概要

世界中の多くの半導体超純水（UPW、Ultrapure Water）システムは汚染物質を除去する際に、電気除塩（EDI、Electrodeionization）は不可欠な重要なプロセスステップである。EDI技術はイオン交換（IX，Ion Exchange）樹脂、イオン浸透膜と高電位を利用して、持続的に超純水中のイオン汚染物を除去し、同時にEDIモジュール中に使用可能な樹脂を再生成する。出水に対してリアルタイムのオンラインモニタリングを行い、超純水品質を確保し、エディ電圧を正確に制御し、工場の運営効率を最大限に高めることができる。エディモジュールに電圧を印加し、極性電界を発生させ、イオンを交換樹脂層とイオン浸透膜を通過させる。エディモジュールのイオン交換層では、樹脂がイオンを捕捉し、イオンを含まない超純水を生成し、同時に電位が持続的に利用可能な樹脂を再生成する。そのため、日常的な運用では大量の電力を消費する必要がある。

リアルタイムでのエディ出水監視

私たちはエディ性能を研究する時、正確なオンライン型プロセス監視機器を使用して、リアルタイムでエディパワーの異なる設定がエディ出水中のホウ素、シリコン、電気伝導率値に与える影響1を特徴づけた。研究により、高い電力設定はホウ素とシリコンをより効果的に除去できることが分かった。しかし、エディ電圧はイオン形態の溶存二酸化炭素の形成を促進するため、エディ電圧は超純水の純電気伝導率値を高める。

高すぎるエディ電力はエネルギーコストを増加させるほか、超純水品質を低下させる。そのため、エディシステムの最適な電力設定を決定することは、超純水品質の確保と工場運営コストの低減にとって極めて重要である。

全体的に、エディ出水品質は給水品質、樹脂効率、エディパワーに依存する。時間が経つにつれて、給水中の汚染物の含有量と樹脂効率は変化するため、エディパワーを最適に調整してこそ、プロセス性能と水質の安定を維持することができる。エディ電力設定を正確に制御するためには、エディの出水中の汚染物質を監視する必要があり、これは極めて重要であり、ユーザーがエネルギー消費と運営コストの面で最適な利益を実現するのを助けることができる。

本研究では、半導体プラントは重要な汚染物質の濃度と全体的な超純水品質を追跡するために、Sieversオンライン型超純水（UPW）ホウ素分析器を用いてエディ出水中の動的ホウ素濃度を継続的に監視した。モニタリングデータによると、エディパワーは水の純度と正の相関を示し、電圧が変化した後、汚染物質濃度が安定するまでに1週間以上かかる。半導体工場は汚染物質の除去効率を制御し、リアルタイムのオンラインモニタリングを通じてエディ電力を絶えず調整し、工場運営のエネルギー消費を最大限に削減した。

Sievers Boron Ultraオンライン型超純水（UPW）ホウ素分析器

Sievers Boron Ultraオンライン型超純水ホウ素分析器は現在の超純水品質管理の最も重要な基礎設備である。この分析器はリアルタイム検査機能を提供し、生産工場がイオン交換技術を積極的に管理し、イオン汚染事件を予防し、下流技術を保護し、製品の生産量を高めるのを支援する。この分析器は先進的な技術を採用し、ユーザーがより正確なプロセス決定を行うのを助け、最適な水質とプロセス効率を確保することができる。