半導(dǎo)體行業(yè)是一個(gè)高能耗的行業(yè)。在半導(dǎo)體產(chǎn)品制造過(guò)程中, 由于生產(chǎn)設(shè)備的精密性和生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性,對(duì)其配套設(shè)施提出了很高的要求,尤其對(duì)作為半導(dǎo)體行業(yè)血脈的超純水系統(tǒng)更是高之又高。筆者在超純水制造工藝中打破了傳統(tǒng)的固定觀念,將節(jié)能降耗的理念充分應(yīng)用到超純水制造工藝中去。以某半導(dǎo)體制造廠為例,對(duì)如何改進(jìn)超純水工藝做了較為詳細(xì)的探討,該半導(dǎo)體制造廠超純水系統(tǒng)以天津市自來(lái)水為原水,生產(chǎn)能力30 m3/h。
1 超純水制造工藝
半導(dǎo)體行業(yè)超純水制造工藝可以概述為4 個(gè)部分,分別為預(yù)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(dǎo)體廠中,也有用“陰床+陽(yáng)床”代替電去離子裝置的,主要根據(jù)原水水質(zhì)和產(chǎn)水水質(zhì)對(duì)弱電解質(zhì)的要求而定, 這里主要探討常用的電去離子工藝。
1.1 預(yù)處理部分
預(yù)處理的作用是對(duì)原水進(jìn)行粗加工, 提供符合RO 進(jìn)水要求的給水。其主要用來(lái)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(zhì);去除部分有機(jī)物;降低LSI,避免碳酸鹽結(jié)垢。在超純水制造工藝中,傳統(tǒng)預(yù)處理方式是“多介質(zhì)過(guò)濾器+活性炭過(guò)濾器”。而該半導(dǎo)體制造廠采用了“粗過(guò)濾器+超濾裝置”作為超純水系統(tǒng)的預(yù)處理部分,主要原因如下:
(1)傳統(tǒng)的預(yù)處理過(guò)程中SDI 值不好控制,一般>5,不利于后續(xù)的一級(jí)反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行;而超濾裝置的出水SDI 值比較穩(wěn)定(≤1),能夠有效地保證一級(jí)反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行。
(2)傳統(tǒng)的預(yù)處理方式占地面積大,而“粗過(guò)濾器+超濾裝置”占地面積小,節(jié)約了基建費(fèi)用。
(3)與傳統(tǒng)的預(yù)處理方式在更換填料時(shí)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(lái),由于超濾技術(shù)的不斷成熟,系統(tǒng)能夠穩(wěn)定安全地運(yùn)行, 而且超濾膜的價(jià)格也有了大幅度的降低, 在一次性投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用上跟傳統(tǒng)的預(yù)處理方式相比差不多。
結(jié)論與展望
近年來(lái),超純水應(yīng)用技術(shù)取得了跨越式發(fā)展,重要標(biāo)志是膜技術(shù)的廣泛應(yīng)用。膜技術(shù)用于超純水處理工程,工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便,同時(shí)增加終端拋光混床技術(shù),超純水的水質(zhì)穩(wěn)定可靠,受到半導(dǎo)體行業(yè)的普遍認(rèn)同。同時(shí),隨著半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)品成本的不斷壓縮,對(duì)超純水工藝的水資源利用率要求也越來(lái)越高, 在超純水處理工藝中實(shí)行節(jié)能減排也順應(yīng)了當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需要。