1. Джерела стічних вод, типові забруднювачі та характеристики води
Стічні води, що утворюються під час виробництва напівпровідників на основі карбіду кремнію (SiC) та нітриду галію (GaN), переважно походять із процесів епітаксіального зростання, травлення, іонної імплантації, осадження тонких плівок, шліфування пластин та їхнього очищення, а також промивання чистих приміщень. Порівняно зі стічними водами традиційного кремнієвого напівпровідникового виробництва, стічні води третього покоління напівпровідників мають значно складніший склад і є суттєво важчими для очищення.
Типові забруднювачі включають фториди, високі концентрації кислот та лугів, надтонкі частинки карбіду кремнію, сполуки галію, нітриди, слідові кількості іонів важких металів, а також невеликі кількості органічних забруднювачів, таких як залишки фотополімеру та хімікати для його видалення, що призводить до коливань рівня ХПК.
Стічні води характеризуються змінними кислими та лужними потоками, високими концентраціями фторидів, надтонкими завислими речовинами та високою корозійною активністю. Стабільні колоїдні частинки осідають дуже повільно, що підвищує ризик забруднення трубопроводів та закупорення мембран. Крім того, виробництво напівпровідників із широкозонними напівпровідниками вимагає вторинно очищеної води надвисокої чистоти, а вимоги до якості води значно суворіші порівняно зі стандартами звичайної промислової очистки стічних вод.
2. Поширені проблеми замовників
Виробники напівпровідників SiC та GaN часто стикаються з кількома проблемами у процесі очистки стічних вод.
Ультратонкі частинки SiC та GaN важко видалити за допомогою звичайного осадження, що призводить до накопичення шламу, закупорювання обладнання, частого забруднення мембран та дорогостоячого простою виробництва. Високофторидні стічні води, що утворюються під час процесів травлення, важко очищати стабільно, що ускладнює виконання все більш жорстких екологічних норм скидання.
Виробничий процес також генерує поперемінні кислотні та лужні стічні води з високою корозійністю, для яких потрібне спеціалізоване корозійностійке обладнання замість стандартних промислових систем. У той самий час виробники напівпровідників вимагають надзвичайно високих показників повторного використання ультрачистої води, тоді як звичайні технології очищення часто не забезпечують необхідну якість води, що призводить до надмірного споживання прісної води та зростання експлуатаційних витрат.
Крім того, сучасні напівпровідникові фабрики зазвичай мають обмежене місце для встановлення обладнання та швидко оновлювані виробничі лінії, що ускладнює розширення або модернізацію традиційних масштабних установок з очищення стічних вод. У результаті зростає попит на компактні, модульні й повністю індивідуалізовані системи очищення стічних вод, спеціально розроблені для високоточного напівпровідникового виробництва.
3. Процес очищення та конфігурація основного обладнання
Щоб усунути високий вміст фторидів, надтонкі частинки та корозійні властивості стічних вод із карбіду кремнію (SiC) та нітриду галію (GaN), ми застосовуємо спеціалізований процес очищення, що складається з таких етапів:
Роздільне збирання → Точна корекція pH та дестабілізація колоїдів → Коагуляція та видалення фторидів → Тонке фільтрування → Просунута мембранна очистка → Повторне використання ультрачистої води
Кислі, лужні, фторидні та технологічні стічні води збираються й вирівнюються окремо, щоб мінімізувати гідравлічні коливання та коливання якості води. Точне регулювання рН призводить до дестабілізації колоїдних частинок, а оптимізована система коагуляції та осадження ефективно видаляє завислі речовини й більшість фторидів.
Адсорбція активованого вугілля та точне фільтрування усувають слідові органічні сполуки та залишкові забруднювачі у вигляді металів. Потім очищена вода проходить через систему ультрафільтрації (UF), а далі — через зворотноосмотичну (RO) систему, стійку до забруднення, що забезпечує глибоке знешкодження й отримання води високої чистоти, придатної для промивання кремнієвих пластин та інших процесів у виробництві напівпровідників.
Основне обладнання включає:
- Корозійностійкі резервуари для вирівнювання та системи регулювання рН
- Високоефективні реактори для видалення фторидів та руйнування колоїдів
- Повністю автоматизовані системи пом’якшення води
- Мембранні фільтраційні системи, стійкі до забруднення
- Інтелектуальні системи дозування хімічних реагентів
- Високоточні онлайн-прилади для моніторингу якості води
4. Переваги рішення
Цей розв’язок спеціально розроблено для виробництва напівпровідників третього покоління на основі SiC та GaN і ефективно вирішує три ключові галузеві завдання: видалення надтонких частинок, контроль вмісту фторидів та стійкість до корозії.
Очищена вода постійно відповідає вимогам як до повторного використання в технологічному процесі, так і до норм скидання у навколишнє середовище. Можливо розробити нестандартне обладнання, адаптоване до компактних планувальних рішень підприємств та надзвичайно агресивних умов експлуатації: з посиленою антикорозійною конструкцією, протизабивними каналами потоку та модульним компактним дизайном, спеціально орієнтованим на потреби напівпровідникових виробництв.
Усі основні електричні системи керування, механічне обладнання та компоненти систем водопідготовки виготовлені з дотриманням міжнародно визнаних стандартів CE, UL та ISO, що гарантує високий рівень безпеки, надійності та відповідності нормативним вимогам для високотехнологічних напівпровідникових застосувань.
Система забезпечує відмінну стійкість до коливань якості води, значно зменшуючи забруднення мембран, частоту технічного обслуговування та простої у роботі. Рівень повторного використання води може перевищувати 95 %, що суттєво знижує споживання прісної води й загальні експлуатаційні витрати.
Її модульна компактна конструкція дозволяє гнучке розширення потужності, а повністю автоматизований інтелектуальний контроль забезпечує стабільну роботу для безперервного виробництва напівпровідників з високою точністю.
5. Посилання на проекти та підтверджувальна документація
Ми успішно поставили системи очищення стічних вод для підприємств з виробництва напівпровідникових пластин із карбіду кремнію (SiC) та нітриду галію (GaN), у тому числі для еталонного заводу з виробництва напівпровідників із широкою забороненою зоною потужністю 900 м³/добу.
Система працювала надійно, ефективно усуваючи накопичення частинок, стабілізуючи видалення фторидів та постійно виробляючи регенеровану воду, що відповідає вимогам до ультрачистої води для повторного використання в напівпровідниковій промисловості. Проект успішно пройшов як заводські приймальні випробування, так і перевірки на відповідність екологічним вимогам.
Документація, що підтверджує рішення, включає:
- Патенти на власницькі технологічні процеси
- Сертифікати CE, UL та ISO
- Звіти про лабораторні аналізи якості води, виконані незалежними сторонами
- Документація щодо приймання проекту
- Посилання на референтні проекти провідних виробників напівпровідників
6. Обсяг послуг та процес співпраці
Ми надаємо повний комплекс рішень EPC «під ключ» щодо очищення стічних вод для виробників напівпровідників третього покоління: дослідження майданчика, аналіз якості води, індивідуальне проектування технологічних процесів, виготовлення нестандартного обладнання, монтаж, пусконалагоджувальні роботи, обслуговування та технічне обслуговування, модернізація системи та постачання споживних матеріалів протягом усього терміну експлуатації.
Стандартний процес співпраці
- Огляд об'єкта та відбір проб стічних вод із комплексним аналізом якості води
- Індивідуальне проектування технологічного процесу та обладнання з урахуванням умов виробництва
- Виробництво обладнання та будівництво на місці після підтвердження договору
- Монтаж, пусконалагодження та комплексне пробне експлуатування до досягнення стабільної відповідності вимогам
- Підтримка при прийманні проекту та навчання операторів
- Тривалий профілактичний технічний обслуговування, технічна підтримка, оптимізація системи та послуги щодо модернізації
EN
