半導體行業是一個高能耗的行業。在半導體產 品制造過程中.由于生產設備的精密性和生產工藝 的復雜性.對其配套設施提出了很高的要求,尤其對 作為半導體行業血脈的超純水系統更是高之又高。 筆者在超純水制造工藝中打破了傳統的固定觀念, 將節能降耗的理念充分應用到超純水制造工藝中 去。以某半導體制造廠為例,對如何改進超純水工藝 做了較為詳細的探討,該半導體制造廠超純水系 統以天津市自來水為原水,生產能力30 m3/h。
半導體行業超純水制造工藝可以概述為4個部 分,分別為預處理部分、RO部分、電去離子部分和 拋光混床部分。在有些半導體廠中,也有用“陰床+ 陽床”代替電去離子裝置的,主要根據原水水質和產 水水質對弱電解質的要求而定,這里主要探討常用 的電去離子工藝 。
預處理部分 EDI超純水處理技術
預處理的作用是對原水進行粗加工。提供符合RO進水要求的給水。其主要用來去除原水中的懸 浮物、膠體,使SDI≤4;去除游離氯等氧化性物質; 去除部分有機物;降低LSI,避免碳酸鹽結垢。
在超純水制造工藝中,傳統預處理方式是“多介 質過濾器+活性炭過濾器”。而該半導體制造廠采用 了“粗過濾器+超濾裝置”作為超純水系統的預處理 部分.主要原因如下:
(1)傳統的預處理過程中SDI值不好控制,一般> 5,不利于后續的一級反滲透系統的運行;而超濾裝 置的出水SDI值比較穩定(≤1),能夠有效地保證一 級反滲透系統的運行。
(2)傳統的預處理方式占地面積大,而“粗過濾 器+超濾裝置”占地面積小,節約了基建費用。
(3)與傳統的預處理方式在更換填料時需要大 量的人力和物力相比,超濾裝置的更換比較方便。
(4)近年來,由于超濾技術的不斷成熟,系統能 夠穩定安全地運行,而且超濾膜的價格也有了大幅 度的降低,在一次性投資和運行維護費用上跟傳統 的預處理方式相比差不多。
反滲透部分
在半導體行業中,反滲透部分多采用雙級反滲 透工藝.以確保后續工藝的安全性。通過雙級反滲 透,可去除水中超過99%的懸浮物、膠體,98%以上 的溶解鹽,大部分的微生物、TOC和部分CO 。 該半導體制造廠也采用雙級反滲透工藝,同時 將雙級反滲透拆分成兩個獨立的部分,這樣就更加 有效地保證了系統的連續運行。即使在更換反滲透 膜或在線清洗反滲透膜時.也不會造成整個工廠大 面積的停水,確保了關鍵部位的連續用水。 該半導體廠采取在一級反滲透前增加SBS、 MDC加藥裝置。保證了一級反滲透系統的安全運 行:在一級反滲透和二級反滲透之間增加一套加堿 裝置,可提高二級反滲透系統的脫鹽率。
電去離子部分
對反滲透出水進行深度脫鹽。最終產水的電阻 率能>15 MQ·cm。目前市場上比較常用的電去離子 深度除鹽裝置模塊有兩種類型,分別為EDI模塊和 CEDI模塊
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