A medida que los procesos de fabricación de semiconductores continúan evolucionando y actualizándose hacia procesos de 3 nm, 2 nm e incluso más avanzados, el tratamiento de agua ultrapura para la industria de los semiconductores se ha convertido en uno de los medios de proceso fundamentales que determinan el rendimiento de la producción de chips. En el proceso de fabricación de obleas de semiconductores, etapas clave como el grabado, la limpieza y la deposición de películas delgadas tienen requisitos extremadamente altos en cuanto a la pureza del agua. Las partículas traza, los iones metálicos, la materia orgánica y los microorganismos presentes en el agua pueden causar problemas como cortocircuitos en los circuitos de precisión, defectos en las obleas y la degradación del rendimiento de los chips, lo que afecta directamente al rendimiento del producto. Por lo tanto, profesional sistemas de tratamiento de agua ultrapura son equipos de apoyo fundamentales e indispensables para las fábricas de obleas semiconductoras. Su precisión de purificación, estabilidad operativa y consistencia en la calidad del agua condicionan directamente la calidad de la producción en los procesos avanzados de semiconductores.
En comparación con el agua purificada que se utiliza en las industrias tradicionales, el tratamiento del agua ultrapura para la industria de los semiconductores está sujeto a normas de ensayo industriales extremadamente estrictas. En un entorno estándar a temperatura constante de 25 °C, la resistividad del agua ultrapura debe alcanzar los 18,2 MΩ·cm, lo que se aproxima al límite teórico del agua pura. Al mismo tiempo, el contenido de diversos contaminantes en el agua debe controlarse estrictamente: el número de partículas mayores de 0,05 micrómetros por litro de agua debe ser inferior a uno, el contenido de iones de metales traza debe ser inferior a 0,1 ppb, el contenido total de carbono orgánico debe controlarse dentro de 1 ppb, y los microorganismos y gases disueltos deben eliminarse casi por completo. Este estándar de calidad de agua ultrapura tan estricto implica que la purificación de agua ultrapura para semiconductores no puede utilizar un único proceso de purificación. Debe basarse en un sistema de purificación progresiva de múltiples etapas para eliminar diversas impurezas capa por capa.
El proceso de tratamiento de agua ultrapura para la industria de los semiconductores
El proceso actual de tratamiento de agua ultrapura para la industria de los semiconductores se basa en una arquitectura tecnológica de tres etapas: pretratamiento, desalinización primaria y tratamiento fino final, junto con un sistema de circulación de circuito cerrado para garantizar una calidad estable del agua a lo largo de todo el proceso.
① El pretratamiento elimina principalmente las impurezas macroscópicas y los contaminantes en forma de partículas grandes del agua sin tratar. Esta unidad está equipada con un filtro multimedia, un filtro de carbón activado, un ablandador de agua y un filtro de seguridad de precisión, cada uno de los cuales desempeña su función específica para completar la purificación primaria.
- Los filtros multimedia pueden retener los sólidos en suspensión, el limo y las impurezas coloidales presentes en el agua sin tratar, reduciendo así la turbidez del agua y el índice de contaminación SDI.
- Los filtros de carbón activado adsorben eficazmente el cloro residual, los olores y la materia orgánica de gran tamaño, lo que evita la oxidación y la corrosión de los equipos de membrana de precisión posteriores.
- Los equipos de descalcificación eliminan los iones de calcio y magnesio del agua, lo que evita la formación de incrustaciones y la obstrucción de la membrana de ósmosis inversa.
② La desalinización primaria es la etapa fundamental para mejorar la calidad del agua. La tecnología más utilizada en el sector es una combinación de ósmosis inversa en dos etapas y desionización eléctrica (EDI).
- La tecnología de separación por membrana de ósmosis inversa de dos etapas puede eliminar más del 99,1 % de las impurezas iónicas, las partículas y los contaminantes orgánicos del agua. En comparación con la ósmosis inversa de una sola etapa, el proceso de ósmosis inversa de dos etapas mejora significativamente la tasa de desalinización y reduce de manera efectiva la carga operativa de los equipos de tratamiento de precisión situados en las etapas posteriores.
- La tecnología de separación por membrana de ósmosis inversa de dos etapas puede eliminar más del 99,1 % de las impurezas iónicas, las partículas y los contaminantes orgánicos del agua. En comparación con la ósmosis inversa de una sola etapa, el proceso de ósmosis inversa de dos etapas mejora significativamente la tasa de desalinización y reduce de manera efectiva la carga operativa de los equipos de tratamiento de precisión situados en las etapas posteriores.
③ La purificación final es un proceso clave para cumplir con los estándares de agua ultrapura para semiconductores. Se utiliza principalmente para eliminar las trazas de impurezas que quedan en el agua de alta pureza, logrando así la purificación definitiva del agua. La configuración principal de esta unidad incluye un sistema de oxidación por ultravioleta de doble longitud de onda, un dispositivo de desgasificación al vacío y un equipo de pulido de lecho mixto.
- Las lámparas ultravioletas de doble longitud de onda (185 nm y 254 nm) pueden descomponer eficazmente los trazas de carbono orgánico total presentes en el agua y eliminar los microorganismos residuales, lo que permite controlar el contenido de materia orgánica a niveles ultrabajos.
- Las torres de desgasificación al vacío eliminan con precisión los gases disueltos, como el oxígeno y el dióxido de carbono, que afectan a la precisión del procesamiento de chips.
- Equipado con un lecho mixto de resina especial de alta pureza para el pulido, lleva a cabo la captura final de iones, elimina por completo los iones metálicos residuales, así como los iones ácidos y alcalinos, y finalmente produce agua ultrapura que cumple con los más altos estándares de la industria de semiconductores y presenta una resistividad de 18,2 MΩ·cm.
3. Sistema de suministro de circuito cerrado para el tratamiento de agua ultrapura destinado a la industria de los semiconductores
Además del proceso de purificación principal, el sistema de distribución de circuito cerrado para el tratamiento de agua ultrapura destinado a la industria de los semiconductores es fundamental para garantizar un funcionamiento estable durante la producción. El agua ultrapura purificada en la etapa final tiene una estabilidad extremadamente baja y es muy susceptible a la contaminación secundaria por factores como el material de las tuberías, el contacto con el aire y la adhesión microbiana. Por lo tanto, todo el sistema industrial emplea un modo de circulación por tuberías totalmente cerrado, junto con la desinfección regular de las tuberías y la filtración de precisión en la etapa final, para eliminar por completo la contaminación secundaria y garantizar que la calidad del agua en el punto de uso sea consistente con la calidad del agua que sale del equipo.
4. Aspectos clave del tratamiento del agua ultrapura en la industria de los semiconductores
En las operaciones y el mantenimiento industrial, el tratamiento de agua ultrapura para la industria de los semiconductores suele centrarse en un funcionamiento estable a largo plazo y un mantenimiento de bajo costo. Es necesario establecer ciclos de reemplazo estandarizados para los consumibles, como los cartuchos filtrantes, los medios filtrantes y las resinas. Al mismo tiempo, utilizamos equipos de monitoreo en línea para supervisar en tiempo real indicadores clave como la resistividad del agua, el carbono orgánico total y la concentración de partículas, lo que permite la detección temprana de anomalías en la calidad del agua.
Gracias a la estandarización de las operaciones y el mantenimiento, podemos evitar de manera eficaz las fluctuaciones en la calidad del agua provocadas por el desgaste de los equipos y las fallas de los consumibles, reducir las tasas de defectos en la producción de chips y reducir los costos generales de mantenimiento. Si también necesita este EDI sistemas de tratamiento de agua ultrapura, No dudes en póngase en contacto conmigo. para obtener un presupuesto.
