Vì sao sản xuất bán dẫn cần nước siêu tinh khiết?

Nước siêu tinh khiết (Ultra Pure Water – UPW) đóng vai trò là dung môi và chất tẩy rửa cực kỳ quan trọng trong ngành sản xuất bán dẫn và linh kiện điện tử.

Nước là một phần quan trọng trong quá trình sản xuất bán dẫn

Trong nhà máy bán dẫn, nước không đơn thuần là nước dùng để vệ sinh.

Nước có thể tham gia vào nhiều công đoạn làm sạch và xử lý bề mặt, nơi yêu cầu kiểm soát tạp chất rất nghiêm ngặt.

Chỉ một lượng nhỏ chất gây nhiễm cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình sản xuất.

Vì vậy, các nhà máy bán dẫn sử dụng hệ thống Ultrapure Water – UPW thay vì chỉ sử dụng nước RO thông thường.

Những nhóm tạp chất cần kiểm soát

Một hệ thống UPW cho bán dẫn thường phải quan tâm đến nhiều nhóm:

1. Ion: Các ion như Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻ và nhiều ion khác có thể trở thành nguồn gây nhiễm.
2. Silica: Silica là một trong những thành phần cần được kiểm soát trong những ứng dụng điện tử yêu cầu chất lượng nước cao.
3. Kim loại: Kim loại ở hàm lượng rất thấp vẫn có thể cần được kiểm soát tùy theo quy trình.
4. TOC: Các hợp chất hữu cơ có thể ảnh hưởng đến bề mặt và quá trình xử lý.
5. Particle: Các hạt rất nhỏ có thể trở thành nguồn gây lỗi trong các quy trình có độ nhạy cao.
6. Vi sinh: Vi sinh và biofilm là vấn đề cần được kiểm soát trong hệ thống phân phối nước.

KAPANO hiện mô tả hệ thống UPW cho bán dẫn và dược phẩm với các nhóm chỉ tiêu gồm resistivity, DO, TOC, vi khuẩn, ion, kim loại, silica và particle.

Tại sao RO không đủ?

RO là công nghệ rất quan trọng nhưng thường chỉ là một phần của hệ thống UPW.

Một cấu hình có thể gồm: Pretreatment → RO 1 → RO 2 → EDI → UV → UF / Polishing → Distribution Loop

Mỗi công đoạn có một nhiệm vụ riêng.

RO giảm tải chất hòa tan.

EDI khử ion sâu hơn.

UV hỗ trợ kiểm soát vi sinh và/hoặc TOC tùy bước sóng.

UF giúp kiểm soát hạt và các thành phần cần giữ lại ở công đoạn cuối.

Loop phân phối quan trọng không kém hệ thống xử lý

Một sai lầm phổ biến là tập trung toàn bộ vào máy tạo nước mà bỏ qua đường ống phân phối.

Nước UPW sau khi được sản xuất phải được duy trì chất lượng trong quá trình:

Production → Distribution → Point of Use → Return

Nếu thiết kế đường ống không phù hợp, tồn đọng nước hoặc có các điểm chết, chất lượng nước có thể suy giảm.

Vì vậy, hệ thống UPW cho bán dẫn cần được thiết kế đồng thời cả:

• Treatment system
• Storage nếu cần
• Distribution loop
• POU
• Online monitoring

KAPANO thiết kế hệ thống UPW cho bán dẫn

KAPANO hiện có các hệ thống UPW dành cho vi điện tử và bán dẫn ở các mức công suất như 500 L/h, 1.000 L/h và các hệ thống công suất lớn hơn.

Với hệ thống công nghiệp, cấu hình không nên được lựa chọn chỉ dựa trên công suất.

KAPANO cần xác định:

• Nguồn nước đầu vào
• Yêu cầu chất lượng
• Lưu lượng sản xuất
• Nhu cầu sử dụng cao điểm
• Số POU
• Chiều dài loop
• Chế độ vận hành
• Yêu cầu mở rộng

Kết luận

Đối với nhà máy bán dẫn, UPW là một hệ thống kiểm soát nhiễm bẩn, không chỉ đơn thuần là hệ thống lọc nước.

Chất lượng nước cần được kiểm soát từ đầu vào cho đến điểm sử dụng.

KAPANO – Full Direct Ultrapure Water System cho điện tử và bán dẫn, công suất 500 L/h – 10 m³/h.