1. Viri odpadnih vod, tipični onesnaževalci in značilnosti vode
Odpadne vode iz proizvodnje polprevodnikov iz silicijevega karbida (SiC) in galija nitrida (GaN) izvirajo predvsem iz epitaksialnega rasti, etširanja, implantacije ionov, nanašanja tankih plasti, brušenja plošč in čiščenja ter iz procesov izpiranja čistih sob. V primerjavi z odpadnimi vodami iz običajne silicijeve polprevodniške proizvodnje ima odpadna voda tretjega generacijskega polprevodnika znatno bolj zapleteno sestavo in jo je veliko težje obravnavati.
Tipični onesnaževalci vključujejo fluorid, visoke koncentracije kislin in baz, ultra-majhne delce silicijevega karbida, spojine galija, nitride, sledove težkih kovinskih ionov ter majhne količine organskih onesnaževalcev, kot so ostanki fotorezistov in kemikalije za odstranjevanje, kar povzroča nihanja ravni COD.
Odpadne vode so značilne po izmenično močno kislih in alkalnih tokovih, visokih koncentracijah fluoridov, ultra-melkih suspendiranih trdnih delcih ter zelo korozivnih lastnostih. Stabilni koloidni delci se zelo počasi usedajo, kar povečuje tveganje za zamašitev cevovodov in membran. Poleg tega proizvodnja polprevodnikov s širokim pasovnim presledkom zahteva rečisteno vodo izjemno visoke čistote, pri čemer so standardi kakovosti vode znatno strožji od standardov za običajno industrijsko odpadno vodo.
2. Pogosti izzivi strank
Proizvajalci polprevodnikov SiC in GaN pogosto soočajo več izzivov pri obravnavi odpadnih vod.
Ultrafini delci SiC in GaN je težko odstraniti z običajnim usedanjem, kar povzroča nabiranje mulja, zamašitev opreme, pogosto onesnaževanje membran in dragocen prekid proizvodnje. Vodna odpadna voda z visoko vsebino fluoridov, ki nastane med procesi etširanja, je težko enotno obravnavati, kar otežuje skladnost z vedno strožjimi okoljskimi standardi za izpuščanje.
Proizvodni proces poleg tega ustvarja izmenične kisli in alkalne odpadne vodne tokove z visoko korozivnostjo, zaradi česar je potrebna specializirana oprema za odpornost proti koroziji namesto standardnih industrijskih sistemov. Hkrati polprevodniški proizvajalci zahtevajo izjemno visoke stopnje recirkulacije ultrachiste vode, medtem ko običajne tehnologije za čiščenje pogosto ne morejo zagotoviti zahtevane kakovosti vode, kar vodi do prekomernega poraba sveže vode in višjih obratovalnih stroškov.
Poleg tega imajo sodobne tovarne za proizvodnjo polprevodnikov običajno omejeno namestitveno površino in hitro spreminjajoče se proizvodne linije, kar otežuje razširitev ali nadgradnjo konvencionalnih velikih obratov za čiščenje odpadnih voda. Posledično narašča povpraševanje po kompaktnih, modularnih in popolnoma prilagojenih sistemih za čiščenje odpadnih voda, ki so posebej zasnovani za visoko natančno proizvodnjo polprevodnikov.
3. Postopek obravnave in konfiguracija osnovne opreme
Za obravnavo odpadnih voda iz SiC in GaN, ki vsebujejo visoko vsebnost fluoridov, ultra-melke delce in so korozivne, uporabljamo specializiran postopek čiščenja, sestavljen iz naslednjih korakov:
Ločeno zbiranje → natančna nastavitev pH in destabilizacija koloidov → koagulacija in odstranjevanje fluoridov → drobno filtriranje → napredno membransko čiščenje → ponovna uporaba ultrachiste vode
Kisli, alkalni, fluoridne in procesne odpadne vode se zbirajo in izenačujejo ločeno, da se zmanjšajo hidravlične in kakovostne nihanja vode. Natančna regulacija pH-ja razgradi koloidne delce, medtem ko optimiziran sistem koagulacije in usedanja učinkovito odstrani suspendirane trdne snovi in večino fluorida.
Adsorpcija z aktivnim ogljikom in natančno filtriranje odstranita sledove organskih spojin in ostankov kovinskih kontaminantov. Očiščena voda nato prehaja skozi sistem ultrafiltracije (UF), nato pa še skozi protizamašitveni sistem reverzne osmoze (RO) za globoko desalinizacijo, kar omogoča proizvodnjo vode visoke čistote, primernega za čiščenje ploščic in druge postopke v proizvodnji polprevodnikov.
Osnovna oprema vključuje:
- Za korozijo odporno izenačevalna rezervoarja in sisteme za nastavitev pH-ja
- Reaktorje za učinkovito odstranjevanje fluorida in razgradnjo koloidov
- Popolnoma avtomatizirane sisteme za mehčanje vode
- Membranske filtrace z odpornostjo proti zamašitvi
- Inteligentni sistemi za dозiranje kemikalij
- Instrumenti za visoko natančno spletno spremljanje kakovosti vode
4. Prednosti rešitve
To rešitev so posebej razvili za proizvodnjo polprevodnikov tretje generacije na osnovi SiC in GaN ter učinkovito rešuje tri ključne industrijske izzive: odstranjevanje izjemno drobnih delcev, nadzor fluoridov in odpornost proti koroziji.
Očiščena voda dosledno izpolnjuje zahteve tako za ponovno uporabo v proizvodnji kot za okoljsko dopusten izliv. Po meri izdelane nestandardne naprave se lahko prilagodijo omejenim površinam obratov in zelo korozivnim obratovalnim okoljem; vključujejo okrepljene protikorozivne konstrukcije, protizamašitvene pretokovne kanale ter modularne kompaktne oblike, prilagojene za polprevodniške obrate.
Vsi jedrni električni krmilni sistemi, mehanska oprema in komponente za obrabo vode so izdelani v skladu z mednarodno priznanimi standardi CE, UL in ISO, kar zagotavlja izjemno varnost, zanesljivost in skladnost z regulativami za napredne aplikacije v proizvodnji polprevodnikov.
Sistem ponuja odlično odpornost proti nihanjem kakovosti vode, kar znatno zmanjšuje umazanje membran, pogostost vzdrževanja in izpad delovanja. Stopnja ponovne uporabe vode lahko presega 95 %, kar znatno zmanjšuje porabo sveže vode in skupne obratovalne stroške.
Njegova modularna, prostorsko učinkovita konstrukcija omogoča fleksibilno razširitev zmogljivosti, medtem ko popolnoma avtomatiziran inteligentni nadzor zagotavlja stabilno delovanje za neprekinjeno proizvodnjo polprevodniških naprav z visoko natančnostjo.
5. Reference projekta in podporno dokumentacijo
Uspešno smo dobavili sisteme za čiščenje odpadnih vod za proizvodne objekte za polprevodniške ploščice iz silicijevega karbida (SiC) in galijevega nitrida (GaN), vključno z referenčno tovarno za proizvodnjo širokopasovnih polprevodnikov z zmogljivostjo čiščenja 900 m³/dan.
Sistem je deloval zanesljivo, učinkovito odpravil nabiranje delcev, stabiliziral odstranjevanje fluoridov in stalno proizvajal obnovljeno vodo, ki izpolnjuje zahteve za ponovno uporabo ultrachiste vode za polprevodniške namene.
Podporno dokumentacijo sestavljajo:
- Lastniške procesne patente
- Certifikate CE, UL in ISO
- Poročila o preizkusih kakovosti vode neodvisnih tretjih strani
- Dokumentacija za sprejem projekta
- Referenčni projekti vodilnih proizvajalcev polprevodnikov
6. Obseg storitev in proces sodelovanja
Ponujamo celovite EPC ključ-v-roko rešitve za čiščenje odpadnih vod za proizvajalce polprevodnikov tretje generacije, vključno z raziskavo lokacije, analizo kakovosti vode, prilagojenim procesnim inženirstvom, izdelavo nestandardne opreme, namestitvijo, vzpostavitvijo, storitvami za obratovanje in vzdrževanje, nadgradnjami sistema ter dobavo potrošnega materiala za celotno življenjsko dobo sistema.
Standardni sodelovalni postopek
- Raziskava lokacije in vzorčenje odpadne vode z obsežno analizo kakovosti vode
- Prilagojeni načrt procesa in opreme na podlagi obratnih pogojev
- Izdelava opreme in gradnja na kraju samem po potrditvi pogodbe
- Namestitev, vzpostavitev in integrirano preskusno obratovanje, dokler ni dosežena stabilna skladnost
- Podpora pri sprejemu projekta in usposabljanje obratovalcev
- Dolgoročne preventivne vzdrževalne storitve, tehnična podpora, optimizacija sistema in nadgradbene storitve
EN
