Rešitev za obravnavo odpadnih vod iz CMP-maščobe

1. Viri odpadnih vod, tipični onesnaževalci in značilnosti vode

Odpadna voda iz suspenzije za kemično-mehansko izravnavanje (CMP) je ključna procesna odpadna voda, ki nastaja med proizvodnjo polprevodniških plošč. Glavno izvira iz kemično-mehanskega brušenja (CMP), čiščenja plošč po CMP, odstranjevanja porabljene suspenzije ter operacij pranja tal v čistih sobah.

V primerjavi z običajno industrijsko odpadno vodo ima odpadna voda iz CMP-suspenzije zelo specializirane lastnosti. Glavni onesnaževalci so nano delci silicijevega dioksida (SiO₂) in cerijevega dioksida (CeO₂), skupaj z majhnimi količinami kovinskih ionov, kot sta baker (Cu) in aluminij (Al), dispergatorji brušne suspenzije, korozivni inhibitorji, kot je benzotriazol (BTA), ter ostanki kislin in alkalij.

Odpadna voda je značilna po izjemno visoki motnosti in izjemno stabilnih koloидnih delcih. Zaradi ultra-majhnih velikosti delcev se suspendirane trdne snovi težko usedajo in jih ni mogoče učinkovito ločiti z običajnimi tehnologijami za čiščenje. Čeprav je skupni COD relativno nizek, odpadna voda kaže viskoznost, pomembno oborinotvornost in pogoste nihanja kakovosti vode, kar povzroča pogoste operativne težave, kot so zamašitve cevovodov in onesnaževanje membran.

Poleg tega proizvodnja polprevodnikov zahteva ultrachisto recirkulirano vodo, ki izpolnjuje izjemno stroge specifikacije procesne vode; zahteve glede kakovosti vode presegajo tiste pri običajni ponovni uporabi industrijske odpadne vode.

2. Pogosti izzivi strank

Obdelava odpadne vode iz postopka CMP predstavlja več zelo specializiranih tehničnih izzivov, ki so edinstveni za proizvodnjo polprevodnikov.

Stabilne nano-merilne količine silicijevega dioksida je težko odstraniti z običajnimi usedalnimi postopki, kar povzroča nabiranje mulja, hudo zamaševanje membran, pogosto zamenjavo membran ter nepredvidene zaustavitve sistema, ki neposredno vplivajo na neprekinjenost proizvodnje plošč.

Ostanke brušilnih kemikalij in sledove težkih kovin je treba popolnoma odstraniti, saj sicer obstaja tveganje neskladnosti z okoljskimi predpisi.

Ker proizvodne naprave za polprevodnike zahtevajo izredno visoko čistoto ponovno uporabljene vode, običajni sistemi za čiščenje vode pogosto ne morejo dosledno doseči zahtevane kakovosti vode, kar povzroča nizko stopnjo ponovne uporabe vode in povečane obratovalne stroške.

Standardna oprema za čiščenje odpadnih voda ni na splošno zasnovana za viskoznost in ultra-majhne delce odpadne vode iz CMP-brušenja, zato ponuja nedostatno odpornost proti zamašitvam in koroziji.

Poleg tega se proizvodne zmogljivosti polprevodniških tovarn pogosto povečujejo, medtem ko konvencionalni sistemi za čiščenje odpadnih voda zavzemajo veliko površino in omogočajo le omejeno prilagodljivost pri povečevanju zmogljivosti. Posledično se vedno bolj zahtevajo integrirane in prilagojene rešitve za čiščenje odpadnih vod, ki so posebej zasnovane za napredno proizvodnjo polprevodnikov.

3. Postopek obravnave in konfiguracija osnovne opreme

Za reševanje glavnih izzivov pri čiščenju odpadnih vod iz postopka CMP – vključno z stabilnimi koloidi, ultra-melkimi delci in zastrupitvijo membran – uporabljamo specializiran postopek čiščenja, sestavljen iz naslednjih korakov:

Ločeno zbiranje → Natančna regulacija kakovosti vode in koagulacija → Visoko učinkovito flokulacija in usedanje → Natančna filtracija → Napredno membransko čiščenje → Ponovna uporaba ultraciste vode

Odpadne vode iz postopka CMP se zbirajo ločeno in izenačijo, da se zagotovi stabilno delovanje sistema za čiščenje.

Natančna regulacija pH-ja destabilizira koloidne delce, medtem ko visoko učinkovit sistem koagulacije in flokulacije hitro združuje in useda nano-lupinaste delce.

Po usedanju se odstrani večina suspendiranih trdnih snovi in koloидnih kontaminantov, nato pa voda prehaja skozi natančno filtracijo in adsorpcijo na aktivnem oglju, s čimer se odstranijo ostanki organskih spojin in sledi kovinskih nečistoč.

Končno sistem ultrafiltracije (UF) v kombinaciji s proti-onesnaževalnim reverznim osmoznim (RO) membranskim sistemom zagotavlja napredno desalinizacijo in čiščenje ter proizvaja vodo visoke kakovosti za poliranje in čiščenje ploščic.

Osnovna oprema vključuje:

• Inteligenčne sisteme za regulacijo pH-ja in kemično pripravo vode
• Reaktorje za visoko učinkovito koagulacijo in flokulacijo
• Natančni filtri
• Membranske filtrace z odpornostjo proti zamašitvi
• Sistemi za čiščenje z aktivnim ogljem
• Popolnoma avtomatski sistemi za doziranje kemikalij
• Sistemi za visoko natančno spremljanje kakovosti vode v realnem času

4. Prednosti rešitve

To rešitev so posebej razvili za odpadne vode iz polirnih suspenzij (CMP) v proizvodnji polprevodnikov in učinkovito odpravljajo najtežje industrijske izzive, kot so težave pri ločevanju koloidov in huda umazanija membran.

Lastna obravnava učinkovito odstrani ultra-majhne delce silicija, sledove težkih kovin in ostankov organskih onesnaževalcev ter stalno proizvaja obnovljeno vodo, ki izpolnjuje standarde za ponovno uporabo vode v procesih proizvodnje polprevodnikov.

Ponujamo popolnoma prilagojene rešitve opreme, prilagojene okolju polprevodniških čistih sob, razporeditvi tovarne in značilnostim odpadne vode. Prilagojeni protizamašitveni pretokovni kanali, odporni na korozijo ohišja opreme ter natančne filtracijske strukture zagotavljajo optimalno delovanje v zahtevnih obratovalnih pogojih odpadne vode iz procesa CMP.

Vsi osnovni električni krmilni sistemi, mehanska oprema in komponente za čiščenje vode so certificirani v skladu s standardi CE, UL in ISO ter izpolnjujejo mednarodne varnostne zahteve za napredne proizvodne objekte v Evropi in Severni Ameriki.

Sistem kaže odlično odpornost proti nihanjem hidravličnega tlaka in kakovosti vode, kar znatno zmanjšuje zamaševanje membran, pogostost vzdrževanja ter izpadanje opreme.

Stopnja ponovne uporabe vode presega 95 %, kar bistveno zmanjša porabo sveže vode in obratovalne stroške.

Njegova modularna integrirana zasnova zmanjšuje prostor za namestitev, hkrati pa omogoča fleksibilno prihodnjo razširitev. Popolnoma avtomatizirano inteligentno delovanje podpira zahteve po neprekinjeni in visoko natančni proizvodnji v sodobnih napravah za izdelavo polprevodniških plošč.

5. Reference projekta in podporno dokumentacijo

Uspešno smo izvedli več projektov za obravnavo odpadnih voda iz procesa CMP (chemical-mechanical polishing) za naprave za izdelavo polprevodniških plošč.

Značilen projekt je projekt recikliranja odpadne vode iz procesa CMP (chemical mechanical polishing) na polprevodniškem tovarniškem objektu za izdelavo ploščic s premerom 12 palcev, z zmogljivostjo obdelave 1.000 m³/dan.

Sistem je dokazal dolgoročno stabilno delovanje in popolnoma odpravil težave, povezane s kopičenjem koloidov, umazanostjo membran ter nestabilno kakovostjo izpuščene vode. Reciklirana voda redno izpolnjuje standarde za ponovno uporabo ultrachiste vode v polprevodniških napravah ter uspešno opravila tako okoljske nadzorne preglede kot tudi testiranje sprejema na kraju samem.

Podporno dokumentacijo sestavljajo:

• Lastni patenti za postopek čiščenja odpadnih voda pri CMP
• Certifikati CE, UL in ISO
• Neodvisna poročila o visoko natančnem testiranju kakovosti vode
• Dokumentacija o zaključku in sprejemu projekta
• Referenčni projekti znotraj polprevodniške industrije

6. Obseg storitev in proces sodelovanja

Ponujamo celovite EPC ključ-v-roko rešitve za obravnavo odpadne vode iz procesa CMP, ki zajemajo raziskavo lokacije, vzorčenje in analizo odpadne vode, prilagojeno inženirstvo procesov, oblikovanje nestandardne opreme, izdelavo opreme, namestitev, zagon, obratovanje in vzdrževanje, nadgradnje sistema ter dobavo potrošnega materiala za celotno življenjsko dobo sistema.

Standardni sodelovalni postopek

• Raziskava lokacije in vzorčenje vode – Izvedemo terensko raziskavo, zberemo vzorce odpadne vode in izdamo podrobno poročilo o analizi kakovosti vode.
• Prilagojen inženirski načrt – Razvijemo poseben postopek obravnave, prilagojeno opremo in komercialno ponudbo na podlagi dejanskih obratovalnih pogojev čistilne naprave.
• Izdelava opreme in gradnja – Po potrditvi pogodbe začnemo z izdelavo prilagojene opreme in gradnjo na kraju samem.
• Namestitev in vzpostavitev – Dokončamo namestitev, integrirano vzpostavitev in preskusni obrat, dokler ne dosežemo stabilnega skladanja z zahtevami za kakovost vode.
• Sprejem projekta in usposabljanje – Pomagamo pri postopkih sprejema projekta in zagotavljamo strokovno usposabljanje obratovalcev.
• Dolgoročna tehnična podpora – Zagotavljamo redne preglede, preventivno vzdrževanje, optimizacijo sistema, nadgradnje opreme in tehnično podporo 24/7.