Рішення для очищення стічних вод із суспензії CMP

1. Джерела стічних вод, типові забруднювачі та характеристики води

Відходові води з суспензії для хіміко-механічної планаризації (CMP) — це важливий тип технологічних стічних вод, що утворюються під час виробництва напівпровідникових пластин. Вони в основному походять із процесу хіміко-механічного полірування (CMP), очищення пластин після CMP, скидання використаних суспензій та миття підлоги в чистих приміщеннях.

Порівняно з традиційними промисловими стічними водами відходові води з суспензії CMP мають високоступінь спеціалізовані характеристики. Основними забруднювачами є наночастинки кремній-діоксиду (SiO₂) та церій-діоксиду (CeO₂), а також слідові йони металів, зокрема міді (Cu) й алюмінію (Al), диспергатори полірувальних суспензій, інгібітори корозії бензотріазол (BTA) та залишки кислот і лугів.

Стічні води характеризуються надзвичайно високою мутністю та надзвичайно стабільними колоїдними частинками. Через ультра-дрібний розмір частинок завислі речовини важко осідають і не можуть бути ефективно відокремлені за допомогою традиційних технологій очищення. Хоча загальний показник ХПК є порівняно низьким, стічні води мають високу в’язкість, значний потенціал утворення накипу та часті коливання якості води, що призводить до поширених експлуатаційних проблем — засмічення трубопроводів та забруднення мембран.

Крім того, у виробництві напівпровідників потрібна ультраочищена вторинна вода, яка відповідає надзвичайно жорстким вимогам до технологічної води; вимоги до якості води значно перевищують ті, що стосуються звичайного промислового повторного використання стічних вод.

2. Поширені проблеми замовників

Очищення стічних вод від процесу хімічно-механічного полірування (CMP) ставить кілька високоспеціалізованих технічних завдань, унікальних для виробництва напівпровідників.

Стабільні наномасштабні колоїди кремнієвої кислоти важко видалити за допомогою звичайних процесів осадження, що призводить до накопичення шламу, сильного забруднення мембран, частого замінювання мембран та незапланованих зупинок роботи системи, які безпосередньо впливають на безперервність виробництва пластина.

Залишкові хімікати для полірування та слідові кількості важких металів можуть спричинити ризики невідповідності екологічним вимогам, якщо їх повністю не видалено.

Оскільки підприємства з виготовлення напівпровідників потребують рекультивованої води надзвичайно високої чистоти, звичайні системи очищення води часто не здатні стабільно забезпечувати потрібну якість води, що призводить до низького рівня повторного використання води та зростання експлуатаційних витрат.

Стандартизоване обладнання для очищення стічних вод, як правило, не розраховане на високов’язку та ультрадрібнодисперсну природу стічних вод із процесу хіміко-механічного полірування (CMP), тому воно має недостатню стійкість до засмічення та корозії.

Крім того, підприємства з виробництва напівпровідників часто розширюють потужності, тоді як традиційні системи очищення займають велику площу й забезпечують обмежену гнучкість для модернізації потужностей. У результаті зростає попит на інтегровані та спеціалізовані рішення щодо очищення стічних вод, розроблені спеціально для сучасного виробництва напівпровідників.

3. Процес очищення та конфігурація основного обладнання

Щоб вирішити основні проблеми стічних вод із процесу хіміко-механічного полірування (CMP) — зокрема стабільні колоїди, надтонкі частинки та забруднення мембран — ми застосовуємо спеціалізований процес очищення, що складається з таких етапів:

Роздільне збирання → Точне регулювання якості води та коагуляція → Високоефективна флокуляція та осадження → Точне фільтрування → Просунута мембранна очистка → Повторне використання ультрачистої води

Стічні води із процесу CMP збирають окремо й вирівнюють, щоб забезпечити стабільні умови очищення.

Точне регулювання рН порушує стабільність колоїдних частинок, тоді як високоефективна система коагуляції та флокуляції швидко агрегує й осаджує нанометрові абразивні частинки.

Після осадження більшість завислих речовин і колоїдних забруднювачів видаляється, перш ніж вода проходить через прецизійну фільтрацію та адсорбцію активованим вугіллям, що дозволяє ліквідувати залишкові органічні сполуки та слідові домішки металів.

Нарешті, система ультрафільтрації (UF) у поєднанні з антизабруднювальною зворотноосмотичною (RO) мембранною системою забезпечує просунуте опріснення та очищення, виробляючи рекультивовану воду високої якості, придатну для полірування та промивання кремнієвих пластин.

Основне обладнання включає:

• Інтелектуальні системи регулювання рН та хімічної обробки
• Високоефективні реактори коагуляції та флокуляції
• Прецізні фільтраційні блоки
• Мембранні фільтраційні системи, стійкі до забруднення
• Системи очищення активованим вугіллям
• Повністю автоматизовані системи дозування хімічних реагентів
• Системи високоточного онлайн-моніторингу якості води

4. Переваги рішення

Це рішення спеціально розроблено для стічних вод від полірування кремнієвих пластин (CMP) у напівпровідниковій промисловості й ефективно вирішує найскладніші галузеві проблеми, зокрема складне розділення колоїдів та сильне забруднення мембран.

Ексклюзивний процес обробки ефективно видаляє надтонкі частинки кремнієвої кислоти, слідові кількості важких металів та залишкові органічні забруднювачі, постійно забезпечуючи отримання регенерованої води, що відповідає стандартам повторного використання води в напівпровідникових технологічних процесах.

Ми пропонуємо повністю індивідуалізовані технічні рішення, адаптовані до умов чистих приміщень для виробництва напівпровідників, планування підприємства та характеристик стічних вод. Індивідуальні проти-закупорювальні потокові канали, корозійностійкі корпуси обладнання та прецизійні фільтраційні структури гарантують оптимальну роботу в екстремальних умовах експлуатації стічних вод від CMP.

Усі основні електричні системи керування, механічне обладнання та компоненти систем очищення води сертифіковані відповідно до стандартів CE, UL та ISO й відповідають міжнародним вимогам щодо безпеки для передових виробничих потужностей у Європі та Північній Америці.

Система демонструє виняткову стійкість до гідравлічних коливань та змін якості води, значно зменшуючи забруднення мембран, частоту технічного обслуговування та простої обладнання.

Коефіцієнт повторного використання води перевищує 95 %, що суттєво зменшує споживання прісної води та експлуатаційні витрати.

Модульна інтегрована конструкція мінімізує площу, необхідну для встановлення, і одночасно забезпечує гнучкі можливості подальшого розширення. Повністю автоматизована інтелектуальна робота задовольняє вимоги безперервного виробництва з високою точністю, характерні для сучасних підприємств з виготовлення напівпровідникових пластин.

5. Посилання на проекти та підтверджувальна документація

Ми успішно завершили кілька проектів очищення стічних вод від суспензій для хіміко-механічного полірування (CMP), призначених для підприємств з виготовлення напівпровідникових пластин.

Типовим проектом є проект рециркуляції стічних вод від хіміко-механічної полірувальної (CMP) лінії для напівпровідникових пластинах діаметром 12 дюймів із продуктивністю очищення 1000 м³/добу.

Система продемонструвала тривалу стабільну роботу, повністю усунувши проблеми, пов’язані з накопиченням колоїдів, забрудненням мембран та нестабільністю якості очищеної води. Рециклована вода постійно відповідає стандартам ультрачистої води для повторного використання в напівпровідниковій промисловості й успішно пройшла і перевірки на відповідність екологічним вимогам, і приймальні випробування на підприємстві.

Документація, що підтверджує рішення, включає:

• Патенти на власницький процес очищення стічних вод CMP
• Сертифікати відповідності CE, UL та ISO
• Звіти про високоточне лабораторне аналізування якості води, складені незалежною третьою стороною
• Документація щодо завершення проекту та його приймання
• Посилання на реалізовані проекти в напівпровідниковій галузі

6. Обсяг послуг та процес співпраці

Ми надаємо повний комплекс рішень EPC «під ключ» для очищення стічних вод із суспензії CMP, включаючи обстеження майданчика, відбір та аналіз проб стічних вод, індивідуальне проектування технологічних процесів, розробку нестандартного обладнання, виробництво обладнання, монтаж, пусконалагодження, експлуатацію та технічне обслуговування, модернізацію системи та постачання споживних матеріалів протягом усього терміну експлуатації.

Стандартний процес співпраці

• Обстеження майданчика та відбір проб води — проведення польового обстеження, збирання проб стічних вод та оформлення детального звіту про якість води.
• Індивідуальне інженерне проектування — розробка спеціалізованого процесу очищення, індивідуального обладнання та комерційної пропозиції на основі реальних умов експлуатації фабрики.
• Виробництво обладнання та будівництво — початок виготовлення індивідуального обладнання та будівельних робіт на місці після підтвердження контракту.
• Монтаж та пусконалагодження — завершення монтажу, комплексного пусконалагодження та пробної експлуатації до досягнення стабільного відповідності вимогам до якості води.
• Приймання проекту та навчання — допомога у процедурах приймання проекту та надання професійного навчання для операторів.
• Тривала технічна підтримка — проведення регулярних перевірок, профілактичного обслуговування, оптимізації системи, оновлення обладнання та технічної підтримки 24/7.