半导体工厂通过提高工艺冷却水(PCW)运行可视性,节省水和成本,降低环境影响
背景
美国一家大型半导体工厂的工艺冷却水(PCW)回路存在各种运行问题,这在几个方面对工厂产生了负面影响:
挑战 |
后果 |
影响力 |
隐藏的漏水点 |
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对PCW的状况缺乏可视性 |
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工艺水排放未加以控制 |
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晶圆厂的公用事业经理怀疑存在其中几个问题,但缺乏令人信服的数据来诊断和量化问题的影响。这使得晶圆厂很难确定故障排查和纠正措施的优先顺序。
解决方案
晶圆厂实施了纳尔科的处理方案,以帮助管理其PCW系统。为了管理PCW回路中的水质,工厂采用了一项3D TRASAR™方案,实现以下功能:
- 使用惰性示踪剂来监测PCW系统中常见的水损失
- 通过实时腐蚀测量来确认腐蚀控制效果
- 通过实时pH值和电导率测量来检测回路泄漏
启用之后,来自3D TRASAR控制器的数据很快就显示,PCW回路存在漏水。
根据惰性示踪剂在特定时间内的衰减率和已知的循环水体积,可以精确计算出失水量。在此之前,循环水损失的唯一迹象就是回路补水阀上的位置。
接下来,我们为晶圆厂的公用事业管理团队和工具拥有者都配备了资源,用以确定发生泄漏的具体位置,以便工具拥有者采取适当的纠正措施。采取的办法包括:
- 在PCW回路中额外加入专用荧光示踪剂,并以不同的波长进行测量,以区别于处理化学制剂。
- 为工具拥有者提供荧光笔,用于检查每个地漏。这项测试快速、简单、可靠,能够快速进行检测,无需操作者具备深层次的知识。
- 如果检测到示踪剂,则通知设施团队和工具拥有者。在大多数情况下,泄漏会迅速得到解决。一旦在某一工具组的地漏处检测到示踪剂,即可将该工具组作为进一步调查的重点。与该工具组相关的热交换器也将进行检查,包括压力测试,并在必要时更换热交换器。
本应用选择的惰性示踪剂具有几个特定特性:
示踪剂的特性 |
用于泄漏检测应用的优势 |
与PCW回路中的化学处理制剂具有不同的作用光谱 |
使用不同的测量方式,不会干扰PCW回路处理方案 |
反应与pH值及温度无关 |
不需要特殊的测量条件,具有广泛的适用性 |
反应位于非常低的光谱背景区域 |
光谱区域的其他潜在干扰很少,确保了可见性 |
低浓度时反应强烈 |
只需加入少量示踪剂:检测只需判断有/无 |
快速,准确,易于使用 |
示踪笔不需要高级操作技能 |
成果
这个项目为晶圆厂带来了几项重大改进:
通过减少PCW回路漏水,每年节省约10.9百万加仑水。
工厂废水中的唑含量减少了64%,相当于减少了7,260磅,从而缓解了当地公共污水处理厂(POTW)对进入的唑含量的担忧。
该方案使晶圆厂PCW系统内的化学制剂水平得以保持稳定,从而降低了腐蚀风险,减少手工操作干预。这样就可以将员工和供应商的劳动力资源重新分配到价值更高的任务上。
化学制剂支出和UPW运行成本降低,两者相结合,每年净节省超过674,000美元。这种团队合作也为晶圆厂提供了未来继续保持这一效益的内部框架。
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每年节省量
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水
10.9百万加仑*(每年41.3百万升)
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成本
674,000美元*每年
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环境责任
每年64%*唑排放减量
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创造的总价值:
每年674,000美元
*客户提供的数据