
用于半导体和光伏行业的离子交换树脂
在对于加工晶片,或微纳电子生产中光刻所涉及的复杂湿化学程序步骤来说,超纯水(UPW)在不可或缺的。这些工艺用于制造半导体元件,如计算机处理器、存储芯片、发光二极管(LED)、液晶(LC)和LED显示器、以及光伏模块。
超纯水还用于微系统技术中,用来制造和加工如微型泵、微型电机和微型阀等的微型化机械部件。精细结构中精确到纳米级的沉积或杂质会导致生产故障和难以辨识的高废品率,而超纯水则是防止或去除这些沉积或杂质的重要先决条件。随着电子产品向越来越小的尺寸发展,对超纯水的质量要求也越来越严格。
Lewatit® UltraPure (UP) 系列离子交换树脂在可靠高效的生产超纯水方面发挥着重要作用,这其中包括单独工作的树脂,以及混床和终端抛光树脂。它们的特点都是有机物的释放量特别低,因此对工艺序列中TOC浓度的增加几乎没有作用(低ΔTOC,总有机碳)。更重要的是,纳米级的金属和颗粒的排放被降到最低。
为了生产超纯水,首先需对补充水或循环工艺水进行脱盐。然后对其进行最终抛光,以达到所需的极低电导率水平。在用特殊离子交换树脂进行最终抛光后,所获得的水将具有最高的纯度。如有必要,可通过一系列过滤步骤进一步降低水的颗粒含量。
除了过滤步骤外,特殊的离子交换树脂还可以从一开始就防止在超纯水生产过程中由于树脂侵蚀而形成颗粒。为此,侵蚀性过氧化氢被从水中去除。
我们的LewaPlus®设计软件可以在量身定制的基础上对离子交换树脂和交换阶段的各种组合进行建模分析。这为用户提供了最大的信心,即他们将获得相关补给水的最佳处理解决方案,和给定情况下所需的工艺水质。
一种掺有钯的特殊离子交换树脂适用于消除在UPW生产过程中,由于水的紫外线照射,在去除TOC的光化学诱导自由基过程中形成的过氧化氢。 Lewatit® K7333 能够催化分解过氧化氢,从而形成水和氧气。
这可以防止在最后的净化过程中使用的最终抛光树脂中的聚合物结构受到侵蚀,从而能可靠消除微小颗粒的可能来源。
在UPW的生产中,工作混床吸收那些预净化过程中脱盐后仍残留在水中的离子,特别是那些具有相对较弱结合倾向的复杂阴离子,比如硅酸盐、硼酸盐和碳酸氢盐。由于这些工作混床仍然吸收大量的盐,因此树脂再生具有经济意义。
最终抛光是UPW的最后一个纯化步骤,必须满足如高度集成微处理器生产所规定的最高纯度要求。在这里,经过工作混床后超纯水中留存的ppb甚至ppt范围内的离子,在超纯最终抛光混床中被去除。
这是遵守电阻率规范的可靠方法,特别是金属离子、硅酸盐和硼酸盐的残留含量,以及平稳高效生产高质量半导体元件所需的粒径限制。
根据半导体元件或光伏模块生产过程中进入水中的各种杂质,废水处理可针对每种应用中发现的杂质量身定制。在使用蚀刻工艺的地方,这还涉及处理酸性废水,特别是去除氟化物。含铜的研磨剂用于晶片的化学/机械抛光,这会使对水生生物有害的铜进入废中。
光伏电池生产中产生的废水可能含有对环境有害的比如锑、铅、铬、硒或碲化合物。使用选择性交换树脂的离子交换是一种经过验证的有效方法。它可以可靠的从水中去除痕量的杂质,从而防止这些杂质带给人类和环境的风险。
