Halbleiter und Elektronik

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Eine beleuchtete Ansicht eines Halbleiterchips über einer Verbindungsplatine.

Zuverlässige Ergebnisse bei der Überwachung und Analyse der Reinstwasserqualität

Halbleiter- und Chip-Produktionsanlagen müssen für die Produktion von beispielsweise Mikrochips, LEDs, Smartphones, Flachbildschirmen, Siliziumwafern etc. Wasser von höchster Qualität (sogenanntes Reinstwasser) verwenden.

Reinstwasser (auch als hochreines Wasser bekannt) ist frei von Verunreinigungen wie Mikroorganismen, Mineralien und Bakterien. Es wird unter strengen Vorgaben und Richtlinien gewonnen.

Hoher Wasserverbrauch = hohe Kosten, Probleme mit Wasserknappheit

In einer großen Produktionsanlage können jeden Tag mehr als 38 Millionen Liter Reinstwasser für unterschiedlichste Anwendungen hergestellt werden.

Weitere Herausforderungen bei diesem hohen Wasserverbrauch sind:

Wassereinsparung, Recycling und Wiederverwendung von Wasser
Qualitätsmängel durch Verschmutzung des Spülsystems
Reduzierung von Chemikalien
Einsparungen bei Energie- und Betriebskosten
Entfernung von Kontaminanten (im Zusammenhang mit toxischen Materialien und Chemikalien im Abwasser)
Einhaltung von Compliance-Vorschriften – insbesondere im Hinblick auf TOC und Kieselsäure

Zuverlässigkeit von Anfang bis Ende mit Hach

Hach ist Ihr zuverlässiger Wasserpartner. Mit unseren Online- und Laborlösungen sowie Prozesssteuerung in Echtzeit unterstützen wir Sie dabei, hohe Qualitätsstandards für Reinstwasser zu gewährleisten. Dies ist erforderlich, um die Auslastung der Anlagen zu optimieren, die Effektivität Ihres Wasserkreislaufs zu maximieren, die Betriebseffizienz zu steigern, Ausfallzeiten von Geräten zu reduzieren und vieles mehr.

Ausführliche Informationen finden Sie in der englischen Broschüre "Hach's Semiconductor Quick Reference Guide" und "Solutions for Elektronics and Semiconductor Water Application"

Von Rohwasser über Abwasserüberwachung und -analyse bis hin zu Reinstwasser – Sie können sich auf Hach verlassen.

Überblick über den Fertigungsprozess von Halbleitern

Fertigungseinheit für elektronische Komponenten: Hauptkomponenten in Reinstwasser- und industriellen Abwasseraufbereitungssystemen

Leitungswasser
Reinstwassergewinnung
Recyclingsystem
Reinstwasserkreislauf
Spülwasser
Chemisch mechanisches Polieren
Produktion
Abwasseraufbereitung
Ablauf
Organisches industrielles Abwasser
Vorbehandeltes aufbereitetes Wasser

Prozessflussdiagramm

Vorbehandlung

Rohwassertank

Medienfilter MMF ACF

Deionisierung (optional)

Umkehrosmose (Doppelpass, allgemein)

Make-up-Gasanlage

Primär

Ionenaustausch

UV-Aufbereitung (185 nm)

Entgasung (optional)

Permeattank

Reinstwassertank (Ozonisierung optional)

UV-Behandlung (185 nm)

Bornitrid (hexagonal), h-BN

Entgasen (Turm oder Membran)

Filteranlage

Produktion

Endständige Filter

Endfilter

Mischbettfilter

Flussdiagramm für die Produktion

Reinstwasserverbrauch bei der Halbleiterproduktion

	Siliziumverdünnung* (Rückseitenschleifen)	SiO ₂ Schichtbildung	Fotolithografie* (Lithografie)	Ätzen*

	Stripping*	Stabilisierung des Stromflusses	Galvanisieren*	*Schaltplanschlüssel* * Reinstwasserverbrauch und Abwassererzeugung

Symbollegende

Reduzierung
des
Frischwasserverbrauchs
Reduzierung
des
Abgabevolumens
Reduzierung
des
Stromverbrauchs
Reduzierung
des
Kraftstoffverbrauchs
Senkung
der
Betriebskosten
Steigerung
der
Produktivität
Geringeres Risiko einer Nichteinhaltung von Vorschriften

Empfohlene Halbleiter- und Elektronikanwendungen

Zulauf/Rohwasser

Alles beginnt an der Quelle. Die Konsistenz und Reinheit des zulaufenden bzw. des Rohwassers beeinflusst die Qualität des im Halbleiterproduktionsprozess verwendeten Wassers erheblich. Da strenge Standards und Richtlinien eingehalten werden müssen, ist es unerlässlich, dass die Produktionsanlagen von Anfang an über die richtigen Wasseranalysesysteme, -geräte und -technologien verfügen, um die Vorschriften und Produktionszeiten einzuhalten.

Durch den Einsatz präziser Geräte mit Echtzeitanalyse zur Überwachung von Qualitätsveränderungen des zulaufenden Wassers, der Filterwirkung und der mikrobiellen Aktivität bleiben Sie bei potenziellen Herausforderungen auf dem Laufenden und können ein zuverlässiges System zur Minimierung der Kosten einrichten.

Reduzierung des Frischwasserverbrauchs

Empfohlene Parameter zur Überwachung:

Die Lösungen von Hach

pHD sc: Digitaler pH-Sensor – allgemeine Anwendungen

BioTector B7000i – Online-Analysator für TOC

BioTector B3500c TOC-Analysator

SC1000 Controller Sondenmodul für bis zu 4 Sensoren

3700 Digitaler induktiver Leitfähigkeitssensor

B7000 BioTector TOC/TN/TP-Analysator

SC1000 Controller Anzeigemodul

3400 Digitale Kontaktleitfähigkeitssensoren

8310 Leitfähigkeitssensor

SC4500 Controller mit Prognosys und LAN + mA-Ausgang

BioTector B3500ul TOC-Analysator

3798-S sc Digitaler induktiver Leitfähigkeitssensor

Ein Gebirgsfluss, der eine Zufluss-Wasserquelle darstellt.

Produktions-/Prozesssteuerung

Bei der Produktion von Mikrochips wird zunächst monokristallines Silizium hergestellt, das anschließend zur Fertigung von Scheiben oder Wafern verwendet wird. Ob bei einem der Spülprozesse oder beim Aufbringen der einzelnen Bauelemente auf einen Wafer – das wichtigste Merkmal jedes Produktionsschrittes ist die Reinheit.

Alle Prozesse finden präzise unter Ausschluss jeglicher Verunreinigung statt. In Reinräumen müssen luftgetragene Partikel und Spülmedien streng überwacht werden. Dabei müssen die Spülmedien besonders rein sein. Um die Qualität des Reinstwassers sicherzustellen, ist eine äußerst präzise Wasseranalytik von sehr geringen Konzentrationen wichtig.

Senkung der Betriebskosten
Steigerung der Produktivität

Empfohlene Parameter zur Überwachung:

Reinstwasserleitfähigkeit in Kombination mit Leitfähigkeits-Zertifizierungssystem (Purecal) von Hach
Extrem geringe Trübung
Extrem geringer Chlorgehalt
Kieselsäure
Natrium
Gelöster Sauerstoff (DO)
Gelöster Wasserstoff
Gelöstes Kohlendioxid
ATP

Die Lösungen von Hach

LDO sc – Sonde für gelösten Sauerstoff

Solitax sc Sensor – Trübung + Feststoffe

SC1000 Controller Sondenmodul für bis zu 4 Sensoren

Lasertrübungsmessgerät TU5300sc für niedrigen Messbereich

3700 Digitaler induktiver Leitfähigkeitssensor

Orbisphere 3100 Tragbarer Sauerstoffanalysator

Orbisphere K1100 LDO-Sensor

SC1000 Controller Anzeigemodul

TU5200 Labor-Lasertrübungsmessgerät

3400 Digitale Kontaktleitfähigkeitssensoren

SC4500 Controller mit Prognosys und LAN + mA-Ausgang

Orbisphere Wasserstoffsensor 312xx

3798-S sc Digitaler induktiver Leitfähigkeitssensor

Orbisphere 312xx Sensor

Eine Technikerin, die eine Platine in der Fertigungsanlage platziert.

Abwasseraufbereitung

Die Minimierung der Umweltbelastung in Kombination mit der Notwendigkeit sauberer Wasserquellen stellen für aktuelle und zukünftige Anlagen zahlreiche Herausforderungen dar. Das Abwasser-Management ist ein Prozess. Er beginnt mit Messungen im Labor, durchläuft dann die automatische Online-Prozesssteuerung und endet bei intelligenten Optimierungssystemen.

Von der chemischen Neutralisation bis zur Probenahme und Schlammaufbereitung kann eine gut sichtbare und effektive Überwachung dazu beitragen, Abfall und Betriebskosten bei der Aufbereitung zu reduzieren. Reagieren Sie in Echtzeit auf schwankende Parameter, während Sie gleichzeitig durch Implementierung eines kontinuierlichen, zuverlässigen und genauen Wasseranalysesystems die Effizienz maximieren und Verstöße gegen Vorgaben auf systemischer Ebene minimieren.

Reduzierung des Abgabevolumens

Empfohlene Parameter zur Überwachung:

Trübung
Feststoffe
pH
Fluorid
Aluminium
Phosphat
Kupfer
Eisen
Gesamter organischer Kohlenstoff (TOC)

Die Lösungen von Hach

pHD sc: Digitaler pH-Sensor – allgemeine Anwendungen

Phosphax sc Phosphat-Analysator

BioTector B7000i – Online-Analysator für TOC

Solitax sc Sensor – Trübung + Feststoffe

Analoger pH-Differentialsensor

BioTector B3500c TOC-Analysator

SC1000 Controller Sondenmodul für bis zu 4 Sensoren

Lasertrübungsmessgerät TU5300sc für niedrigen Messbereich

B7000 BioTector TOC/TN/TP-Analysator

SC1000 Controller Anzeigemodul

TU5200 Labor-Lasertrübungsmessgerät

Filtrax Probenfiltrations-Systeme

SC4500 Controller mit Prognosys und LAN + mA-Ausgang

BioTector B3500ul TOC-Analysator

EZ1031 Phosphat-Analysator (Vanadatgelb-Methode) PO₄-P

EZ1001 Aluminium-Analysator Al(III)

EZ3007 Fluorid-Analysator

Blick durch eine große Wasserleitung, die in ein Gewässer fließt.

QS-/QK-Labor

Die Steuerung von Fertigungsprozessen mit hohem Ausstoß kann aufgrund der übermäßigen Menge an Prozessdaten, Werkzeugen und Überwachungssystemen eine hohe Herausforderung darstellen. Die Vermeidung von nicht optimalen Prozessbedingungen, Störungen und menschlichen Fehlern ist für eine optimierte Qualitätskontrolle entscheidend. Wenn Sie Ihre QS-/QK-Laborprüfung mit Prozessmessungen in Echtzeit kombinieren, stellen Sie sicher, dass die Prozessgeräte validiert bleiben und innerhalb Ihres Toleranzfensters arbeiten.

Wenn Sie die für Ihre spezifischen Test-Anforderungen verfügbaren Methoden kennen, können Sie die richtigen Entscheidungen für Ihre Anlage und Ihr Endprodukt treffen. Schluss mit dem Rätselraten.

Geringeres Risiko einer Nichteinhaltung von Vorschriften

Empfohlene Parameter zur Überwachung:

Aluminium
Calcium
Chlorid
Farbe
Kupfer
Fluorid
Härte/ Alkalinität
Eisen
pH-Wert
Phosphat
Kieselsäure
Natrium
Gesamter organischer Kohlenstoff (TOC)
Trübung

Die Lösungen von Hach

SC1000 Controller Sondenmodul für bis zu 4 Sensoren

SC1000 Controller Anzeigemodul

SC4500 Controller mit Prognosys und LAN + mA-Ausgang

EZ1001 Aluminium-Analysator Al(III)

EZ3007 Fluorid-Analysator

Ein Techniker, der Schutzhandschuhe trägt, untersucht die Wassertrübung in einem Labor.

Wasserwiederverwendung

Die Reduzierung der Umweltbelastung ist ein wichtiger Grund, um die Wiederverwendung von Wasser zu optimieren. Die Wiederverwendung von Wasser, einschließlich wiedergewonnenem und wiederaufbereitetem Wasser, ist eine Methode, mit der Unternehmen ihre Nachhaltigkeitspraktiken verbessern und Wasserqualitätsstandards sichern können, indem sie die Abhängigkeit der Anlage von externen Wasserquellen verringern.

Da die Wasserknappheit weltweit ein ernsthaftes Problem darstellt, müssen die Auswirkungen des Wasserverbrauchs bei Produktionsprozessen betrachtet werden. Zudem müssen wir darüber nachdenken, wie wir in Zukunft die Wiederverwendung von Wasser optimieren und gleichzeitig Qualitätsprodukte sicherstellen können.

Die Rückgewinnung und Wiederverwendung von Abwasser aus einem Fertigungsprozess erfordert eine genau festgelegte Art und Weise der Behandlung. Durch die Überwachung von Parametern wie pH-Wert, TOC, BSB, CSB und TS von Anfang bis Ende können Betreiber von Aufbereitungsanlagen Entscheidungen auf objektiven Grundlagen treffen. Zudem bekommen sie das erforderliche Wissen, um die Wasserqualität kontinuierlich zu bewerten und die Effizienz des Wiederaufbereitungsprozesses zu verbessern.

Senkung der Betriebskosten

Empfohlene Parameter zur Überwachung:

Reinstwasserleitfähigkeit
Reinstwasser pH
Extrem geringe Trübung
Extrem geringer Chlorgehalt
Kieselsäure
ATP

Die Lösungen von Hach

pHD sc: Digitaler pH-Sensor – allgemeine Anwendungen

Solitax sc Sensor – Trübung + Feststoffe

Analoger pH-Differentialsensor

SC1000 Controller Sondenmodul für bis zu 4 Sensoren

Lasertrübungsmessgerät TU5300sc für niedrigen Messbereich

3700 Digitaler induktiver Leitfähigkeitssensor

SC1000 Controller Anzeigemodul

TU5200 Labor-Lasertrübungsmessgerät

3400 Digitale Kontaktleitfähigkeitssensoren

8310 Leitfähigkeitssensor

SC4500 Controller mit Prognosys und LAN + mA-Ausgang

3798-S sc Digitaler induktiver Leitfähigkeitssensor

Eine Reihe von Umkehrosmose-Membranen in einer Anlage.

Dampf und Energie

Die Überwachung ist von entscheidender Bedeutung. Unsachgemäßes Speisewasser, Verunreinigungen, eine Fehlfunktion des Kondensatorrohrs und überschüssige Luft sind nur einige der Fallstricke und Gefahren, die zu Verunreinigungen des Systems, Fehlfunktionen, langwierigen Reparaturen und hohen unerwarteten Kosten führen können.

Durch rechtzeitige und präzise Messungen können Sie Probleme (Korrosion, Eisenverschleppung, Verschmutzung usw.) schnell erkennen, welche die Produktion beeinträchtigen und die Lebensdauer Ihrer Geräte verkürzen könnten. Schutz vor mikrobiellem Wachstum in Kühltürmen, Korrosion an Rohrleitungen, Kondensatoren und Trocknern sowie potenziellen Leckagen in Wärmetauschern durch den Einsatz von kontinuierlichen, präzisen Überwachungs- und Messgeräten.