Решение для очистки сточных вод от суспензии CMP

1. Источники сточных вод, типичные загрязнители и характеристики воды

Сточные воды от суспензии для химико-механической планаризации (CMP) — это важный тип технологических сточных вод, образующихся при производстве полупроводниковых пластин. Основными источниками таких стоков являются процессы химико-механической полировки (CMP), очистка пластин после CMP, сброс отработанной суспензии и мойка полов в чистых помещениях.

По сравнению с традиционными промышленными сточными водами сточные воды от CMP-суспензии обладают высокоспецифическими характеристиками. Основными загрязнителями являются наноразмерные абразивные частицы диоксида кремния (SiO₂) и оксида церия (CeO₂), а также следовые количества ионов металлов, например меди (Cu) и алюминия (Al), диспергаторы из полировальных суспензий, ингибиторы коррозии бензотриазол (BTA) и остаточные кислоты и щелочи.

Сточные воды характеризуются чрезвычайно высокой мутностью и исключительно стабильными коллоидными частицами. Из-за ультрамелкого размера частиц взвешенные вещества трудно осаждаются и не могут быть эффективно отделены с помощью традиционных технологий очистки. Хотя общий показатель ХПК относительно низок, сточные воды обладают высокой вязкостью, значительным потенциалом образования накипи и частыми колебаниями качества воды, что делает засорение трубопроводов и загрязнение мембран типичными эксплуатационными проблемами.

Кроме того, в производстве полупроводников требуется ультраочищенная рециркуляционная вода, соответствующая чрезвычайно жёстким техническим требованиям к технологической воде; требования к качеству воды значительно превышают те, что предъявляются при традиционном повторном использовании промышленных сточных вод.

2. Типичные проблемы заказчиков

Очистка сточных вод от процесса химико-механической полировки (CMP) связана с рядом высокоспециализированных технических задач, присущих исключительно производству полупроводников.

Стабильные наномасштабные коллоиды диоксида кремния трудно удалить с помощью традиционных процессов осаждения, что приводит к накоплению осадка, сильному загрязнению мембран, частой замене мембран и незапланированным остановкам системы, напрямую влияющим на непрерывность производства пластин.

Остаточные химические вещества для полировки и следовые количества тяжёлых металлов могут создавать риски несоответствия экологическим нормам, если их не удалить полностью.

Поскольку предприятия по производству полупроводников требуют регенерированной воды исключительно высокой степени чистоты, традиционные системы водоподготовки зачастую неспособны стабильно обеспечивать требуемое качество воды, что приводит к низкому уровню повторного использования воды и росту эксплуатационных затрат.

Стандартизированное оборудование для очистки сточных вод, как правило, не предназначено для обработки сточных вод от процесса химико-механической полировки (CMP), обладающих высокой вязкостью и содержащих ультрамелкие частицы, и поэтому имеет недостаточную стойкость к засорению и коррозии.

Кроме того, производственные мощности полупроводниковых фабрик часто расширяются, в то время как традиционные системы очистки занимают значительную площадь и обеспечивают ограниченную гибкость при модернизации мощностей. В результате всё чаще требуются интегрированные и адаптированные под конкретные задачи решения для очистки сточных вод, специально разработанные для передового производства полупроводников.

3. Технологический процесс и конфигурация основного оборудования

Для решения основных проблем, связанных со сточными водами от процесса химико-механической полировки (CMP), включая устойчивые коллоиды, сверхтонкие частицы и загрязнение мембран, применяется специализированный технологический процесс, состоящий из следующих этапов:

Раздельный сбор → Точная коррекция состава воды и коагуляция → Высокоэффективная флокуляция и осаждение → Точная фильтрация → Современная мембранная очистка → Повторное использование ультрачистой воды

Сточные воды от процесса CMP собираются отдельно и проходят выравнивание для обеспечения стабильных условий последующей очистки.

Точная коррекция pH нарушает стабильность коллоидных частиц, а высокопроизводительная система коагуляции и флокуляции быстро агрегирует и осаждает наноразмерные абразивные частицы.

После отстаивания большая часть взвешенных веществ и коллоидных загрязнителей удаляется до того, как вода проходит через прецизионную фильтрацию и адсорбцию на активированном угле, что позволяет устранить остаточные органические соединения и следовые примеси металлов.

В заключение система ультрафильтрации (UF) в сочетании с обратноосмотической (RO) мембранной системой, устойчивой к загрязнению, обеспечивает передовую десалинизацию и очистку, производя рекуперированную воду высокого качества, пригодную для полировки и промывки пластин.

Основное оборудование включает:

• Интеллектуальные системы коррекции pH и химической обработки
• Реакторы коагуляции и флокуляции высокой эффективности
• Блоки прецизионной фильтрации
• Антизагрязняющие мембранные фильтрационные системы
• Системы очистки с активированным углём
• Полностью автоматизированные системы дозирования химикатов
• Системы высокоточного онлайн-контроля качества воды

4. Преимущества решения

Это решение специально разработано для сточных вод от шлифовальных суспензий (CMP) в полупроводниковой промышленности и эффективно решает наиболее сложные отраслевые задачи, включая затруднённое разделение коллоидов и сильное загрязнение мембран.

Запатентованный технологический процесс эффективно удаляет ультрамелкие частицы кремнезёма, следовые количества тяжёлых металлов и остаточные органические загрязнители, обеспечивая стабильное получение регенерированной воды, соответствующей стандартам повторного использования в полупроводниковых производственных процессах.

Мы предлагаем полностью индивидуализированные технические решения, адаптированные под чистые помещения полупроводниковых заводов, планировку объекта и характеристики сточных вод. Индивидуальные каналы потока, предотвращающие засорение, корпуса оборудования из коррозионностойких материалов и прецизионные фильтрационные конструкции гарантируют оптимальную эксплуатационную надёжность в жёстких условиях работы со сточными водами CMP.

Все основные электрические системы управления, механическое оборудование и компоненты систем очистки воды сертифицированы в соответствии со стандартами CE, UL и ISO и соответствуют международным требованиям безопасности для передовых производственных объектов в Европе и Северной Америке.

Система демонстрирует превосходную устойчивость к гидравлическим колебаниям и изменениям качества воды, что значительно снижает загрязнение мембран, частоту технического обслуживания и простои оборудования.

Показатели повторного использования воды превышают 95 %, что значительно снижает расход пресной воды и эксплуатационные затраты.

Модульная интегрированная конструкция минимизирует занимаемую площадь при установке и одновременно обеспечивает гибкую возможность расширения в будущем. Полностью автоматизированная интеллектуальная работа поддерживает непрерывное производство с высокой точностью, требуемое современными предприятиями по изготовлению полупроводниковых пластин.

5. Ссылки на проекты и сопутствующая документация

Мы успешно завершили несколько проектов по очистке сточных вод от суспензий химико-механического полирования (CMP) для предприятий по производству полупроводниковых пластин.

Примером типового проекта является проект рециркуляции сточных вод от процесса химико-механической полировки (CMP) на заводе по производству полупроводниковых пластин диаметром 12 дюймов, производительность которого составляет 1000 м³/сут.

Система продемонстрировала устойчивую долгосрочную эксплуатацию, полностью устранив проблемы, связанные с накоплением коллоидов, загрязнением мембран и нестабильностью качества очищенной воды. Рекуперированная вода постоянно соответствует стандартам ультрачистой воды для повторного использования в полупроводниковой промышленности и успешно прошла как экологические проверки на соответствие требованиям, так и приемочные испытания на объекте.

Подтверждающая документация включает:

• Патенты на собственную технологию очистки сточных вод от CMP
• Сертификаты соответствия CE, UL и ISO
• Отчёты о высокоточном анализе качества воды от независимых сторон
• Документация о завершении проекта и его приёмке
• Справочные проекты в полупроводниковой промышленности

6. Объём услуг и процесс сотрудничества

Мы предоставляем комплексные EPC-решения «под ключ» для очистки сточных вод, образующихся при химико-механической полировке (CMP), включая обследование площадки, отбор и анализ проб сточных вод, проектирование индивидуальных технологических схем, разработку нестандартного оборудования, его производство, монтаж, пусконаладку, эксплуатацию и техническое обслуживание, модернизацию систем, а также поставку расходных материалов на весь срок службы.

Стандартный процесс сотрудничества

• Обследование площадки и отбор проб воды — проведение выездного обследования, сбор проб сточных вод и подготовка подробного отчёта по результатам анализа качества воды.
• Индивидуальный инженерный проект — разработка специализированного процесса очистки, адаптированного технического решения и коммерческого предложения на основе реальных условий эксплуатации полупроводникового завода.
• Производство оборудования и строительные работы — начало изготовления адаптированного оборудования и строительных работ на месте после подтверждения контракта.
• Монтаж и пусконаладка — завершение монтажа, комплексной пусконаладки и пробной эксплуатации до достижения стабильного соответствия требованиям к качеству воды.
• Приёмка проекта и обучение — содействие в процедурах приёмки проекта и предоставление профессионального обучения операторов.
• Долгосрочная техническая поддержка — проведение регулярных проверок, профилактического обслуживания, оптимизации систем, модернизации оборудования и круглосуточной технической поддержки.