Сверхчистая вода
(UPW)

Введение

При производстве интегральных схем, полупроводниковых чипов и жидкокристаллических или плазменных дисплеев требуется вода исключительной чистоты на определённых этапах производства. Получение сверхчистой воды (UPW) требует комбинации нескольких технологий очистки, включая ионный обмен (IX), обратный осмос (RO) и другие процессы. Интегральные схемы содержат очень тонкие проводники, расположенные на расстоянии долей микрометра друг от друга. Любая мельчайшая примесь, попавшая между двумя проводниками, создаст короткое замыкание и выведет из строя всё устройство. Чем меньше расстояние между проводниками, тем более жёсткие требования к чистоте воды, используемой в производственном процессе.

Схема UPW
Пример схемы получения UPW

Проектирование системы получения сверхчистой воды требует специальных знаний, которые могут предложить только специализированные компании водоподготовки. Приведённая выше схема с пятнадцатью этапами — лишь пример, и существует множество вариаций.

Насколько чиста сверхчистая вода?

В качестве базового требования обработанная вода должна иметь удельное сопротивление 18,2 МОм·см (электропроводность 0,055 мкСм/см). Более того, содержание органических веществ должно быть чрезвычайно низким. Типичные спецификации требуют TOC (общий органический углерод) всего 1–3 мкг/л (ppb). Индивидуальные неорганические вещества измеряются в диапазоне нг/л (ppt). Содержание взвешенных частиц также поддерживается на очень низком уровне. Всё это можно получить только комбинацией технологий, при этом ионный обмен является незаменимым критическим компонентом. Поскольку этот сайт посвящён ионному обмену, мы не будем комментировать другие технологии (фильтрация, обратный осмос, дегазатор, УФ-лампы, ультрафильтрация).

Используемые смолы

На этапах предварительной подготовки используются обычные смолы для умягчения или обессоливания в традиционном оборудовании. В секции первичного обессоливания (позиция 10 на иллюстрации) обычно устанавливается регенерируемая установка смешанного слоя. Используются:

  • Amberjet UP1400 (катионный обмен)
  • Amberjet UP4000 (анионный обмен)

Одним из наиболее критичных элементов системы получения сверхчистой воды является полирующий ФСД (позиция 14 в нашем примере). Эта установка не регенерируется, поскольку эффективность регенерации недостаточна для достижения полной конверсии сверхчистой смолы. С другой стороны, время работы полирующей установки обычно составляет год или более, потому что ионная нагрузка на эту установку чрезвычайно мала. Следовательно, общее правило — устанавливать новую загрузку смолы каждый год. Рекомендуемые смешанные смолы для финального полирующего фильтра в точке использования:

  • Amberjet UP6150
  • Amberjet UP6040