آب فوق خالص برای تولید نیمههادی
برای ساخت دستگاههای نیمههادی از مقادیر بالای آب جهت خنک کردن تجهیزات و یا تمیز کردن سطح ویفر (یک برش از یک نیمرسانا که در ساخت تراشههای الکترونیکی مورد استفاده قرار میگیرد.) استفاده میشود. به دلیل حساسیت خاصی که تجهیزات صنایع الکترونیک دارند، از آب فوق خالص (UPW) در فرایندهای مختلف استفاده میشود. از آب در بسیاری از مراحل ساخت این تجهیزات استفاده میشود؛ به خصوص در مراحل اولیه که کاربرد زیادی برای تمیز کردن ویفر، شستشو و پاکسازی سطح، پردازش حلال و صفحهبندی مکانیکی دارد.
کاربرد آب فوق خالص در صنایع نیمههادی
در بسیاری از صنایع در سراسر جهان، از آب فوق خالص استفاده میشود تا اطمینان حاصل کنند که آلایندهها بر فرآیندهای مختلف تأثیر نمیگذارند. آب با بالاترین خلوص در طی فرآیندهای تولید در صنایع نیمههادی بسیار رایج شده است.
در تولید نیمه هادی از حدود 7 لیتر بر سانتی متر مربع آب UPW در هر ویفر استفاده میشود. این رقم نشان میدهد که یک ویفر معمولی 200 میلی متری که 20000 ویفر در ماه پردازش میکند، میتواند تا 3000 متر مکعب آب فوق خالص در روز استفاده کند. این حجم معادل آب مورد نیاز روزانه برای یک جامعه 20000 نفری است. در نتیجه تولید آب مورد نیاز این صنعت در حجم بالا، میتواند هزینه زیادی را برای سیستم داشته باشد. به همین دلیل، تلاشهای مداوم و قابل توجهی در صنعت برای کاهش استفاده از UPW شده تا میزان هزینههای سیستم را کاهش دهند.
در سیستم تصفیه آب مورد استفاده در این صنایع، آب ورودی به طور مداوم تصفیه میشود تا زمانی که آب از آلایندهها پاک شود. فنآوریهای تصفیه آب مورد استفاده در تولید نیمههادی با توجه به میکروارگانیسم ها، مواد معدنی، مواد شیمیایی آلی و سایر آلایندههایی که باید حذف شوند، طراحی میشوند. استانداردهای تعیین شده توسط سازمان حفاظت از محیط زیست که برای تولید آب مورد استفاده در مصارف صنعتی و تولیدی، به اندازه کافی برای تولید نیمههادی سختگیرانه نیستند. به همین دلیل است که صنعت الکترونیک اغلب بر استفاده از آب UPW تمرکز میکند تا اطمینان حاصل شود که فرآیندهای تولید آن بازده بهتری دارند.
بررسی کیفیت آب فوق خالص
برای اطمینان از میزان خلوص آب UPW مورد استفاده در صنایع مختلف، پارامترهایی از جمله موارد زیر، قبل و بعد از فرآیند تصفیه آب مورد بررسی قرار میگیرند:
• اکسیژن محلول (DO)
• کربن کل اکسید شونده (TOC)
• میزان باکتریها
• یونهای ناخالصی
• فلزات
• سیلیس
• ذرات معلق
این پارامترها با استفاده از روشهای مختلفی اندازهگیری و کنترل میشوند. در صورتی که میزان این مواد موجود در آب در محدوده ایدهآلی باشد، میتوان به این نتیجه رسید که آب تولید شده دارای شرایط مناسب برای استفاده در صنعت الکترونیک و سایر صنایع حساس است.
تمامی منابع آب خام مورد استفاده در صنایع مختلف، دارای ذرات ناخالصی معلق در آب هستند که ابعاد متفاوتی دارند. در صورتی که ابعاد ذرات بزرگتر از مقیاس میکرون باشد، میتوان آنها را با استفاده از مرحله پیش تصفیه از آب خارج کرد. بعد از حذف ذرات ناخالصی با ابعاد بزرگتر، میتوان آب را با فیلترهایی با دقت بالاتر تصفیه کرد تا ذرات کوچکتر از 0.2 میکرون نیز حذف شوند. حتی ذرات کوچکتر را میتوان با تکنیک اولترافیلتراسیون حذف کرد. در تولید نیمههادی، هنگام فرآیند ساخت دستگاه، نباید جریان آب حاوی ذراتی که بزرگتر از 0.2 میکرون هستند، باشد.
چالشهای تولید آب فوق خالص
برای تولید آب فوق خالص به استانداردهای بالاتری نسبت به سیستم تصفیه آب صنعتی نیاز است. هنگامی که آب به طور موثر تصفیه شد، میزان مواد آلی، تعداد ذرات جامد و رسانایی باید در مقادیر بسیار پایینی باشد. به دلیل استانداردهای سختگیرانه در پالایش آب، چالشهایی وجود دارند که تأسیسات هنگام تولید آب فوقخالص باید با آنها مقابله کنند.
امروزه غالبا از فناوریهایی مانند بسترهای رزین دیونیزه و اسمز معکوس برای تصفیه آب استفاده میشود. با این حال، هر روزه استانداردهای تصفیه آب مورد استفاده در تولید نیمههادی در سطح بالاتری تعیین میشوند که باعث ایجاد چالشهای جدید در سیستم خواهند شد. در این شرایط فنآوریهای تصفیه آب موجود ممکن است توانایی کافی برای برآورده کردن این استانداردها را نداشته باشند. در واقع استانداردهای نیمههادی مدرن در تولید آب UPW بالاتر از حد تشخیص برخی ابزارهای تحلیلی است.
برای مثال، بعد از پایان فرآیند پالایش آب نیز ممکن است برخی از باکتریهای موجود در آب حذف نشوند و باعث آلودگی آب شوند. در این شرایط، چسبندگی باکتریها اغلب در آب اتفاق میافتد، زیرا دیوارههای لوله مقادیر کمی از مواد مغذی آلی را وارد آب میکنند. این مواد مغذی به دیوارهای اطراف می چسبند و فرآیند بیوفیلم را آغاز میکنند. بنابراین حتی اگر برخی از تأسیسات اقداماتی را برای جلوگیری از فعالیت میکروبی انجام دهند، حذف بیوفیلمها بسیار دشوار است. آنها میتوانند به طور دائم قسمتهای خاصی از دریچهها را که عملاً غیرقابل دسترسی هستند پوشش دهند و همین یک چالش بزرگ در فر آیند تصفیه آب است.
خرید تجهیزات تصفیه آب فوق خالص
همانطور که پیش از این نیز ذکر شد، سیستم اسمز معکوس یکی از کاربردیترین روشها برای تصفیه آب مورد استفاده در صنایع تولید نیمههادی است. در روش اسمز معکوس یا RO از فیلترهای ممبران برای جداسازی ذرات با ابعاد مختلف استفاده میشود. توجه داشته باشید که کیفیت فیلتر مورد استفاده در این سیستم اهمیت زیادی در بازده و کیفیت آب خروجی از سیستم دارد. فیلتر ممبران شرکت آبین یکی از باکیفیتترین فیلترهای مورد استفاده در سیستم تصفیه آب نیمههادی است.
آبین به عنوان یکی از معتبرترین مراکز برای خرید تجهیزات تصفیه آب در ایران شناخته میشود که خدمات مختلفی به مشتریان خود ارائه میدهد. یکی از خدمات اصلی این مجموعه، ارائه مشاوره رایگان برای خرید محصولات است که برای دریافت مشاوره، میتانید از طریق شماره درج شده در سایت، با کارشناسان در تماس باشید.
