Λύση συστήματος υπερκαθαρού νερού (UPW) για ημιαγωγούς

1. Πηγές Πρώτης Ύλης Νερού, Τυπικοί Ρύποι και Χαρακτηριστικά Ποιότητας Νερού

Το ακατέργαστο νερό για τα συστήματα Υπερκαθαρού Νερού (UPW) ημιαγωγών προέρχεται συνήθως από δημοτικά υδρευτικά δίκτυα ή από υπόγεια νερά επιτόπου. Το παραγόμενο υπερκαθαρό νερό χρησιμοποιείται σε κρίσιμες διαδικασίες παραγωγής ημιαγωγών, συμπεριλαμβανομένης της διάβρωσης πλακιδίων, της καταβολής λεπτών φιλμ, της χημικο-μηχανικής επίπεδης επεξεργασίας (CMP), του καθαρισμού πλακιδίων, της φωτολιθογραφίας και άλλων προηγμένων διαδικασιών κατασκευής, όπου η ποιότητα του νερού επηρεάζει άμεσα την απόδοση των συσκευών και την αξιοπιστία των προϊόντων.

Τυπικοί ρύποι στο ακατέργαστο νερό περιλαμβάνουν ιόντα σκληρότητας ασβεστίου και μαγνησίου, αιωρούμενα στερεά, κολλοειδή σωματίδια, υπολειμματικό χλώριο, θειικά, πυριτικά και ίχνη βαρέων μετάλλων. Ανάλογα με την πηγή του νερού, μπορεί επίσης να υπάρχουν ίχνη μικροοργανισμών και Συνολικός Οργανικός Άνθρακας (TOC).

Τα συστήματα υπερκαθαρού νερού (UPW) για ημιαγωγούς απαιτούν ένα από τα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας νερού στη σύγχρονη παραγωγή. Σχεδόν όλα τα διαλυμένα ιόντα, οι εναπομείναντες σωματίδια, οι μικροοργανισμοί και οι οργανικές ρυπαντικές ουσίες πρέπει να αφαιρεθούν. Το προϊόν νερό πρέπει να επιτυγχάνει ηλεκτρική αντίσταση 18,25 MΩ·cm, ενώ η μόλυνση από σωματίδια, η ολική οργανική άνθρακα (TOC), η πυριτίου και τα ιχνοστοιχεία μεταλλικών ιόντων πρέπει να ελέγχονται σε εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα.

Σε σύγκριση με τα συστήματα υπερκαθαρού νερού (UPW) που χρησιμοποιούνται στη φωτοβολταϊκή, τις μπαταρίες λιθίου ή άλλες βιομηχανικές εφαρμογές, τα συστήματα UPW για ημιαγωγούς απαιτούν σημαντικά υψηλότερη καθαρότητα νερού, εξαιρετική λειτουργική σταθερότητα και αδιάλειπτη συνεχή απόδοση.

2. Συνηθισμένες προκλήσεις των πελατών

Η κύρια πρόκληση στην παραγωγή υπερκαθαρού νερού (UPW) για ημιαγωγούς είναι η διατήρηση συνεχώς σταθερής ποιότητας νερού σε εξαιρετικά υψηλά επίπεδα καθαρότητας.

Οι διακυμάνσεις στην ποιότητα του ακατέργαστου νερού μπορούν να επηρεάσουν άμεσα την ηλεκτρική αντίσταση, τη συγκέντρωση πυριτίου και τα επίπεδα ιχνοστοιχείων ιόντων, με αποτέλεσμα πιθανή μείωση της απόδοσης των πλακιδίων και αύξηση των παραγωγικών ελλειμμάτων.

Τα συμβατικά βιομηχανικά συστήματα καθαρού νερού συνήθως δεν διαθέτουν επαρκή ικανότητα καθαρισμού για την πλήρη αφαίρεση ιχνών ιόντων, διαλυτών οργανικών ενώσεων (TOC) και υπερλεπτών σωματιδίων, καθιστώντας τα ακατάλληλα για προηγμένες διαδικασίες κατασκευής ημιαγωγών.

Επιπλέον, οι φίλτροι, οι ρητίνες ιοντικής ανταλλαγής και τα μεμβρανικά στοιχεία είναι ευάλωτα σε φράξιμο και επιδείνωση της απόδοσης, με αποτέλεσμα συχνές διακοπές συντήρησης που διακόπτουν τη συνεχή παραγωγή.

Τα τυποποιημένα εξοπλισμένα συστήματα χρησιμοποιούν συχνά σωληνώσεις και δεξαμενές αποθήκευσης με ανεπαρκή αντοχή στη διάβρωση ή ανεπαρκή καθαρότητα, αυξάνοντας τον κίνδυνο δευτερογενούς μόλυνσης λόγω εκλύσεως υλικού.

Καθώς οι εγκαταστάσεις παραγωγής ημιαγωγών συνεχίζουν να επεκτείνονται και οι τεχνολογίες επεξεργασίας εξελίσσονται ραγδαία, τα συμβατικά συστήματα επεξεργασίας νερού με σταθερό σχεδιασμό προσφέρουν περιορισμένη ευελιξία για αναβαθμίσεις των εγκαταστάσεων και επέκταση της χωρητικότητας. Οι κατασκευαστές απαιτούν ολοένα και περισσότερο εξαιρετικά προσαρμοσμένα, κλιμακώσιμα και διεθνώς συμμορφούμενα συστήματα UPW, ειδικά σχεδιασμένα για προηγμένη παραγωγή ημιαγωγών.

3. Διαδικασία Επεξεργασίας & Διαμόρφωση Βασικού Εξοπλισμού

Για να ικανοποιηθούν οι αυστηρές απαιτήσεις ποιότητας νερού της βιομηχανίας παραγωγής ημιαγωγών, εφαρμόζουμε μια αποδεδειγμένη πολυσταδιακή διαδικασία παραγωγής UPW, η οποία αποτελείται από:

Προεπεξεργασία → Διπλής Διέλευσης Αντίστροφη Ωσμωση (RO) → Ηλεκτροδειονισμός (EDI) → Τελική Πολυστρωματική Καθαρισμός → Τελική Ακριβής Διήθηση

Το ακατέργαστο νερό υφίσταται πρώτα προεπεξεργασία μέσω φίλτρων πολυμεσικής διήθησης, διήθησης με ενεργό άνθρακα και ακριβούς φίλτρων καρτρίτζ, προκειμένου να αφαιρεθούν τα αιωρούμενα στερεά, το υπολειπόμενο χλώριο, οι κολλοειδείς ρύποι και τα μεγάλα οργανικά μόρια.

Το προεπεξεργασμένο νερό διέρχεται στη συνέχεια από ένα σύστημα αντίστροφης όσμωσης διπλής διέλευσης (RO) για την αφαίρεση του μεγαλύτερου μέρους των διαλυμένων αλάτων, του διοξειδίου του πυριτίου και των ιόντων μετάλλων.

Ένα προηγμένο σύστημα ηλεκτροδιονισμού (EDI) αφαιρεί συνεχώς τους υπόλοιπους ιοντικούς ρύπους χωρίς χημική αναγέννηση, εξαλείφοντας έτσι τον κίνδυνο δευτερογενούς μόλυνσης που συνδέεται με τη συμβατική αναγέννηση ιοντοανταλλαγής.

Τέλος, ένα σύστημα πολύστρωτης ιοντοανταλλαγής επιδιόρθωσης (polishing mixed-bed ion exchange) σε συνδυασμό με τελική υπερδιήθηση παράγει υπερκαθαρό νερό με σταθερή αντίσταση 18,25 MΩ·cm, καλύπτοντας πλήρως τις απαιτήσεις των προηγμένων διαδικασιών κατασκευής ημιαγωγών.

Τα βασικά εξοπλισμένα συστήματα περιλαμβάνουν:

• Πλήρως αυτόματα συστήματα προεπεξεργασίας
• Μονάδες αντίστροφης όσμωσης διπλής διέλευσης ανθεκτικές στην απόθεση ρύπων
• Συστήματα υπερκαθαρού νερού με Ηλεκτροδειονισμό (EDI)
• Μονάδες πολύστρωτης ιοντοανταλλαγής επιδιόρθωσης
• Συστήματα τελικής ακριβούς διήθησης
• Έξυπνα ηλεκτρικά συστήματα ελέγχου
• Όργανα υψηλής ακρίβειας για συνεχή παρακολούθηση της ποιότητας του νερού

4. Πλεονεκτήματα της λύσης

Αυτή η λύση έχει σχεδιαστεί ειδικά για προηγμένες διαδικασίες κατασκευής ημιαγωγών και παράγει συνεχώς υπερκαθαρό νερό που ανταποκρίνεται στα υψηλότερα βιομηχανικά πρότυπα.

Οι κρίσιμες παράμετροι ποιότητας του νερού — συμπεριλαμβανομένου του ολικού οργανικού άνθρακα (TOC), της μοριακής μόλυνσης, της πυριτίου και των ιόντων ιχνοστοιχείων — ελέγχονται με ακρίβεια για τη μεγιστοποίηση της απόδοσης των πλακιδίων και της αξιοπιστίας της παραγωγής.

Προσφέρουμε πλήρως προσαρμοσμένες μηχανικές λύσεις, βασισμένες στη διάταξη του καθαρού χώρου, τον κόμβο τεχνολογίας διαδικασίας, την παραγωγική ικανότητα και τα χαρακτηριστικά του πρωτογενούς νερού. Οι σωληνώσεις υψηλής καθαρότητας και ανθεκτικές στη διάβρωση, οι συμπαγείς εξοπλισμοί επί σκελετού (skid-mounted) και οι μοντουλαρικοί σχεδιασμοί διευκόλυνσης επέκτασης εξαλείφουν αποτελεσματικά τη δευτερογενή μόλυνση, ενώ επιτρέπουν και μελλοντικές αναβαθμίσεις ικανότητας.

Όλος ο βασικός εξοπλισμός, τα ηλεκτρικά συστήματα ελέγχου και τα συστατικά επεξεργασίας νερού πιστοποιούνται σύμφωνα με τα πρότυπα CE, UL και ISO, διασφαλίζοντας την τήρηση των διεθνών κανονισμών ασφαλείας και των απαιτήσεων κατασκευής ημιαγωγών σε παγκόσμιο επίπεδο.

Η πολυσταδιακή διαδικασία καθαρισμού περιλαμβάνει έξυπνη παρακολούθηση της ποιότητας του νερού και αυτόματο έλεγχο της διαδικασίας, παρέχοντας εξαιρετική αντοχή σε διακυμάνσεις του πρώτου νερού, ενώ παρατείνει τη διάρκεια ζωής των μεμβρανών, των ρητινών και των συστατικών φιλτραρίσματος.

Ο ενσωματωμένος μοντουλαρός σχεδιασμός ελαχιστοποιεί τις απαιτήσεις χώρου για εγκατάσταση, επιτρέπει γρήγορη ανάπτυξη και προσφέρει εξαιρετική ευελιξία για επέκταση των εγκαταστάσεων παραγωγής ημιαγωγών (semiconductor fabs) και αναβαθμίσεις διαδικασιών.

5. Αναφορές Έργων & Υποστηρικτική Τεκμηρίωση

Έχουμε παραδώσει με επιτυχία συστήματα υπερκαθαρού νερού (UPW) για πολλές εγκαταστάσεις παραγωγής πλακιδίων (wafer fabrication facilities) και εργοστάσια συναρμολόγησης και δοκιμής ημιαγωγών.

Ένα χαρακτηριστικό έργο είναι το Σύστημα Υπερκαθαρού Νερού (UPW) για προηγμένη εγκατάσταση παραγωγής ημιαγωγών 12 ιντσών, όπου το προϊόν νερό διατηρεί συνεχώς ηλεκτρική αντίσταση 18,25 MΩ·cm, συμμορφούμενο πλήρως με τις αυστηρότερες προδιαγραφές υπερκαθαρού νερού για ημιαγωγούς.

Το σύστημα έχει αποδείξει αξιόπιστη συνεχή λειτουργία καθ’ όλο το έτος, υποστηρίζοντας σταθερή παραγωγή ημιαγωγών μεγάλου όγκου, ενώ πέρασε επιτυχώς τόσο τις δοκιμές αποδοχής στο εργοστάσιο (FAT) όσο και τις επιστημονικές επιθεωρήσεις συμμόρφωσης.

Τα υποστηρικτικά έγγραφα περιλαμβάνουν:

• Δικαιώματα ευρεσιτεχνίας διαδικασίας υπερκαθαρού νερού (UPW) για ημιαγωγούς
• Πιστοποιητικά CE, UL και ISO
• Εκθέσεις δοκιμών ποιότητας νερού από εξουσιοδοτημένα ανεξάρτητα εργαστήρια
• Τεκμηρίωση ολοκλήρωσης και παραλαβής του έργου
• Αναφορές απόδοσης από προηγμένα έργα ημιαγωγών

6. Εύρος Υπηρεσιών & Διαδικασία Συνεργασίας

Προσφέρουμε ολοκληρωμένες λύσεις EPC «κλειδί-στο-χέρι» για συστήματα υπερκαθαρού νερού (UPW) σε εγκαταστάσεις ημιαγωγών, περιλαμβανομένης της έρευνας τοποθεσίας, της ανάλυσης της ποιότητας του ακατέργαστου νερού, της προσαρμοστικής μηχανικής διαδικασίας, του σχεδιασμού και της κατασκευής μη τυποποιημένου εξοπλισμού, της εγκατάστασης, της θέσης σε λειτουργία, της επικύρωσης του συστήματος, των υπηρεσιών λειτουργίας και συντήρησης, των αναβαθμίσεων του συστήματος και της προμήθειας καταναλωσίμων για ολόκληρο το χρονικό διάστημα ζωής του.

Τυποποιημένη Διαδικασία Συνεργασίας

• Έρευνα τοποθεσίας & Ανάλυση ακατέργαστου νερού – Διεξάγουμε έρευνα επί τόπου, συλλέγουμε δείγματα νερού και παρέχουμε εκτενή έκθεση αξιολόγησης της ποιότητας του ακατέργαστου νερού.
• Προσαρμοσμένος Μηχανικός Σχεδιασμός – Ανάπτυξη εξειδικευμένης λύσης συστήματος UPW, διαμόρφωσης εξοπλισμού και εμπορικής προσφοράς βάσει των απαιτήσεων της ημιαγωγικής διαδικασίας.
• Κατασκευή Εξοπλισμού και Κατασκευή – Έναρξη προσαρμοσμένης κατασκευής εξοπλισμού και επιτόπιας εγκατάστασης μετά την επιβεβαίωση της σύμβασης.
• Εγκατάσταση, Θέση σε Λειτουργία & Επικύρωση Συστήματος – Ολοκλήρωση της εγκατάστασης του συστήματος, βαθμονόμησης παραμέτρων και συνεχούς δοκιμαστικής λειτουργίας μέχρις ότου επιτευχθούν συνεχώς όλες οι προδιαγραφές ποιότητας νερού.
• Παραλαβή Έργου & Τεχνική Εκπαίδευση – Υποστήριξη στις διαδικασίες παραλαβής του έργου και παροχή ολοκληρωμένης εκπαίδευσης για χειριστές.
• Μακροπρόθεσμη Τεχνική Υποστήριξη – Παροχή προληπτικής συντήρησης, τακτικών ελέγχων, βελτιστοποίησης συστήματος, αναβαθμίσεων απόδοσης και τεχνικής υποστήριξης για όλη τη διάρκεια ζωής.