Silicon wafer production on automated robotic arm

La fábrica de semiconductores ahorra agua, costos y evita el impacto ambiental mediante una mejor visibilidad del funcionamiento del agua de enfriamiento de procesos (PCW)

Antecedentes

Una gran fábrica de semiconductores con sede en EE. UU. estaba experimentando una variedad de desafíos operativos en sus circuitos de agua de enfriamiento de procesos (PCW), lo que impactó negativamente al sitio de varias maneras:

DESAFÍO

RESULTADO

IMPACTO

 

Fugas de agua no detectadas

  • Difícil mantener niveles correctos de tratamiento químico
  • Uso elevado de agua de reposición
  • Posible daño por corrosión a las herramientas del circuito de PCW
  • Riesgo potencial de formación de biofilm en superficies de intercambio de calor
  • Exceso del presupuesto de tratamiento
  • Uso excesivo de agua, altos costos de agua

 

Visibilidad insuficiente de las condiciones de PCW

  • Es difícil reunir suficiente información para justificar la acción
  • Capacidad limitada para vincular los problemas de PCW con otros asuntos críticos para la fábrica
  • Posibilidad de que problemas no resueltos perjudiquen el tiempo de actividad y la confiabilidad de la fábrica

 

Descarga de agua sin control

  • Descarga excesiva de azol
  • Preocupación de obras de tratamiento de propiedad pública (POTW) locales por afectación en sus operaciones


Los administradores de servicios públicos de la fábrica sospechaban varios de estos problemas, pero carecían de datos convincentes para diagnosticar y cuantificar el impacto de los problemas. Esto dificultó que la fábrica priorizara la resolución de problemas y las acciones correctivas.

 


Solución

La fábrica implementó un programa de tratamiento de Nalco Water para ayudar a administrar su sistema de PCW. Para gestionar la calidad del agua dentro de los circuitos de PCW, se introdujo un programa 3D TRASAR™ con las siguientes capacidades:

  • Marcador inerte para monitorear las pérdidas de agua, que son comunes en los sistemas de PCW
  • Medición de la corrosión en tiempo real para afirmar el rendimiento del control de la corrosión
  • Medición de pH y conductividad en tiempo real para detectar fugas en el proceso

Poco después del inicio, los datos del controlador 3D TRASAR revelaron, por primera vez, fugas de agua en los circuitos de PCW.

Con base en la tasa de descomposición del marcador inerte durante un período de tiempo específico y el volumen conocido de los circuitos, fue posible un cálculo preciso de la pérdida de agua. Antes de esto, la única indicación de pérdida de agua era la posición de la válvula de agua de reposición hacia los circuitos.

A continuación, el equipo de gestión de servicios públicos de la fábrica y los propietarios de herramientas recibieron recursos para identificar dónde se producían las fugas, de modo que los propietarios de las herramientas pudieran tomar las medidas correctivas adecuadas. Se adoptó el siguiente enfoque:

  1. Se agregó un marcador fluorescente especializado adicional a los bucles de PCW, que se midió a una longitud de onda diferente para distinguirlo de los químicos del tratamiento.
  2. Los propietarios de las herramientas recibieron bolígrafos fluorométricos para comprobar cada drenaje del piso. Esta prueba se diseñó para ser rápida, simple y confiable, lo que permite una detección rápida sin requerir conocimientos profundos por parte del operador.
  3. Si se detectaba un marcador, se notificaba al equipo de instalaciones y al propietario de la herramienta. En la mayoría de los casos, las fugas se resolvieron rápidamente. La detección del marcador en el drenaje de un grupo de herramientas permitió que grupos específicos fueran el foco de investigación adicional. Se revisaron los intercambiadores de calor asociados con ese grupo de herramientas, lo que incluye pruebas de presión y reemplazo del intercambiador cuando sea necesario.

El marcador inerte en esta aplicación se eligió por varias características específicas:

CARACTERÍSTICA DEL MARCADOR

BENEFICIO POR APLICACIÓN DE DETECCIÓN DE FUGAS

Funciones en un espectro diferente al utilizado en la química de tratamiento del circuito de PCW

Medición distinta sin interferir con el programa de tratamiento del circuito de PCW

La respuesta es independiente del pH y la temperatura

No se requieren condiciones especializadas para la medición; amplía la aplicabilidad

La respuesta se encuentra en una región de fondo muy baja del espectro

Brinda visibilidad en una región del espectro donde otras posibles interferencias serían raras

La respuesta es fuerte a baja concentración

Un poco ayuda mucho: la detección es una simple condición de sí o no

Rápido, preciso y fácil de usar

El lápiz marcador no requiere habilidades avanzadas del operador


Resultados

Este trabajo arrojó varias mejoras significativas para la fábrica:

La reducción de las fugas de agua de los circuitos de PCW ahorró aproximadamente 10.9 millones de galones de agua por año.

Los niveles de azol en el efluente de la fábrica se redujeron en un 64 %: una disminución de 7,260 lb. Esto alivió la preocupación de las obras de tratamiento de propiedad pública (POTW) locales con respecto a las concentraciones de azol entrantes.

El programa estabilizó la química dentro del sistema PCW de la fábrica, lo que redujo el riesgo de corrosión y la demanda de atención operativa práctica. Como resultado, los recursos laborales del personal y de los proveedores podrían reasignarse a tareas de mayor valor.

La combinación de la reducción del gasto en productos químicos y el costo operativo de UPW generó ahorros netos de más de $674,000 por año. Esta iniciativa de equipo también brindó a la fábrica un marco interno para mantener los logros en el futuro.

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eROI by Ecolab logo

Ahorro anual

  • Water eROI icon

    Agua
    10.9 millones de galones*

    (41.3 millones de litros al año

  • eROI Cost icon

    Costo
    USD $674,000*

    al año

  • eROI Greenhouse gas emissions Icon

    Responsabilidad ambiental

    64% al año*

    Descarga reducida de azol 

  • Valor total ofrecido:
    USD $674,000 al año

*Datos suministrados por el cliente

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