À medida que os processos de fabrico de semicondutores continuam a ser iterados e actualizados para processos de 3nm, 2nm e ainda mais avançados, o tratamento de água ultrapura para a indústria de semicondutores tornou-se um dos principais meios de processamento que determinam o rendimento da produção de pastilhas. No processo de fabrico de bolachas semicondutoras, as etapas principais como a gravação, a limpeza e a deposição de película fina têm requisitos extremamente elevados para a limpeza da água. As partículas vestigiais, os iões metálicos, a matéria orgânica e os microrganismos presentes na água podem causar problemas como curto-circuitos em circuitos de precisão, defeitos nas bolachas e degradação do desempenho das pastilhas, afectando diretamente o rendimento do produto. Por conseguinte, os profissionais sistemas de tratamento de água ultrapura são equipamentos de apoio indispensáveis para as fábricas de bolachas semicondutoras. A sua precisão de purificação, estabilidade operacional e consistência da qualidade da água condicionam diretamente a qualidade da produção de processos avançados de semicondutores.
Em comparação com a água purificada utilizada nas indústrias tradicionais, o tratamento de água ultrapura para a indústria de semicondutores tem normas de ensaio industriais extremamente rigorosas. Num ambiente normalizado de temperatura constante de 25°C, a resistividade da água ultrapura deve atingir 18,2 MΩ-cm, aproximando-se do limite teórico da água pura. Simultaneamente, o teor de vários poluentes na água deve ser rigorosamente controlado: o número de partículas superiores a 0,05 micrómetros por litro de água deve ser inferior a um, o teor de iões metálicos vestigiais deve ser inferior a 0,1 ppb, o teor de carbono orgânico total deve ser controlado dentro de 1 ppb, e os microrganismos e gases dissolvidos devem ser quase completamente eliminados. Esta norma extrema de qualidade da água ultrapura significa que a purificação de água ultrapura para semicondutores não pode utilizar um único processo de purificação. Deve basear-se num sistema de purificação progressivo de várias fases para remover várias impurezas camada a camada.
O processo de tratamento de água ultrapura para a indústria de semicondutores
O atual processo de tratamento de água ultrapura para a indústria de semicondutores emprega uma arquitetura de tecnologia de base em três fases: pré-tratamento, dessalinização primária e tratamento fino final, juntamente com um sistema de circulação em circuito fechado para garantir uma qualidade estável da água ao longo de todo o processo.
① O pré-tratamento remove principalmente as impurezas macroscópicas e os contaminantes de partículas grandes da água bruta. Esta unidade está equipada com um filtro multimédia, filtro de carvão ativado, amaciador de água e filtro de segurança de precisão, cada um desempenhando a sua função específica para completar a purificação primária.
- Os filtros multimédia podem intercetar sólidos em suspensão, sedimentos e impurezas coloidais na água bruta, reduzindo a turvação da água e o índice de poluição SDI.
- Os filtros de carvão ativado absorvem eficazmente o cloro residual, os odores e a matéria orgânica de grande peso molecular, evitando a oxidação e a corrosão do equipamento de membrana de precisão subsequente.
- O equipamento de descalcificação da água remove os iões de cálcio e magnésio da água, evitando a formação de incrustações e o entupimento da membrana de osmose inversa.
② A dessalinização primária é o principal passo para melhorar a qualidade da água. A tecnologia dominante na indústria é uma combinação de osmose reversa de dois estágios e eletro-deionização EDI.
- A tecnologia de separação por membrana de osmose inversa de fase dupla pode remover mais de 99% de impurezas iónicas, partículas e poluentes orgânicos da água. Em comparação com a osmose inversa de fase única, o processo de osmose inversa de fase dupla melhora significativamente a taxa de dessalinização e reduz efetivamente a carga operacional do equipamento de tratamento fino a jusante.
- A tecnologia de separação por membrana de osmose inversa de fase dupla pode remover mais de 99% de impurezas iónicas, partículas e poluentes orgânicos da água. Em comparação com a osmose inversa de fase única, o processo de osmose inversa de fase dupla melhora significativamente a taxa de dessalinização e reduz efetivamente a carga operacional do equipamento de tratamento fino a jusante.
③ A purificação terminal é um processo fundamental para atingir os padrões de água ultrapura para semicondutores. É usado principalmente para remover vestígios de impurezas remanescentes na água de alta pureza, alcançando a purificação final da água. A configuração central desta unidade inclui um sistema de oxidação ultravioleta de duplo comprimento de onda, um dispositivo de desgaseificação a vácuo e um equipamento de leito misto de polimento.
- As lâmpadas ultravioleta de duplo comprimento de onda de 185nm e 254nm podem decompor eficazmente vestígios de carbono orgânico total na água e matar microrganismos residuais, conseguindo um controlo ultra-baixo do teor de matéria orgânica.
- As torres de desgaseificação por vácuo removem com precisão os gases dissolvidos, como o oxigénio dissolvido e o dióxido de carbono, que afectam a precisão do processamento das aparas.
- Equipado com um leito misto de polimento de resina especial de alta pureza, completa a captura final de iões, remove completamente os iões metálicos residuais e os iões ácidos e alcalinos e, finalmente, produz água ultrapura que cumpre as normas de semicondutores de topo e tem uma resistividade de 18,2 MΩ-cm.
3. Sistema de distribuição em circuito fechado para o tratamento de água ultrapura para a indústria de semicondutores
Para além do processo de purificação principal, o sistema de distribuição em circuito fechado do tratamento de água ultrapura para a indústria de semicondutores é crucial para um funcionamento estável da produção. A água ultrapura purificada na fase terminal tem uma estabilidade extremamente fraca e é altamente suscetível à contaminação secundária de factores como o material da tubagem, o contacto com o ar e a adesão microbiana. Por conseguinte, todo o sistema industrial utiliza um modo de circulação de condutas totalmente fechado, associado a uma desinfeção regular das condutas e a uma filtragem de precisão do terminal, para eliminar completamente a contaminação secundária e garantir que a qualidade da água no ponto de utilização é consistente com a qualidade da água efluente do equipamento.
4. Pontos-chave de funcionamento do tratamento de água ultrapura na indústria de semicondutores
Nas operações e manutenção industriais, o tratamento de água ultrapura para a indústria de semicondutores centra-se normalmente num funcionamento estável a longo prazo e numa manutenção de baixo custo. Temos de estabelecer ciclos de substituição normalizados para consumíveis como cartuchos de filtro, meios de filtragem e resinas. Simultaneamente, utilizamos equipamento de monitorização online para monitorizar indicadores-chave como a resistividade da água, o carbono orgânico total e a concentração de partículas em tempo real, permitindo um alerta precoce de anomalias na qualidade da água.
Através de operações e manutenção normalizadas, podemos evitar eficazmente as flutuações da qualidade da água causadas pelo envelhecimento do equipamento e por falhas de consumíveis, reduzir as taxas de defeitos na produção de aparas e reduzir os custos globais de manutenção. Se também precisar deste EDI sistemas de tratamento de água ultrapura, não hesite em contacte-me para um orçamento.
