半导体行业超纯水制造技术_许德洪

Ultra-purewatermanufacturingtechnologyofthesemiconductorindustryXuDehong（ResearchInstituteNo.46，ChinaElectronicsTechnologyGroupCorp.，Tianjin300220，China）半导体行业超纯水制造技术许德洪（中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津300220）［摘要］随着超纯水技术在半导体行业的应用日益广泛，半导体制造单位对超纯水的要求也越来越高。作者详述了超纯水的制造工艺及各个环节中所用不同工艺设备的对比。同时，还详细介绍了超纯水工艺流程中的节能减排措施。［关键词］半导体；超纯水；节能减排［中图分类号］TU991.41［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2010）05-0090-03Abstract：Ultra-purewatertechnologyappliedtothesemiconductorindustrybecomesmoreextensive，andthere-quirementsofultra-purewateraregettinghigherandhigherinsemiconductormanufacturingcompanies.Theultra-purewatertreatmentprocessandthecontrastsofthedifferentprocessequipmentaremadeindetail.Atthesametime，theenergy-savingandemission-reductionmeasuresofultra-purewaterareintroducedindetail，aswell.Keywords：semiconductor；ultra-purewater；energy-savingandemissionreduction半导体行业是一个高能耗的行业。在半导体产品制造过程中，由于生产设备的精密性和生产工艺的复杂性，对其配套设施提出了很高的要求，尤其对作为半导体行业血脉的超纯水系统更是高之又高。笔者在超纯水制造工艺中打破了传统的固定观念，将节能降耗的理念充分应用到超纯水制造工艺中去。以某半导体制造厂为例，对如何改进超纯水工艺做了较为详细的探讨〔1〕，该半导体制造厂超纯水系统以天津市自来水为原水，生产能力30m3/h。1超纯水制造工艺半导体行业超纯水制造工艺可以概述为4个部分，分别为预处理部分、RO部分、电去离子部分和抛光混床部分。在有些半导体厂中，也有用“阴床+阳床”代替电去离子装置的，主要根据原水水质和产水水质对弱电解质的要求而定，这里主要探讨常用的电去离子工艺〔2〕。1.1预处理部分预处理的作用是对原水进行粗加工，提供符合RO进水要求的给水。其主要用来去除原水中的悬浮物、胶体，使SDI≤4；去除游离氯等氧化性物质；去除部分有机物；降低LSI，避免碳酸盐结垢。在超纯水制造工艺中，传统预处理方式是“多介质过滤器+活性炭过滤器”。而该半导体制造厂采用了“粗过滤器+超滤装置”作为超纯水系统的预处理部分，主要原因如下：（1）传统的预处理过程中SDI值不好控制，一般>5，不利于后续的一级反渗透系统的运行；而超滤装置的出水SDI值比较稳定（≤1），能够有效地保证一级反渗透系统的运行。（2）传统的预处理方式占地面积大，而“粗过滤器+超滤装置”占地面积小，节约了基建费用。（3）与传统的预处理方式在更换填料时需要大量的人力和物力相比，超滤装置的更换比较方便。（4）近年来，由于超滤技术的不断成熟，系统能够稳定安全地运行，而且超滤膜的价格也有了大幅度的降低，在一次性投资和运行维护费用上跟传统第30卷第5期2010年5月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.5May，201090——工业水处理2010－05，30（5）的预处理方式相比差不多。1.2反渗透部分在半导体行业中，反渗透部分多采用双级反渗透工艺，以确保后续工艺的安全性。通过双级反渗透，可去除水中超过99%的悬浮物、胶体，98%以上的溶解盐，大部分的微生物、TOC和部分CO2。该半导体制造厂也采用双级反渗透工艺，同时将双级反渗透拆分成两个独立的部分，这样就更加有效地保证了系统的连续运行，即使在更换反渗透膜或在线清洗反渗透膜时，也不会造成整个工厂大面积的停水，确保了关键部位的连续用水。该半导体厂采取在一级反渗透前增加SBS、MDC加药装置，保证了一级反渗透系统的安全运行；在一级反渗透和二级反渗透之间增加一套加碱装置，可提高二级反渗透系统的脱盐率。1.3电去离子部分对反渗透出水进行深度脱盐，最终产水的电阻率能>15MΩ·cm。目前市场上比较常用的电去离子深