Кондиционирование и очистка воды в электронной и полупроводниковой промышленности
Современные полупроводниковые фабрики ежедневно потребляют миллионы литров воды, однако качество, требуемое при производстве интегральных микросхем, является одним из самых строгих в любой отрасли.От логики 3 нм до силовой электроники даже незначительные ионы, органика или частицы могут испортить производительность и привести к коррозии многомиллионных инструментов.Поэтому фабрики инвестируют в многоуровневые системы очистки, которые преобразуют городскую воду в сверхчистую (UPW), распределяют ее по высокополированным нержавеющим контурам, регенерируют отработанные ополаскиватели и нейтрализуют сложные потоки отходов перед сбросом.С точки зрения нормативно-правового регулирования, ужесточение разрешений на сброс и корпоративные цели ESG подталкивают заводы к стратегиям близким к нулевому сбросу жидкости (ZLD), замкнутому циклу рециркуляции и мониторингу кремния, TOC, аммиака и тяжелых металлов в режиме реального времени.Учитывая, что к 2030 году спрос на микросхемы удвоится, масштабируемые энергоэффективные решения в области водоснабжения становятся такими же стратегическими, как степперы для литографии или EUV-маски, что делает водоподготовку неотъемлемым элементом конкурентоспособного и устойчивого производства полупроводников.
Основные процессы, требующие кондиционирования воды
Производство сверхчистой воды (СЧВ)
UPW является основой каждой фабрики и производится путем многоступенчатого обратного осмоса, EDI, УФ-окисления, субмикронной фильтрации и дегазации для достижения удельного сопротивления > 18,2 MΩ-cm, TOC < 1 ppb и SiO₂ < 0,1 ppb. Постоянная полировка и неметаллические распределительные трубопроводы предотвращают повторное загрязнение.

Промывка и проявка для фотолитографии
После экспонирования фоторезиста и проявки пластины подвергаются многократному промыванию водой DI для удаления остатков химикатов.Любой растворенный кремнезем, частицы или металлы могут вызвать разрушение рисунка или перекрытие, поэтому ультрафильтры UPW с низким содержанием кремнезема и ультрафильтры точечного использования имеют большое значение.

Химико-механическая планаризация (ХМП)
Суспензии CMP представляют собой смесь абразивных частиц и окислителей.Для высокопоточной полировки требуется кондиционированная вода для подготовки шлама и большой объем очистки после CMP для промывки коллоидного кремнезема и металлов; контуры рекуперации могут восстанавливать до 70 % промывочной воды.

Ванны для влажного травления и очистки
Кислотные или щелочные ванны удаляют оксиды и загрязняющие вещества.Подпиточная вода для ванн должна быть свободной от ионов для поддержания химического состава процесса, в то время как отработанные ванны генерируют сточные воды, содержащие фтор, нитраты и металлы, которые нуждаются в регулировке рН, осаждении и мембранной фильтрации перед повторным использованием или сбросом.

Увлажнение в диффузионной печи
Высокотемпературные окислительные печи нуждаются в сверхчистом паре или увлажненном азоте.Любые растворенные минералы выпадают в осадок в виде "снега", создавая микродефекты; поэтому исходная вода сначала дистиллируется или распыляется из UPW.

Гальваника и нанесение рисунка на металл
В установках для нанесения покрытий на медь и драгоценные металлы используется кондиционированная промывочная вода для контроля ионной силы и минимизации вытягивания.Электродиализ или ионный обмен в замкнутом цикле восстанавливает ионы Cu ²⁺ и Au ³⁺, сокращая расходы на химикаты и соблюдая строгие ограничения на сброс.

Градирни и ОВК
Технологические охладители и системы отопления, вентиляции и кондиционирования чистых помещений полагаются на замкнутый цикл мягкой воды, чтобы избежать накипи на теплообменниках.Боковая фильтрация, дозирование цинк-фосфата и диоксид хлора борются с биообрастаниями, не выбрасывая коррозийные хлориды в среду лаборатории.

Очистка и регенерация сточных вод
Смешанные отходы фабрики сочетают в себе высокопрочные кислоты, растворители, шламы и потоки с высоким содержанием HF.Типичные схемы очистки включают выравнивание, осаждение фторидов, усовершенствованное окисление, биологическое удаление ТОС, мембранные биореакторы и вторичное обратное осмоление - часто >80 % стоков возвращается в питательный резервуар UPW.