Поскольку процессы производства полупроводников продолжают развиваться и модернизироваться в направлении 3 нм, 2 нм и даже более совершенных процессов, очистка сверхчистой воды для полупроводниковой промышленности стала одной из основных технологических сред, определяющих выход микросхем. В процессе производства полупроводниковых пластин основные этапы, такие как травление, очистка и нанесение тонких пленок, предъявляют чрезвычайно высокие требования к чистоте воды. Следовые частицы, ионы металлов, органические вещества и микроорганизмы в воде могут вызвать такие проблемы, как короткие замыкания в прецизионных схемах, дефекты пластин и ухудшение характеристик микросхем, что напрямую влияет на выход продукции. Поэтому профессиональные системы очистки сверхчистой воды являются незаменимым основным вспомогательным оборудованием для заводов по производству полупроводниковых пластин. Точность очистки, стабильность работы и постоянство качества воды напрямую влияют на качество производства современных полупроводниковых процессов.
По сравнению с очищенной водой, используемой в традиционных отраслях промышленности, очистка сверхчистой воды для полупроводниковой промышленности имеет чрезвычайно строгие стандарты тестирования. При стандартной постоянной температуре 25 °C удельное сопротивление сверхчистой воды должно достигать 18,2 МΩ-см, что приближается к теоретическому пределу чистой воды. Одновременно необходимо строго контролировать содержание в воде различных загрязняющих веществ: количество частиц размером более 0,05 микрометра на литр воды должно быть менее одной, содержание ионов следовых металлов должно быть менее 0,1 ppb, общее содержание органического углерода должно контролироваться в пределах 1 ppb, а микроорганизмы и растворенные газы должны быть практически полностью удалены. Такой экстремальный стандарт качества сверхчистой воды означает, что для очистки сверхчистой воды для полупроводников нельзя использовать один процесс очистки. Она должна опираться на многоступенчатую прогрессивную систему очистки, удаляющую различные примеси слой за слоем.
Процесс очистки сверхчистой воды для полупроводниковой промышленности
Современный процесс очистки сверхчистой воды для полупроводниковой промышленности использует трехступенчатую технологическую архитектуру: предварительная обработка, первичное опреснение и окончательная тонкая очистка в сочетании с замкнутой системой циркуляции для обеспечения стабильного качества воды на протяжении всего процесса.
① Предварительная очистка прежде всего удаляет из исходной воды макроскопические примеси и крупные частицы загрязнений. Эта установка оснащена мультимедийным фильтром, фильтром с активированным углем, умягчителем воды и прецизионным фильтром безопасности, каждый из которых выполняет свою специфическую функцию для завершения первичной очистки.
- Мультимедийные фильтры могут задерживать взвешенные частицы, ил и коллоидные примеси в сырой воде, снижая мутность воды и индекс загрязнения SDI.
- Фильтры с активированным углем эффективно адсорбируют остаточный хлор, запахи и крупномолекулярные органические вещества, предотвращая окисление и коррозию последующего прецизионного мембранного оборудования.
- Оборудование для умягчения воды удаляет из воды ионы кальция и магния, предотвращая образование накипи и засорение мембраны обратного осмоса.
② Первичное опреснение является основным этапом в улучшении качества воды. Основной технологией в отрасли является сочетание двухступенчатого обратного осмоса и электродеионизации EDI.
- Технология двухступенчатого мембранного разделения обратного осмоса позволяет удалить из воды более 99% ионных примесей, твердых частиц и органических загрязнителей. По сравнению с одноступенчатым обратным осмосом, двухступенчатый процесс обратного осмоса значительно повышает скорость опреснения и эффективно снижает рабочую нагрузку на оборудование тонкой очистки, расположенное ниже по потоку.
- Технология двухступенчатого мембранного разделения обратного осмоса позволяет удалить из воды более 99% ионных примесей, твердых частиц и органических загрязнителей. По сравнению с одноступенчатым обратным осмосом, двухступенчатый процесс обратного осмоса значительно повышает скорость опреснения и эффективно снижает рабочую нагрузку на оборудование тонкой очистки, расположенное ниже по потоку.
③ Терминальная очистка является ключевым процессом для достижения стандартов сверхчистой воды для полупроводников. В основном она используется для удаления следовых примесей, остающихся в воде высокой чистоты, что позволяет достичь предельной степени очистки воды. Основная конфигурация этой установки включает в себя систему ультрафиолетового окисления с двумя длинами волн, устройство вакуумной дегазации и оборудование для полировки смешанного слоя.
- Ультрафиолетовые лампы с двойной длиной волны 185 нм и 254 нм эффективно разлагают следы общего органического углерода в воде и уничтожают остаточные микроорганизмы, обеспечивая контроль органических веществ с ультранизким содержанием.
- Вакуумные дегазаторы точно удаляют растворенные газы, такие как растворенный кислород и углекислый газ, которые влияют на точность обработки микросхем.
- Оснащенный полирующим слоем из высокочистой специальной смолы, он завершает окончательный захват ионов, тщательно удаляет остаточные ионы следовых металлов, а также ионы кислот и щелочей и, наконец, производит сверхчистую воду, которая соответствует самым высоким стандартам для полупроводников и имеет удельное сопротивление 18,2 MΩ-cm.
3. Система замкнутого цикла подачи для очистки сверхчистой воды для полупроводниковой промышленности
Помимо основного процесса очистки, для стабильной работы производства решающее значение имеет замкнутая система подачи ультрачистой воды для полупроводниковой промышленности. Сверхчистая вода, очищенная на конечном этапе, обладает крайне низкой стабильностью и сильно подвержена вторичному загрязнению из-за таких факторов, как материал труб, контакт с воздухом и адгезия микроорганизмов. Поэтому во всей промышленной системе используется полностью закрытый режим циркуляции воды в трубопроводах в сочетании с регулярной дезинфекцией трубопроводов и прецизионной фильтрацией на терминале, что позволяет полностью исключить вторичное загрязнение и гарантировать, что качество воды в месте использования соответствует качеству воды, выходящей из оборудования.
4. Ключевые операционные точки для очистки сверхчистой воды в полупроводниковой промышленности
При эксплуатации и техническом обслуживании промышленных установок для очистки сверхчистой воды в полупроводниковой промышленности основное внимание обычно уделяется долгосрочной стабильной работе и недорогому обслуживанию. Нам необходимо установить стандартные циклы замены расходных материалов, таких как фильтрующие картриджи, фильтрующие материалы и смолы. Одновременно мы используем оборудование для онлайн-мониторинга, чтобы в режиме реального времени отслеживать такие ключевые показатели, как удельное сопротивление воды, общее содержание органического углерода и концентрация твердых частиц, что позволяет заблаговременно предупреждать об отклонениях в качестве воды.
Благодаря стандартизации операций и технического обслуживания мы можем эффективно избежать колебаний качества воды, вызванных старением оборудования и выходом из строя расходных материалов, снизить количество брака при производстве чипов и сократить общие эксплуатационные расходы. Если вам также нужен этот EDI Системы очистки сверхчистой воды, пожалуйста, не стесняйтесь cвяжитесь со мной за ценой.
