Acondicionamiento y tratamiento del agua en la industria electrónica y de semiconductores
Las fábricas modernas de semiconductores consumen millones de litros de agua al día, pero la calidad que exige la fabricación de circuitos integrados es una de las más estrictas de cualquier industria.Desde la lógica de 3 nm hasta la electrónica de potencia, incluso las trazas de iones, materia orgánica o partículas pueden arruinar el rendimiento y corroer herramientas multimillonarias.Por ello, las fábricas invierten en trenes de depuración multicapa que convierten el agua municipal en agua ultrapura (UPW), la distribuyen por circuitos inoxidables de alto grado de pulido, recuperan los enjuagues usados y neutralizan los flujos de residuos complejos antes de su vertido.Desde el punto de vista normativo, los permisos de vertido cada vez más estrictos y los objetivos corporativos en materia de ESG están empujando a las plantas hacia estrategias de vertido casi líquido cero (ZLD), reciclaje en circuito cerrado y control en tiempo real de sílice, TOC, amoníaco y metales pesados.Con la previsión de que la demanda de chips se duplique para 2030, las soluciones escalables y energéticamente eficientes para el agua son ahora tan estratégicas como los steppers litográficos o las máscaras EUV, lo que convierte el tratamiento del agua en un pilar integral de la producción competitiva y sostenible de semiconductores.
Procesos clave que requieren el acondicionamiento del agua
Producción de agua ultrapura (UPW)
UPW es la columna vertebral de cada fábrica, producida mediante ósmosis inversa multietapa, EDI, oxidación UV-TOC, filtración submicrónica y desgasificación para lograr una resistividad > 18,2 MΩ-cm, TOC < 1 ppb y SiO₂ < 0,1 ppb. El pulido constante y las tuberías de distribución no metálicas evitan la recontaminación.
Fotolitografía Aclarado y revelado
Tras la exposición fotorresistente y el revelado, las obleas se someten a múltiples lavados con agua desionizada para eliminar los productos químicos residuales.La sílice disuelta, las partículas o los metales pueden provocar el colapso del patrón o la formación de puentes, por lo que los ultrafiltros UPW de bajo contenido en sílice y los ultrafiltros de punto de uso son esenciales.
Planarización químico-mecánica (CMP)
Los lodos CMP son una mezcla de partículas abrasivas y oxidantes.Los pasos de pulido de alto flujo requieren agua acondicionada para la preparación de la lechada y una limpieza de gran volumen posterior a la CMP para eliminar la sílice coloidal y los metales; los bucles de recuperación pueden recuperar hasta el 70 % del agua de enjuague.
Baños de grabado húmedo y limpieza
Los baños ácidos o alcalinos eliminan óxidos y contaminantes.El agua de reposición de los baños debe estar libre de iones para mantener la química del proceso, mientras que los baños gastados generan aguas residuales cargadas de fluoruros, nitratos y metales que necesitan un ajuste del pH, precipitación y filtración por membrana antes de su reutilización o vertido.
Humidificación en horno de difusión
Los hornos de oxidación de alta temperatura necesitan vapor ultrapuro o nitrógeno humidificado.Cualquier mineral disuelto precipita en forma de "nieve", creando microdefectos; por ello, el agua de alimentación se destila primero o se atomiza a partir de UPW.
Galvanoplastia y estampado de metales
Las células de revestimiento de cobre y metales preciosos utilizan agua de lavado acondicionada para controlar la fuerza iónica y minimizar el arrastre.La electrodiálisis de circuito cerrado o el intercambio iónico recuperan los iones Cu²⁺ y Au ³⁺, reduciendo los costes de productos químicos y cumpliendo los estrictos límites de vertido.
Torres de refrigeración y HVAC
Los enfriadores de procesos y la climatización de salas blancas dependen del agua blanda de circuito cerrado para evitar la formación de incrustaciones en los intercambiadores de calor.La filtración lateral, la dosificación de fosfato de zinc y el dióxido de cloro controlan la bioincrustación sin liberar cloruros corrosivos en el entorno de la fábrica.
Tratamiento de aguas residuales
Los residuos industriales mezclados combinan ácidos de alta resistencia, disolventes, lodos y flujos ricos en HF.Los trenes de tratamiento típicos incluyen ecualización, precipitación de fluoruros, oxidación avanzada, eliminación biológica de TOC, biorreactores de membrana y ósmosis inversa secundaria, que a menudo devuelven más del 80% del efluente al tanque de alimentación de UPW.