1. Zdroje surové vody, typické kontaminanty a charakteristiky kvality vody
Surová voda pro systémy ultracílé vody (UPW) pro polovodičový průmysl pochází obvykle z městských vodovodních sítí nebo z podzemních vod na místě. Vyráběná ultracílá voda se používá v kritických procesech výroby polovodičů, včetně leptání waferů, nanesení tenkých vrstev, chemicko-mechanického planarizování (CMP), čištění waferů, fotolitografie a dalších pokročilých výrobních procesů, kde kvalita vody přímo ovlivňuje výtěžek zařízení a spolehlivost výrobků.
Typickými kontaminanty ve surové vodě jsou ionty tvrdosti, například vápník a hořčík, suspendované pevné látky, koloidní částice, zbytkový chlor, sírany, silikáty a stopové množství těžkých kovů. V závislosti na zdroji vody se mohou vyskytovat také stopové množství mikroorganismů a celkový organický uhlík (TOC).
Systémy pro výrobu ultracílé vody (UPW) pro polovodičový průmysl vyžadují jedny z nejvyšších standardů kvality vody v moderním průmyslu. Téměř všechny rozpuštěné ionty, suspendované částice, mikroorganismy a organické kontaminanty je třeba odstranit. Výstupní voda musí dosahovat elektrického odporu 18,25 MΩ·cm, zatímco úroveň částicové kontaminace, celkového organického uhlíku (TOC), křemíku a stopových kovových iontů je nutno udržovat na extrémně nízké úrovni.
Ve srovnání se systémy ultracílé vody používanými v fotovoltaice, výrobě lithiových baterií nebo jiných průmyslových aplikacích vyžadují polovodičové systémy UPW výrazně vyšší čistotu vody, vynikající provozní stabilitu a nepřerušovaný, spojitý provoz.
2. Běžné výzvy zákazníků
Hlavní výzvou při výrobě ultracílé vody pro polovodičový průmysl je udržení konzistentně stabilní kvality vody na extrémně vysoké úrovni čistoty.
Výkyvy v kvalitě vstupní vody mohou přímo ovlivnit elektrický odpor, koncentraci křemíku a úroveň stopových iontů, což může vést ke snížení výtěžku polovodičových destiček (wafer) a zvýšení počtu výrobních vad.
Klasické průmyslové systémy pro výrobu čisté vody obvykle nemají dostatečnou schopnost úpravy, aby zcela odstranily stopové ionty, rozpuštěné organické látky (TOC) a ultrajemné částice, a proto nejsou vhodné pro pokročilé polovodičové výrobní procesy.
Navíc jsou filtrům, iontovým výměnným pryskyřicím a membránovým prvkům náchylné k opotřebení a snížení výkonu, což vede k častým výpadkům pro údržbu a narušuje nepřetržitou výrobu.
Standardní zařízení často využívá potrubní systémy a zásobníky s nedostatečnou odolností proti korozi nebo nedostatečnou čistotou, čímž se zvyšuje riziko sekundárního znečištění způsobeného vyluhováním materiálů.
Jelikož se výrobní zařízení polovodičů stále rozšiřují a technologie zpracování se rychle vyvíjejí, tradiční systémy úpravy vody s pevným návrhem nabízejí omezenou pružnost pro modernizaci provozu a rozšíření kapacity. Výrobci čím dál více vyžadují vysoce specializované, škálovatelné a mezinárodně kompatibilní systémy pro výrobu ultracílé vody (UPW), které jsou speciálně navrženy pro pokročilou výrobu polovodičů.
3. Technologický proces a konfigurace základního zařízení
Abychom splnili přísné požadavky na kvalitu vody v polovodičovém průmyslu, používáme ověřený vícestupňový proces výroby ultracílé vody (UPW), který zahrnuje:
Předúpravu → dvoustupňovou reverzní osmózu (RO) → elektrodeionizaci (EDI) → polovodivé čištění směsnými filtry → konečnou přesnou filtraci
Surová voda nejprve prochází předúpravou pomocí vícesložkové filtrace, filtrace aktivním uhlím a přesné patronové filtrace, aby byly odstraněny suspendované částice, zbytečný chlor, koloidní nečistoty a velké organické molekuly.
Předčištěná voda poté prochází dvouprůchodovým systémem reverzní osmózy (RO), který odstraňuje většinu rozpuštěných solí, křemičitanů a iontů kovů.
Pokročilý systém elektrodeionizace (EDI) neustále odstraňuje zbývající iontové kontaminanty bez chemické regenerace, čímž eliminuje riziko sekundární kontaminace spojené s konvenční regenerací iontových výměníků.
Nakonec polovodivý smíšený iontový výměník spolu s konečnou ultrafiltrační jednotkou produkuje ultracístou vodu se stabilním měrným elektrickým odporem 18,25 MΩ·cm, což plně vyhovuje požadavkům pokročilých výrobních procesů polovodičů.
Základní zařízení zahrnuje:
- Plně automatické předčišťovací systémy
- Dvouprůchodové protiusazové jednotky reverzní osmózy
- EDI systémy ultracísté vody
- Polovodivé smíšené iontové výměníky
- Konečné přesné filtrační systémy
- Inteligentní elektrické řídicí systémy
- Vysokopřesné online přístroje pro monitorování kvality vody
4. Výhody řešení
Toto řešení je speciálně navrženo pro pokročilé procesy výroby polovodičů a trvale produkuje ultracístou vodu, která splňuje nejpřísnější průmyslové normy.
Kritické parametry kvality vody – včetně celkového organického uhlíku (TOC), částicové kontaminace, křemíku a stopových kovových iontů – jsou přesně regulovány za účelem maximalizace výtěžku waferů a spolehlivosti výroby.
Poskytujeme plně přizpůsobená inženýrská řešení na základě uspořádání čisté místnosti, technologického uzlu procesu, výrobní kapacity a vlastností surové vody. Potrubí vysoce čisté kvality odolné proti korozi, kompaktní zařízení na podvozcích (skid-mounted) a modulární návrhy pro rozšíření efektivně eliminují sekundární kontaminaci a zároveň umožňují budoucí rozšíření kapacity.
Veškeré základní zařízení, elektrické řídící systémy a komponenty pro úpravu vody jsou certifikovány podle norem CE, UL a ISO, čímž je zajištěna shoda s mezinárodními bezpečnostními předpisy a požadavky polovodičové výroby po celém světě.
Vícestupňový proces čištění zahrnuje inteligentní monitorování kvality vody a automatickou regulaci procesu, což zajišťuje vynikající odolnost vůči kolísání kvality surové vody a zároveň prodlužuje životnost membrán, pryskyřic a filtračních komponent.
Modulární integrovaný návrh minimalizuje požadavky na instalační prostor, umožňuje rychlou nasazení a poskytuje vynikající flexibilitu pro rozšiřování výrobních zařízení pro polovodiče a modernizaci technologických procesů.
5. Reference projektů a podporující dokumentace
Úspěšně jsme dodali systémy pro výrobu ultracílé vody (UPW) pro více továren na výrobu polovodičových destiček (wafer) i pro montážní a zkušební závody polovodičů.
Typickým projektem je systém pro výrobu ultracílé vody (UPW) pro pokročilou výrobní továrnu na polovodičové destičky o průměru 12 palců, kde výstupní voda trvale udržuje elektrický odpor 18,25 MΩ·cm, což plně vyhovuje nejpřísnějším specifikacím pro ultracílou vodu v polovodičovém průmyslu.
Systém prokázal spolehlivý nepřetržitý provoz po celý rok, což umožňuje stabilní výrobu polovodičů ve velkém měřítku a úspěšně splnil jak testy přijetí na výrobním závodě (FAT), tak průmyslové inspekce dodržování předpisů.
Podporující dokumentace zahrnuje:
- Vlastní patenty na proces čištění ultracílé vody (UPW) pro polovodiče
- Certifikáty CE, UL a ISO
- Zprávy o testování kvality vody akreditovanými nezávislými subjekty
- Dokumentace dokončení a přijetí projektu
- Referenční výkonnostní údaje z referenčních polovodičových projektů
6. Rozsah služeb a proces spolupráce
Poskytujeme komplexní EPC kompletní řešení pro systémy ultracílé vody (UPW) v polovodičovém průmyslu, včetně průzkumu místa, analýzy kvality surové vody, přizpůsobeného procesního inženýrství, návrhu a výroby nestandardního zařízení, instalace, uvedení do provozu, ověření systému, provozních a údržbářských služeb, modernizací systému a dodávek spotřebního materiálu po celou dobu životnosti.
Standardní postup spolupráce
- Průzkum místa a analýza surové vody – Provedeme terénní průzkum, odebereme vzorky vody a připravíme komplexní zprávu o hodnocení kvality surové vody.
- Přizpůsobený inženýrský návrh – Vývoj specializovaného řešení pro systém UPW, konfigurace zařízení a komerční nabídky na základě požadavků polovodičového výrobního procesu.
- Výroba zařízení a stavba – Po potvrzení smlouvy zahajujeme výrobu přizpůsobeného zařízení a montáž na místě.
- Montáž, uvedení do provozu a ověření systému – Dokončení montáže systému, kalibrace parametrů a nepřetržité zkušební provozování, dokud nebudou všechny specifikace kvality vody trvale splněny.
- Přijetí projektu a technické školení – Podpora při postupu přijetí projektu a poskytnutí komplexního školení provozních pracovníků.
- Dlouhodobá technická podpora – Poskytování preventivní údržby, pravidelných kontrol, optimalizace systému, vylepšení výkonu a celoživotní technické podpory.
EN
