1. Источники исходной воды, типичные загрязнители и характеристики качества воды
Сырая вода для систем ультрачистой воды (UPW) для полупроводниковой промышленности обычно поступает из муниципальных водоснабжающих сетей или из собственных подземных источников. Полученная ультрачистая вода используется на критически важных этапах производства полупроводников, включая травление пластин, осаждение тонких плёнок, химико-механическую планаризацию (CMP), очистку пластин, фотолитографию и другие передовые процессы изготовления, где качество воды напрямую влияет на выход годных изделий и надёжность продукции.
Типичными загрязнителями сырой воды являются ионы жёсткости — кальций и магний, взвешенные твёрдые частицы, коллоидные частицы, остаточный хлор, сульфаты, силикаты и следовые количества тяжёлых металлов. В зависимости от источника воды могут также присутствовать следовые микроорганизмы и общее содержание органического углерода (TOC).
Системы ультраочищенной воды (UPW) для полупроводниковой промышленности требуют одного из самых высоких стандартов качества воды в современном производстве. Практически все растворённые ионы, взвешенные частицы, микроорганизмы и органические загрязнители должны быть полностью удалены. Удельное электрическое сопротивление продукционной воды должно составлять 18,25 МОм·см, а содержание взвешенных частиц, общего органического углерода (TOC), кремнезёма и следовых металлических ионов должно поддерживаться на чрезвычайно низком уровне.
По сравнению с системами ультраочищенной воды, применяемыми в фотогальванике, литий-ионных аккумуляторах или других промышленных областях, системы UPW для полупроводниковой промышленности предъявляют значительно более высокие требования к чистоте воды, исключительной эксплуатационной стабильности и бесперебойной непрерывной работе.
2. Типичные проблемы заказчиков
Основная задача при производстве ультраочищенной воды для полупроводниковой промышленности — обеспечение стабильного и неизменного качества воды на чрезвычайно высоком уровне чистоты.
Колебания качества исходной воды могут напрямую влиять на удельное электрическое сопротивление, концентрацию кремнезёма и уровень следовых ионов, что потенциально снижает выход годных кристаллов и увеличивает количество производственных дефектов.
Традиционные промышленные системы получения чистой воды обычно не обладают достаточной способностью к очистке для полного удаления следовых ионов, растворённых органических веществ (TOC) и ультрамелких частиц, что делает их непригодными для передовых процессов производства полупроводников.
Кроме того, фильтрующие картриджи, ионообменные смолы и мембранные элементы подвержены загрязнению и снижению эксплуатационных характеристик, что приводит к частым простоюм для технического обслуживания и нарушает непрерывность производства.
Стандартное оборудование зачастую использует трубопроводные системы и резервуары для хранения с недостаточной стойкостью к коррозии или недостаточной чистотой, повышая риск вторичного загрязнения из-за выщелачивания материалов.
Поскольку предприятия по производству полупроводников продолжают расширяться, а технологии обработки быстро развиваются, традиционные системы очистки воды с фиксированной конструкцией обеспечивают ограниченную гибкость при модернизации и увеличении мощности завода. Производителям всё чаще требуются высокостепенно индивидуализированные, масштабируемые и соответствующие международным стандартам системы для получения ультрачистой воды (UPW), специально разработанные для передовых процессов производства полупроводников.
3. Технологический процесс и конфигурация основного оборудования
Для соблюдения строгих требований к качеству воды в производстве полупроводников мы применяем проверенный многоступенчатый процесс получения ультрачистой воды (UPW), включающий следующие стадии:
Предварительная обработка → Двухступенчатое обратное осмосное разделение (RO) → Электродеионизация (EDI) → Полировка в смешанном слое ионитов → Финальная прецизионная фильтрация
Сырая вода сначала проходит предварительную обработку с помощью фильтрации через многослойный фильтр, фильтрации с активированным углём и прецизионной картриджной фильтрации для удаления взвешенных частиц, остаточного хлора, коллоидных загрязнений и крупных органических молекул.
Предварительно обработанная вода затем проходит через систему обратного осмоса с двойным проходом (RO) для удаления подавляющего большинства растворённых солей, диоксида кремния и ионов металлов.
Современная система электродеионизации (EDI) непрерывно удаляет оставшиеся ионные загрязнители без химической регенерации, устраняя риск вторичного загрязнения, связанного с традиционной регенерацией ионообменных смол.
В заключение полирующая смешанная ионообменная система в сочетании с конечной ультрафильтрацией обеспечивает получение сверхчистой воды со стабильным удельным электрическим сопротивлением 18,25 МОм·см, полностью соответствующей требованиям передовых процессов производства полупроводников.
Основное оборудование включает:
- Полностью автоматизированные системы предварительной обработки
- Блоки обратного осмоса с двойным проходом и антизагрязняющим покрытием
- Системы получения сверхчистой воды на основе электродеионизации (EDI)
- Полирующие смешанные ионообменные блоки
- Системы конечной прецизионной фильтрации
- Интеллектуальные электрические системы управления
- Высокоточные онлайн-приборы для мониторинга качества воды
4. Преимущества решения
Это решение специально разработано для передовых процессов производства полупроводников и стабильно обеспечивает ультраочищенную воду, соответствующую самым высоким отраслевым стандартам.
Критические параметры качества воды — включая общий органический углерод (TOC), загрязнение частицами, содержание кремнезёма и следовых металлических ионов — точно контролируются для максимизации выхода пластин и надёжности производства.
Мы предлагаем полностью индивидуальные инженерные решения, основанные на планировке чистой комнаты, техпроцессе (технологическом узле), производственной мощности и характеристиках исходной воды. Трубы из высокочистых коррозионностойких материалов, компактное оборудование на рамах (skid-mounted) и модульные конструкции для расширения эффективно исключают вторичное загрязнение и позволяют легко масштабировать мощность в будущем.
Все основное оборудование, электрические системы управления и компоненты водоочистки сертифицированы по стандартам CE, UL и ISO, что гарантирует соответствие международным требованиям безопасности и специфическим требованиям к производству полупроводников по всему миру.
Многоступенчатый процесс очистки включает интеллектуальный контроль качества воды и автоматическое управление процессом, обеспечивая превосходную устойчивость к колебаниям качества исходной воды и продлевая срок службы мембран, ионообменных смол и фильтрующих компонентов.
Модульная интегрированная конструкция минимизирует требования к площади установки, позволяет быстро развернуть систему и обеспечивает выдающуюся гибкость при расширении полупроводниковых фабрик и модернизации производственных процессов.
5. Ссылки на проекты и сопутствующая документация
Мы успешно поставили системы ультраочищенной воды для нескольких предприятий по производству пластин и заводов по сборке и тестированию полупроводников.
Примером реализованного проекта является система ультраочищенной воды (UPW) для передовой 12-дюймовой полупроводниковой фабрики, где качество продукционной воды стабильно поддерживается на уровне удельного электрического сопротивления 18,25 МОм·см, полностью соответствующего самым строгим спецификациям ультраочищенной воды для полупроводниковой промышленности.
Система продемонстрировала надёжную круглогодичную непрерывную эксплуатацию, обеспечивая стабильное производство полупроводников в больших объёмах и успешно пройдя как заводские испытания (FAT), так и отраслевые проверки на соответствие требованиям.
Подтверждающая документация включает:
- Патенты на собственную технологию получения ультраочищенной воды (UPW) для полупроводниковой промышленности
- Сертификаты соответствия CE, UL и ISO
- Отчёты о проверке качества воды, выданные аккредитованными сторонними лабораториями
- Документация о завершении проекта и его приёмке
- Справочные данные по эффективности работы на эталонных полупроводниковых проектах
6. Объём услуг и процесс сотрудничества
Мы предоставляем комплексные EPC-решения «под ключ» для систем ультраочищенной воды (UPW) в полупроводниковой промышленности: обследование площадки, анализ качества исходной воды, инженерное проектирование процесса с учётом специфики объекта, разработка и изготовление нестандартного оборудования, монтаж, пусконаладка, валидация системы, услуги по эксплуатации и техническому обслуживанию, модернизация систем, а также поставка расходных материалов на весь срок службы.
Стандартный процесс сотрудничества
- Обследование площадки и анализ исходной воды — проведение выездного обследования, отбор проб воды и подготовка подробного отчёта об оценке качества исходной воды.
- Индивидуальный инженерный проект — разработка специализированного решения для системы ультраочищенной воды (UPW), комплектации оборудования и коммерческого предложения на основе требований к процессам в полупроводниковой промышленности.
- Производство оборудования и строительно-монтажные работы — начало изготовления индивидуального оборудования и монтажа на площадке после подтверждения контракта.
- Монтаж, пусконаладочные работы и проверка системы — завершение монтажа системы, калибровка параметров и непрерывная пробная эксплуатация до достижения всех требований к качеству воды в стабильном режиме.
- Приёмка проекта и техническое обучение — содействие в процедурах приёмки проекта и проведение всестороннего обучения операторов.
- Долгосрочная техническая поддержка — обеспечение профилактического обслуживания, регулярных проверок, оптимизации системы, модернизации производительности и технической поддержки на весь срок службы.
EN
