1. Zdroje odpadových vôd, typické kontaminanty a vlastnosti vody
CMP (chemicko-mechanická planarizácia) odpadová voda z suspenzie je kritickou procesnou odpadovou vodou vznikajúcou počas výroby polovodičových platník. Vzniká predovšetkým pri chemicko-mechanickej leštení (CMP), po-CMP čistení platník, odvádzaní použitej suspenzie a umývaní podlahy čistých miestností.
V porovnaní s bežnou priemyselnou odpadovou vodou má CMP odpadová voda z suspenzie veľmi špecifické vlastnosti. Hlavné kontaminanty pozostávajú z nanoškálových abrazívnych častíc kremičitanu (SiO₂) a ceria (CeO₂), spolu so stopovými iónmi kovov, ako sú meď (Cu) a hliník (Al), dispergátormi leštiacej suspenzie, korózne inhibítory benzotriazolom (BTA) a zvyškovými kyselinami a zásadami.
Odpadová voda je charakterizovaná extrémne vysokou turbiditou a výnimočne stabilnými koloidnými časticami. V dôsledku ultrajemnej veľkosti častíc je usadenie suspendovaných látok ťažké a tieto látky sa nedajú účinne oddeliť pomocou konvenčných technológií úpravy. Hoci celkové množstvo CHSK je relatívne nízke, odpadová voda vykazuje vysokú viskozitu, významný potenciál tvorby usadenín a časté kolísania kvality vody, čo spôsobuje bežné prevádzkové problémy, ako sú upchávanie potrubia a znečistenie membrán.
Okrem toho výroba polovodičov vyžaduje ultracistú regenerovanú vodu, ktorá spĺňa extrémne prísne špecifikácie technologickej vody, pričom požiadavky na kvalitu vody výrazne presahujú požiadavky bežného priemyselného opätovného použitia odpadovej vody.
2. Bežné výzvy pre zákazníkov
Úprava odpadovej vody z procesu CMP predstavuje niekoľko vysoce špecializovaných technických výziev, ktoré sú jedinečné pre výrobu polovodičov.
Stabilné nanoškálové kremičitanové koloidy je ťažké odstrániť pomocou bežných sedimentačných procesov, čo vedie k hromadeniu kalu, vážnemu znečisteniu membrán, častej výmene membrán a neplánovaným výpadkom systému, ktoré priamo ovplyvňujú nepretržitú výrobu polovodičových dosiek.
Zvyškové chemikálie z leštenia a stopové množstvá ťažkých kovov môžu predstavovať riziko nesplnenia environmentálnych požiadaviek, ak nie sú úplne odstránené.
Keďže výrobné zariadenia pre polovodiče vyžadujú obnovovaciu vodu výnimočne vysokej čistoty, bežné systémy na úpravu vody často nedokážu konzistentne dosiahnuť požadovanú kvalitu vody, čo má za následok nízku mieru opätovného použitia vody a vyššie prevádzkové náklady.
Štandardné vybavenie na úpravu odpadových vôd sa zvyčajne nepoužíva pre odpadové vody z CMP leštiacich suspenzií s vysokou viskozitou a ultrajemnými časticami, preto ponúka nedostatočnú odolnosť voči upchávaniu a korózii.
Okrem toho polovodičové výrobné závody často rozširujú výrobnú kapacitu, pričom konvenčné systémy na úpravu odpadových vôd zaberie veľkú plochu a ponúkajú obmedzenú flexibilitu pre zvyšovanie kapacity. V dôsledku toho sa stáva čoraz viac vyžadovanými integrované a prispôsobené riešenia na úpravu odpadových vôd špeciálne navrhnuté pre pokročilú výrobu polovodičov.
3. Technologický proces a konfigurácia základných zariadení
Na riešenie hlavných výziev spojených s odpadovými vodami z procesu CMP – vrátane stabilných koloidov, ultrajemných častíc a znečistenia membrán – používame špeciálny technologický proces, ktorý pozostáva z nasledujúcich krokov:
Oddelené zhromažďovanie → Presná úprava vody a koagulácia → Vysokovýkonná flokulácia a usadzovanie → Presná filtrácia → Pokročilá membránová purifikácia → Opätovné využitie ultracistej vody
Odpadové vody z procesu CMP sa zhromažďujú oddelene a vyrovnávajú sa, aby sa udržali stabilné podmienky úpravy.
Presná úprava pH destabilizuje koloidné častice, zatiaľ čo vysokovýkonný systém koagulácie a flokulácie rýchlo agreguje a usadzuje nanoškálové abrazívne častice.
Po usadzovaní sa odstráni väčšina suspendovaných látok a koloidných kontaminantov, predtým než voda prejde presným filtrovaním a adsorpciou na aktívnom uhlí, čím sa odstránia zvyšné organické zlúčeniny a stopové prímesi kovov.
Nakoniec systém ultrafiltrácie (UF) v kombinácii so systémom reverznej osmózy (RO) odolného voči znečisteniu poskytuje pokročilé odsoľovanie a čistenie, čím vzniká regenerovaná voda vysokej kvality vhodná pre procesy leštenia a čistenia polovodičových platní.
Základné vybavenie pozostáva z:
- Inteligentné systémy úpravy pH a chemického kondicionovania
- Reaktory na vysokovoľnú koaguláciu a flokuláciu
- Jednotky presnej filtrácie
- Proti-usadzovacie membránové filtračné systémy
- Systémy čistenia aktívnym uhlím
- Plne automatické systémy dávkovania chemikálií
- Online systémy monitorovania kvality vody s vysokou presnosťou
4. Výhody riešenia
Toto riešenie je špeciálne navrhnuté pre odpadové vody z polovodičových CMP suspenzií a účinne rieši najnáročnejšie problémy v odvetví, vrátane ťažkého oddelenia koloidov a závažného znečistenia membrán.
Vlastný technologický postup efektívne odstraňuje ultrajemné častice kremičitanu, stopové množstvá ťažkých kovov a zvyškové organické kontaminanty a pritom trvale vyrába regenerovanú vodu, ktorá spĺňa normy pre opätovné použitie v polovodičových výrobných procesoch.
Ponúkame úplne prispôsobené riešenia vybavenia, ktoré sú špeciálne navrhnuté pre prostredia čistých miestností v polovodičovom priemysle, rozmiestnenie závodu a charakteristiky odpadovej vody. Prispôsobené protiblokážne tokové kanály, koróziou odolné obaly zariadení a presné filtračné štruktúry zabezpečujú optimálny výkon za náročných prevádzkových podmienok odpadovej vody z procesu CMP.
Všetky základné elektrické riadiace systémy, mechanické zariadenia a komponenty na úpravu vody sú certifikované podľa noriem CE, UL a ISO a spĺňajú medzinárodné požiadavky na bezpečnosť pre pokročilé výrobné zariadenia v Európe a Severnej Amerike.
Systém vykazuje vynikajúcu odolnosť voči kolísaniu hydraulického zaťaženia a kvality vody, čo výrazne zníži zanesenie membrán, frekvenciu údržby a výpadky zariadení.
Miera obnovy vody presahuje 95 %, čo výrazne zníži spotrebu sladkej vody a prevádzkové náklady.
Jeho modulárny integrovaný dizajn minimalizuje inštalačný priestor a zároveň umožňuje flexibilné budúce rozširovanie. Plne automatický inteligentný prevádzkový režim podporuje požiadavky na nepretržitú výrobu s vysokou presnosťou v moderných zariadeniach na výrobu polovodičových platník.
5. Referenčné projekty a podporná dokumentácia
Úspešne sme dokončili viacero projektov na úpravu odpadových vôd z chemicko-mechanickej leštenia (CMP) pre zariadenia na výrobu polovodičových platník.
Príkladom reprezentatívneho projektu je projekt recyklácie odpadovej vody z chemicko-mechanickej leštenia (CMP) pre výrobu polovodičových dosiek s priemerom 12 palcov s kapacitou úpravy 1 000 m³/deň.
Systém preukázal dlhodobú stabilnú prevádzku a úplne vyriešil problémy s hromadením koloidov, znečistením membrán a nestabilnou kvalitou výtokovej vody. Recyklovaná voda trvalo spĺňa štandardy pre opätovné použitie ultracistej vody v polovodičovom priemysle a úspešne absolvovala aj kontrolu dodržiavania environmentálnych predpisov, aj skúšku prijatia zákazníkom.
Podporná dokumentácia zahŕňa:
- Vlastní patenty na proces čistenia odpadových vôd z CMP
- Certifikáty CE, UL a ISO
- Správy o vysokopresnom testovaní kvality vody od nezávislých strán
- Dokumentácia o dokončení a prijatí projektu
- Referenčné projekty v polovodičovom priemysle
6. Rozsah služby a proces spolupráce
Poskytujeme komplexné EPC kompletné riešenia pre úpravu odpadovej vody z CMP suspenzií, vrátane štúdie lokality, odberu a analýzy odpadovej vody, prispôsobenej inžinierskej technológie, návrhu netypických zariadení, výroby zariadení, inštalácie, uvádzania do prevádzky, prevádzky a údržby, modernizácie systémov a dodávky spotrebného materiálu po celú dobu životnosti.
Štandardný spolupracovný proces
- Štúdia lokality a odber vody – vykonanie terénneho prieskumu, odber vzoriek odpadovej vody a vypracovanie komplexnej správy o analýze kvality vody.
- Prispôsobený inžiniersky návrh – Vývoj špeciálneho postupu úpravy, prispôsobeného technologického riešenia a komerčnej ponuky na základe skutočných prevádzkových podmienok výrobného závodu.
- Výroba zariadenia a stavba – Zahájenie výroby prispôsobeného zariadenia a stavebných prác na mieste po potvrdení zmluvy.
- Inštalácia a uvedenie do prevádzky – Dokončenie inštalácie, komplexného uvedenia do prevádzky a skúšobnej prevádzky až do dosiahnutia stabilnej zhody s požiadavkami na kvalitu vody.
- Akceptácia projektu a školenie – Podpora pri postupoch akceptácie projektu a poskytnutie odborného školenia pre obsluhu.
- Dlhodobá technická podpora – Poskytovanie pravidelných kontrol, preventívnej údržby, optimalizácie systému, modernizácie zariadení a 24/7 technickej podpory.
EN
