Очиска воды для производства чипов

В микроэлектронике особые требования к качеству воды, используемой в производственном процессе. В РФ нормы к деионизированной воде для электронной промышленности регулируют ОСТ 11.029.003-80 «Вода для электронной промышленности». Аналогично за рубежом это стандарты ASTM D-5127-90 (США) и ASTM D1193-06 Standard Specification for Reagent Water (США, Европа).

Нормативы

В ОСТ 11.029.003-80 установлены следующие требования к деионизированной воде для электронной промышленности. Вода должна быть очищена от органических веществ, общего органического углерода, кремниевой кислоты, железа, меди, хлоридов, никеля, нитратов, фосфатов, сульфатов, калия, натрия, цинка, аммония, брома, фтора, алюминия, бария, бора, кальция, хрома, свинца, лития, магния, марганца, микрочастиц и микроорганизмов. Максимальное значение удельного сопротивления при температуре 20°С составляет 18 МОм·см для марки А. Минимальное значение данного параметра для марки В – 1 МОм·см. Максимальная концентрация примесей варьируется от 0,002 мкг/л для бария и ряда металлов до 1 мкг/л для органических веществ. Минимальный размер учитываемых микрочастиц – 1 мкм, максимальное их количество – от 2 до 50 шт/мл в зависимости от марки воды.

При сравнении требований ОСТ 11.029.003-80 и зарубежных стандартов ASTM D-5127-90 и ASTM D1193-06 можно отметить следующие отличия. Стандарт ASTM D-5127-90 предусматривает 4 марки воды (Е-1, Е-2, Е-3, Е-4), тогда как ОСТ – только 3 (А, Б, В). При этом требования к маркам Е-1 и Е-2 по ASTM D-5127-90 являются более жесткими, чем к марке А по ОСТ 11.029.003-80, особенно по таким показателям, как содержание общего органического углерода, кремниевой кислоты и микроорганизмов. Стандарт ASTM D1193-06, являясь общим стандартом на воду для лабораторного анализа, не содержит столь подробных требований к содержанию отдельных примесей, как ОСТ 11.029.003-80 и ASTM D-5127-90.

Отечественным предприятиям, планирующим выход на международный рынок, лучше заранее позаботиться о соответствии требованиям зарубежных стандартов, особенно ASTM D-5127-90. В противном случае придется оперативно модернизировать систему водоподготовки и корректировать производственный процесс «на ходу», что может привести к дополнительным издержкам и задержке выпуска продукции.

Технология водоподготовки

Технология обратного осмоса позволяет получить деионизированную воду, соответствующую всем описанным выше стандартам. Для реализации этого метода на производстве необходимо установить систему предварительной фильтрации, установки обратного осмоса с мембранными элементами, промежуточные буферные емкости, насосное оборудование, контрольно-измерительные приборы и системы автоматики.

Процесс водоподготовки обратным осмосом выглядит так:

1. Предварительная фильтрация исходной воды для удаления взвешенных частиц, коллоидов и органических веществ.
2. Подача предварительно очищенной воды на установку обратного осмоса, где под действием высокого давления вода проходит через полупроницаемые мембраны, задерживающие до 99,8% растворенных примесей.
3. Отвод очищенной воды (пермеата) в промежуточную емкость, сброс концентрата.
4. Финишная деионизация пермеата на ионообменных смолах или модулях электродеионизации.
5. Накопление и распределение глубоко обессоленной воды, при необходимости - УФ-обеззараживание и ультрафильтрация.

Итоги

Таким образом, для получения деионизированной воды, соответствующей требованиям ОСТ 11.029.003-80 и международных стандартов ASTM D-5127-90 и ASTM D1193-06, необходимо обеспечить содержание примесей на уровне 0,002-1 мкг/л, удельное сопротивление 1-18 МОм·см и минимальное количество микрочастиц и микроорганизмов. Для достижения этих показателей наиболее эффективной является технология обратного осмоса в сочетании с финишной деионизацией на ионообменных смолах или модулях электродеионизации. Внедрение такой системы водоподготовки на отечественных предприятиях электронной промышленности позволит им выпускать продукцию мирового уровня качества и успешно конкурировать на международном рынке.