1. Източници на отпадъчни води, типични замърсители и характеристики на водата
Отпадните води от суспензия за химическо-механично полирване (CMP) са критични технологични отпадни води, получавани по време на производството на полупроводникови пластина. Те възникват предимно при химическо-механичното полирване (CMP), пост-CMP почистване на пластините, изхвърляне на използвана суспензия и почистване на подовете в чисти стаи.
В сравнение с обикновените промишлени отпадни води отпадните води от CMP суспензия имат силно специализирани характеристики. Основните замърсители са наночастици от кремнезем (SiO₂) и церий оксид (CeO₂), заедно със следови количества метални йони като мед (Cu) и алуминий (Al), диспергатори от полирваща суспензия, инхибитори на корозията бензотриазол (BTA) и остатъчни киселини и основи.
Отпадната вода се характеризира с изключително висока мътност и извънредно стабилни колоидни частици. Поради ултрафиния размер на частиците, суспендираните твърди вещества е трудно да се утаят и не могат да бъдат ефективно отделени чрез конвенционални технологии за пречистване. Въпреки че общото съдържание на химически кислороден потенциал (COD) е относително ниско, отпадната вода има висока вискозитет, значителен потенциал за образуване на накип и чести колебания в качеството на водата, което прави запушването на тръбопроводите и замърсяването на мембраните типични експлоатационни предизвикателства.
Освен това производството на полупроводникови устройства изисква ултрапочиста рециклирана вода, която отговаря на изключително строги спецификации за технологична вода, като изискванията към качеството на водата далеч надхвърлят тези при конвенционалното повторно използване на промишлени отпадни води.
2. Чести предизвикателства за клиентите
Пречистването на отпадни води от процеса за химическо-механично полирване (CMP) предлага няколко високо специализирани технически предизвикателства, уникални за производството на полупроводникови устройства.
Стабилните наномащабни колоиди на кремнезем са трудни за отстраняване чрез конвенционални процеси на утаяване, което води до натрупване на утайка, сериозно замърсяване на мембраните, чести подмяни на мембраните и непланувани спирания на системата, които директно влияят върху непрекъснатостта на производството на пластини.
Остатъчните химикали за полирене и следите от тежки метали могат да доведат до рискове за съответствие с екологичните изисквания, ако не бъдат напълно отстранени.
Тъй като производствените фабрики за полупроводникови устройства изискват възстановена вода с изключително висока чистота, конвенционалните системи за третиране на вода често не могат последователно да постигнат необходимото качество на водата, което води до ниски показатели за повторно използване на водата и повишени експлоатационни разходи.
Стандартизираното оборудване за третиране на отпадъчни води обикновено не е проектирано за високовискозните и ултрафините частици, характерни за отпадъчните води от CMP-суспензии, и предлага недостатъчна устойчивост към запушване и корозия.
Освен това производствените мощности на фабриките за полупроводници често се разширяват, докато конвенционалните системи за пречистване заемат значителна площ и предлагат ограничена гъвкавост при модернизация на мощностите. В резултат на това все по-наложително става използването на интегрирани и персонализирани решения за пречистване на отпадъчни води, специално проектирани за напреднало производство на полупроводници.
3. Процес на третиране и конфигурация на основното оборудване
За решаване на основните предизвикателства, свързани с отпадъчните води от химично-механично полиране (CMP) — включително стабилни колоиди, ултрафини частици и замърсяване на мембраните — използваме специализиран процес за пречистване, който включва:
Сепарирано събиране → Прецизно регулиране на качеството на водата и коагулация → Високо ефективно флокулиране и утаяване → Прецизно филтриране → Напреднало мембранно пречистване → Рециклиране на ултрапремината вода
Отпадъчните води от CMP се събират отделно и се изравняват, за да се осигури стабилност на условията за пречистване.
Точната корекция на pH разрушава колоидните частици, докато високоефективната коагулационна и флокулационна система бързо агрегира и утаява нанометровите абразивни частици.
След утаяването повечето суспендирано вещество и колоидни замърсители се отстраняват, преди водата да премине през прецизно филтриране и адсорбция с активен въглен, за елиминиране на остатъчните органични съединения и следи от метални примеси.
Накрая, система за ултрафилтрация (UF), комбинирана с антизамърсяваща обратноосмотична (RO) мембранна система, осигурява напреднала десолация и почистване, като произвежда рециклирана вода високо качество, подходяща за полирване и почистване на пластинки.
Основното оборудване включва:
- Интелигентни системи за корекция на pH и химическа обработка
- Реактори за високоефективна коагулация и флокулация
- Устройства за прецизно филтриране
- Мембранни филтрационни системи, устойчиви към замърсяване
- Системи за пречистване с активен въглен
- Пълноавтоматични системи за дозиране на химикали
- Системи за високоточен онлайн мониторинг на качеството на водата
4. Предимства на решението
Това решение е специално проектирано за отпадъчни води от полирани суспензии (CMP) в производството на полупроводникови устройства и ефективно преодолява най-трудните предизвикателства в отрасъла, включително затруднено разделяне на колоиди и тежко замърсяване на мембраните.
Собственият процес за пречистване ефективно отстранява ултрафини частици от кремний диоксид, следи от тежки метали и остатъчни органични замърсители, като постоянно произвежда рециклирана вода, отговаряща на стандартите за повторна употреба в технологичните процеси на полупроводниковите производства.
Предлагаме напълно персонализирани решения за оборудване, адаптирани към средата на чисти стаи за полупроводникови производствени линии, разположението на завода и характеристиките на отпадъчните води. Персонализираните протичащи канали, устойчиви към запушване, корпусите на оборудването, устойчиви към корозия, и прецизните филтрационни структури гарантират оптимална производителност при изискващите работни условия за отпадъчни води от процеса CMP.
Всички основни електрически системи за управление, механично оборудване и компоненти за третиране на вода са сертифицирани според стандарти CE, UL и ISO и отговарят на международните изисквания за безопасност за напреднали производствени обекти в Европа и Северна Америка.
Системата демонстрира отлична устойчивост към хидравлични и качествени колебания на водата, което значително намалява замърсяването на мембраните, честотата на поддръжка и простоите на оборудването.
Степента на рециклиране на водата надвишава 95 %, което значително намалява консумацията на прясна вода и експлоатационните разходи.
Модуларният интегриран дизайн минимизира необходимото монтажно пространство и в същото време позволява гъвкаво бъдещо разширение. Пълната автоматизация и интелигентната работа поддържат непрекъснатото производство с висока прецизност, изисквано от съвременните фабрики за производство на полупроводникови пластина.
5. Проектни препратки и подкрепяща документация
Успешно завършихме множество проекти за третиране на отпадъчни води от химична-механична полирка (CMP) за фабрики за производство на полупроводникови пластина.
Типичен проект е проектът за рециклиране на отпадъчни води от CMP процеса в полупроводников фабричен комплекс за 12-инчови пластини, с капацитет за третиране 1000 м³/ден.
Системата демонстрира дългосрочна стабилна работа и напълно решава проблемите, свързани с колоидно натрупване, замърсяване на мембраните и нестабилно качество на изходящата вода. Рециклираната вода постоянно отговаря на стандартите за ултрапреминаваща вода, приложими за повторна употреба в полупроводниковата промишленост, и успешно е изминала както инспекции за съответствие с екологичните изисквания, така и тестове за приемане от страна на фабриката.
Поддържащата документация включва:
- Патенти за собствен процес за третиране на отпадъчни води от CMP
- Сертификати CE, UL и ISO
- Доклади от независими високоточни анализи на качеството на водата
- Документация за завършване и приемане на проекта
- Референтни проекти в полупроводниковата индустрия
6. Обхват на услугите и процесът на сътрудничество
Предлагаме комплексни EPC ключово-решение предложения за третиране на отпадъчни води от CMP суспензии, включващи проучване на обекта, вземане на проби от отпадъчни води и техния анализ, индивидуално проектиране на технологичния процес, проектиране на нестандартно оборудване, производство на оборудване, инсталиране, пускане в експлоатация, експлоатация и поддръжка, модернизиране на системата и доставка на консумативи през целия жизнен цикъл.
Стандартен процес на сътрудничество
- Проучване на обекта и вземане на водни проби – провеждане на място проучване, събиране на проби от отпадъчни води и издаване на подробен доклад за анализа на качеството на водата.
- Персонализиран инженерен дизайн – Разработване на специален процес за пречистване, персонализирано оборудване и търговско предложение въз основа на реалните условия на работа на фабриката.
- Производство на оборудване и строителство – Започване на производството на персонализираното оборудване и строителството на място след потвърждение на договора.
- Монтаж и пускане в експлоатация – Завършване на монтажа, комплексното пускане в експлоатация и пробната експлоатация до постигане на стабилно съответствие с изискванията за качеството на водата.
- Приемане на проекта и обучение – Подпомагане при процедурите за приемане на проекта и предоставяне на професионално обучение за операторите.
- Дългосрочна техническа поддръжка – Осигуряване на редовни проверки, профилактично поддържане, оптимизация на системата, модернизация на оборудването и техническа поддръжка 24/7.
EN
