Da die Halbleiterfertigungsprozesse immer weiter fortschreiten und auf 3nm, 2nm und noch fortschrittlichere Verfahren umgestellt werden, ist die Reinstwasseraufbereitung für die Halbleiterindustrie zu einem der wichtigsten Prozessmedien geworden, die die Ausbeute der Chipproduktion bestimmen. Bei der Herstellung von Halbleiterwafern stellen Kernschritte wie Ätzen, Reinigen und Dünnschichtabscheidung extrem hohe Anforderungen an die Wasserreinheit. Spuren von Partikeln, Metallionen, organischen Stoffen und Mikroorganismen im Wasser können Probleme wie Kurzschlüsse in Präzisionsschaltkreisen, Waferdefekte und eine Verschlechterung der Chipleistung verursachen, was sich direkt auf die Produktausbeute auswirkt. Daher müssen professionelle Reinstwasseraufbereitungssysteme sind unverzichtbare Kernausrüstungen für Halbleiter-Waferfabriken. Ihre Reinigungspräzision, Betriebsstabilität und gleichbleibende Wasserqualität wirken sich unmittelbar auf die Produktionsqualität moderner Halbleiterprozesse aus.
Im Vergleich zum gereinigten Wasser, das in der herkömmlichen Industrie verwendet wird, gelten für die Reinstwasseraufbereitung in der Halbleiterindustrie extrem strenge Prüfstandards. Bei einer konstanten Standardtemperatur von 25 °C muss der spezifische Widerstand von Reinstwasser 18,2 MΩ-cm erreichen, was der theoretischen Grenze von reinem Wasser nahe kommt. Gleichzeitig muss der Gehalt an verschiedenen Schadstoffen im Wasser streng kontrolliert werden: Die Anzahl der Partikel, die größer als 0,05 Mikrometer pro Liter Wasser sind, muss weniger als eins betragen, der Gehalt an Spurenmetallionen muss weniger als 0,1 ppb betragen, der Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff muss innerhalb von 1 ppb liegen, und Mikroorganismen und gelöste Gase müssen fast vollständig entfernt werden. Diese extremen Anforderungen an die Reinstwasserqualität bedeuten, dass bei der Reinstwasseraufbereitung für Halbleiter kein einziges Reinigungsverfahren eingesetzt werden kann. Sie muss sich auf ein mehrstufiges, progressives Reinigungssystem stützen, um verschiedene Verunreinigungen Schicht für Schicht zu entfernen.
Der Prozess der Reinstwasseraufbereitung für die Halbleiterindustrie
Das derzeitige Verfahren zur Aufbereitung von Reinstwasser für die Halbleiterindustrie basiert auf einer dreistufigen Kerntechnologie: Vorbehandlung, primäre Entsalzung und abschließende Feinbehandlung, gekoppelt mit einem geschlossenen Kreislaufsystem, um eine stabile Wasserqualität während des gesamten Prozesses zu gewährleisten.
Die Vorbehandlung entfernt in erster Linie makroskopische Verunreinigungen und große partikelförmige Verunreinigungen aus dem Rohwasser. Dieses Gerät ist mit einem Multi-Media-Filter, einem Aktivkohlefilter, einem Wasserenthärter und einem Präzisionssicherheitsfilter ausgestattet, die jeweils ihre spezifische Funktion zur Vervollständigung der primären Reinigung erfüllen.
- Multi-Media-Filter können Schwebstoffe, Schlamm und kolloidale Verunreinigungen im Rohwasser abfangen und so die Wassertrübung und den SDI-Verschmutzungsindex reduzieren.
- Aktivkohlefilter adsorbieren effektiv Restchlor, Gerüche und großmolekulare organische Stoffe und verhindern so die Oxidation und Korrosion der nachfolgenden Präzisionsmembrananlagen.
- Wasserenthärtungsanlagen entfernen Kalzium- und Magnesiumionen aus dem Wasser und verhindern so die Verkalkung und Verstopfung der Umkehrosmosemembran.
② Die primäre Entsalzung ist der wichtigste Schritt zur Verbesserung der Wasserqualität. Die gängigste Technologie in der Branche ist eine Kombination aus zweistufiger Umkehrosmose und EDI-Elektrodeionisation.
- Die zweistufige Umkehrosmose-Membrantrenntechnologie kann mehr als 99% an ionischen Verunreinigungen, Partikeln und organischen Schadstoffen aus dem Wasser entfernen. Im Vergleich zur einstufigen Umkehrosmose verbessert das zweistufige Umkehrosmoseverfahren die Entsalzungsrate erheblich und reduziert effektiv die Betriebslast der nachgeschalteten Feinbehandlungsanlagen.
- Die zweistufige Umkehrosmose-Membrantrenntechnologie kann mehr als 99% an ionischen Verunreinigungen, Partikeln und organischen Schadstoffen aus dem Wasser entfernen. Im Vergleich zur einstufigen Umkehrosmose verbessert das zweistufige Umkehrosmoseverfahren die Entsalzungsrate erheblich und reduziert effektiv die Betriebslast der nachgeschalteten Feinbehandlungsanlagen.
③ Die Endreinigung ist ein wichtiges Verfahren zur Erreichung der Reinstwasserstandards für Halbleiter. Sie wird hauptsächlich zur Entfernung von Spurenverunreinigungen verwendet, die in hochreinem Wasser verbleiben, um eine ultimative Wasserreinigung zu erreichen. Die Kernkonfiguration dieser Einheit umfasst ein Ultraviolett-Oxidationssystem mit zwei Wellenlängen, eine Vakuumentgasungsvorrichtung und eine Poliermischbettanlage.
- Die ultravioletten Lampen mit zwei Wellenlängen (185nm und 254nm) können effizient Spuren von organischem Kohlenstoff im Wasser abbauen und restliche Mikroorganismen abtöten, so dass der Gehalt an organischen Stoffen auf ein Minimum reduziert werden kann.
- Vakuum-Entgasungstürme entfernen präzise gelöste Gase wie gelösten Sauerstoff und Kohlendioxid, die die Präzision der Chipverarbeitung beeinträchtigen.
- Ausgestattet mit einem hochreinen Spezialharz-Poliermischbett vervollständigt es die abschließende Ionenabscheidung, entfernt gründlich restliche Spurenmetallionen sowie Säure- und Alkaliionen und erzeugt schließlich Reinstwasser, das den höchsten Halbleiternormen entspricht und einen spezifischen Widerstand von 18,2 MΩ-cm aufweist.
3. Geschlossener Kreislauf für die Aufbereitung von Reinstwasser für die Halbleiterindustrie
Neben dem Kernreinigungsprozess ist das geschlossene Kreislaufsystem der Reinstwasseraufbereitung für die Halbleiterindustrie entscheidend für einen stabilen Betrieb in der Produktion. Reinstwasser, das in der Endstufe gereinigt wird, hat eine extrem schlechte Stabilität und ist sehr anfällig für Sekundärverschmutzung durch Faktoren wie Rohrmaterial, Luftkontakt und mikrobielle Anhaftung. Das gesamte industrielle System verwendet daher einen vollständig geschlossenen Rohrleitungskreislauf in Verbindung mit regelmäßiger Desinfektion der Rohrleitungen und Präzisionsfiltration im Endbereich, um Sekundärverunreinigungen vollständig zu beseitigen und sicherzustellen, dass die Wasserqualität am Verwendungsort mit der aus der Anlage austretenden Wasserqualität übereinstimmt.
4. Wichtige Betriebspunkte für die Reinstwasseraufbereitung in der Halbleiterindustrie
Im industriellen Betrieb und bei der Wartung liegt der Schwerpunkt der Reinstwasseraufbereitung für die Halbleiterindustrie in der Regel auf einem langfristig stabilen Betrieb und einer kostengünstigen Wartung. Wir müssen standardisierte Austauschzyklen für Verbrauchsmaterialien wie Filterpatronen, Filtermedien und Harze festlegen. Gleichzeitig verwenden wir Online-Überwachungsgeräte, um Schlüsselindikatoren wie den Wasserwiderstand, den gesamten organischen Kohlenstoff und die Feinstaubkonzentration in Echtzeit zu überwachen und so eine frühzeitige Warnung vor Anomalien der Wasserqualität zu ermöglichen.
Durch standardisierte Betriebs- und Wartungsabläufe können wir Schwankungen der Wasserqualität, die durch die Alterung der Anlagen und den Ausfall von Verbrauchsmaterialien verursacht werden, wirksam vermeiden, die Fehlerquote bei der Chip-Produktion senken und die gesamten Wartungskosten reduzieren. Wenn auch Sie dieses EDI benötigen Systeme zur Aufbereitung von Reinstwasser, bitte zögern Sie nicht Kontaktieren Sie mich für ein Angebot.
