor TOC/TN/TP

SC1000 kontrolér – displej modul

3400 digitální kontaktní sondy konduktivity

8310 sonda konduktivity

SC4500 kontrolér s Prognosys, výstupem LAN + mA

BioTector B3500ul analyzátor TOC

3798-S sc digitální indukční senzor konduktivity

Horský říční proud představující zdroj vstupní vody.

Kontrola výroby/procesů

Během výroby mikročipů je prvním krokem vytvoření substrátu monokrystalického křemíku, který se poté použije k vytváření disků nebo waferů. Ať už jde o oplachování nebo umístění jednotlivých součástí na disk nebo waferu, je nejdůležitějším faktorem v každé fázi výroby čistota.

Všechny procesy je potřeba vykonat přesně bez přítomnosti jakýchkoli nečistot. V čistých prostorech je nutné přesně monitorovat vzduchem přenášené částice a oplachovací prostředky, přičemž oplachovací prostředky musí být co nejčistší. Zajištění kvality ultračisté vody vyžaduje použití vysoce citlivých analýz vody v co nejnižších možných koncentracích.

  • Snížení provozních nákladů

  • Zvýšení produktivity

Doporučené parametry pro monitorování:

  • Konduktivita ultračisté vody v kombinaci s certifikačním systémem konduktivity společnosti Hach (Purecal)
  • Ultranízký zákal
  • Ultranízká koncentrace chloru
  • Oxid křemičitý
  • Sodík
  • Rozpuštěný kyslík (DO)
  • Rozpuštěný vodík
  • Rozpuštěný oxid uhličitý
  • ATP

Prohlédněte si řešení společnosti Hach

LDO sc sonda pro rozpuštěný kyslík

Solitax sc sonda pro zákal a nerozpuštěné látky

SC1000 kontrolér – probe modul pro až 4 sondy

TU5300sc laserový turbidimetr pro nízké hodnoty zákalu

3700 digitální indukční senzor konduktivity

Orbisphere 3100 přenosný analyzátor kyslíku

Orbisphere K1100 senzor LDO

SC1000 kontrolér – displej modul

TU5200 stolní laserový turbidimetr

3400 digitální kontaktní sondy konduktivity

SC4500 kontrolér s Prognosys, výstupem LAN + mA

Orbisphere 312xx senzor vodíku

3798-S sc digitální indukční senzor konduktivity

312xx senzor Orbisphere

Technička umísťující desku plošných spojů na výrobní montážní linku.

Čištění odpadních vod

Požadavky na minimalizaci dopadu na životní prostředí spolu s nutností zdrojů čisté vody představují pro současná i budoucí zařízení mnoho omezení. Řízení odpadních vod je proces, který se vyvíjí od laboratorního měření přes automatické řízení online procesu až po inteligentní optimalizační systémy.

Od chemické neutralizace až po odběr vzorků a zpracování kalu – kvalitní a efektivní monitorování zde může pomoci snížit provozní náklady odpad a čištění. Díky implementaci kontinuálního, spolehlivého a přesného systému na analýzu vody můžete reagovat na kolísající parametry v reálném čase a současně maximalizovat efektivitu a minimalizovat porušení limitů na systémové úrovni.

Snížení objemu vypouštěné vody

Doporučené parametry pro monitorování:

Prohlédněte si řešení společnosti Hach

pHD sc: digitální sonda pH – obecné účely

Phosphax sc analyzátor orthofosforečnanů

BioTector B7000i online analyzátor TOC

Solitax sc sonda pro zákal a nerozpuštěné látky

Analogový diferenciální pH senzor

BioTector B3500c analyzátor TOC

SC1000 kontrolér – probe modul pro až 4 sondy

TU5300sc laserový turbidimetr pro nízké hodnoty zákalu

Hach BioTector B7000 analyzátor TOC/TN/TP

SC1000 kontrolér – displej modul

TU5200 stolní laserový turbidimetr

Filtrax filtrační systémy na vzorky

SC4500 kontrolér s Prognosys, výstupem LAN + mA

BioTector B3500ul analyzátor TOC

EZ1031 analyzátor fosforečnanů PO₄-P (pomocí vanadičnanu, žlutá metoda)

EZ1001 analyzátor hliníku Al(III)

EZ3007 analyzátor fluoridů

Pohled do velkého vodovodního potrubí, ze kterého voda vytéká do vodního tělesa.

Laboratorní postupy QA/QC

Řízení velkoobjemových výrobních procesů může být náročné z důvodu velkého objemu procesních dat, nástrojů a monitorovacích systémů. Pro optimalizaci kontroly kvality je zásadní zabránit abnormálním podmínkám zpracování, poruchám a lidským chybám. Když zkombinujete laboratorní kontrolu QA/QC s měřeními procesů v reálném čase, zajistíte, aby procesní zařízení zůstalo validováno a v tolerančním pásmu.

Porozumění metodologiím, které jsou dostupné pro vaše konkrétní analytické požadavky, vám také pomůže dělat správná rozhodnutí týkající se vašeho provozu a konečného produktu. Nespoléhejte na odhady.

Snížení rizika nedodržení předpisů

Doporučené parametry pro monitorování:

Prohlédněte si řešení společnosti Hach

SC1000 kontrolér – probe modul pro až 4 sondy

SC1000 kontrolér – displej modul

SC4500 kontrolér s Prognosys, výstupem LAN + mA

EZ1001 analyzátor hliníku Al(III)

EZ3007 analyzátor fluoridů

Technik v ochranných rukavicích zkoumá v laboratoři zákal vody.

Opětovné použití vody

Hlavním důvodem pro optimalizaci opětovného použití vody je omezení dopadu na životní prostředí. Opětovné použití vody, včetně regenerované a recyklované, je jednou z metod, které mohou závody využít pro zlepšení udržitelnosti a dodržení norem pro kvalitu vody prostřednictvím omezení závislosti na externích zdrojích vody.

Protože nedostatek vody je závažným celosvětovým problémem, vzniká potřeba zabývat se dopadem spotřeby vody ve výrobním procesu a také zvážit způsoby, kterými bude možné v budoucnu opětovné použití vody optimalizovat při zachování kvality produktů.

Regenerace a opětovné použití odpadní vody z výrobních procesů bude vyžadovat nějakou formu její úpravy, ať již základní nebo náročnou. Díky monitorováním parametrů a sloučenin, jako je pH, TOC, BSK, CHSK a NL, od začátku do konce budou provozovatelé úpraven vody vybaveni pro přijímání informovanějších rozhodnutí a budou mít k dispozici znalosti, které potřebují ke kontinuálnímu hodnocení kvality vody a zvyšování účinnosti procesu opětovného použití.

Snížení provozních nákladů

Doporučené parametry pro monitorování:

  • Konduktivita ultračisté vody
  • pH ultračisté vody
  • Ultranízký zákal
  • Ultranízká koncentrace chloru
  • Oxid křemičitý
  • ATP

Prohlédněte si řešení společnosti Hach

pHD sc: digitální sonda pH – obecné účely

Solitax sc sonda pro zákal a nerozpuštěné látky

Analogový diferenciální pH senzor

SC1000 kontrolér – probe modul pro až 4 sondy

TU5300sc laserový turbidimetr pro nízké hodnoty zákalu

3700 digitální indukční senzor konduktivity

SC1000 kontrolér – displej modul

TU5200 stolní laserový turbidimetr

3400 digitální kontaktní sondy konduktivity

8310 sonda konduktivity

SC4500 kontrolér s Prognosys, výstupem LAN + mA

3798-S sc digitální indukční senzor konduktivity

Řada membrán pro reverzní osmózu ve výrobním závodu.

Pára a energetika

Monitorování má zásadní význam. Nevhodná napájecí voda, nečistoty, závada na potrubí kondenzátoru a nadměrné množství vzduchu jsou jen některé z nástrah/nebezpečí, které mohou vést ke znečištění systému, poruchám, zdlouhavým opravám a neočekávaným vysokým nákladům.

Díky včasnému a přesnému / správnému měření můžete rychle identifikovat problémy (koroze, přenos železa, znečištění atd.), které by mohly narušit výrobu a zkrátit životnost zařízení. Zajistěte ochranu před mikrobiálním nárůstem uvnitř chladicích věží, korozí potrubí, kondenzátorů a sušiček postupem času a potenciálním únikem ve výměnících tepla pomocí nástrojů pro kontinuální a přesné monitorování a analýzu.

  • Snížení spotřeby elektrické energie

  • Snížení spotřeby pohonných hmot

Doporučené parametry pro monitorování:

Prohlédněte si řešení společnosti Hach

pHD sc: digitální sonda pH – obecné účely

Amtax sc analyzátor amonných iontů

LDO sc sonda pro rozpuštěný kyslík

BioTector B7000i online analyzátor TOC

AN-ISE sc sonda pro amonné ionty a dusičnany

Analogový diferenciální pH senzor

BioTector B3500c analyzátor TOC

SC1000 kontrolér – probe modul pro až 4 sondy

3700 digitální indukční senzor konduktivity

Hach BioTector B7000 analyzátor TOC/TN/TP

SC1000 kontrolér – displej modul

3400 digitální kontaktní sondy konduktivity

8310 sonda konduktivity

SC4500 kontrolér s Prognosys, výstupem LAN + mA

BioTector B3500ul analyzátor TOC

3798-S sc digitální indukční senzor konduktivity

Pára stoupající z věže.