Žákovský projekt na další rozvoj filtračního regeneračního zařízení pro ultraclean vodu

Elektronický modul

Zadní pohled s pneumaticko-hydraulickými komponenty pro řízení regeneračních procesů

Společnost M+W Products, která je součástí skupiny M+W Group, realizovala na svém výrobním závodě ve Stuttgartu ve spolupráci s Centrem TheoPrax Fraunhofer ICT (www.theoprax.de) v Pfinztalu praktický projekt s čtyřmi žáky (11. třída) Reuchlin Gymnázia v Pforzheimu během téměř jednoho školního roku. Cílem tohoto studentského projektu bylo poskytnout žákům praktickou úlohu mimo frontální výuku a společně ji řešit v týmu. Po celý školní rok byl studentský tým v pravidelném kontaktu s M+W. Během návštěv žáků u M+W, které se konaly přibližně každých 8 týdnů, byl sestaven přístroj pro automatickou regeneraci filtru ultrajemné vody (odborný termín: UPW filtr-regenrační stanice). Ultrajemná voda se používá při výrobě mikroprocesorů pro osvit waferů a musí být pravidelně regenerována.

Stále rostoucí požadavky na mikroprocesory, například v chytrých telefonech, tabletech atd., kladou výrobce pod neustálý tlak na zmenšování obvodů. V současnosti se vyrábějí mikroprocesory s vodivými cestami širokými 1x nm (nanometrů) a další zmenšování v jednotkách nm (1 nm = 10-9 m) je s novými technikami na dosah.

Pro výrobu mikroprocesorů podle aktuálního standardu se v optické lithografii používá technologie ponoření. Pomocí ultrajemné vody (UPW) je laserové světlo, které se používá k osvitování waferů, láme tak, aby bylo možné dosáhnout požadované šířky struktur a hloubky ostrosti na mikroprocesoru. Je tedy pochopitelné, že na kvalitu vody jsou kladeny nejvyšší nároky na čistotu. Toho se dosahuje například tím, že voda prochází několika filtry s různými filtračními vlastnostmi před tím, než je použita v osvitovém procesu.

Stejně jako všechny filtry se i tyto UPW filtry po určité době používání zanášejí cizími látkami a je nutné je vyměnit nebo vyčistit. K tomu se filtry proplachují několika hodinami (podle míry znečištění jde o 8-10 hodin) čisté vody, aby se odstranily usazeniny a nečistoty na filtračním tkanivu. Tento procesní vodní proud slouží jako regenerační parametr a během regenerace je neustále analyzován na TOC (celkové organické složky) a částice. Jakmile je dosaženo definovaného prahu pro TOC a částice v procesní vodě, je filtr zbaven usazenin a může být dále použit v systému UPW.
Dosud byly UPW filtry ve společnosti M+W Products regenerovány ručně a s vysokou časovou náročností. Kvůli rostoucímu počtu filtrů, které je třeba regenerovat, a velmi dlouhým průchodovým časům regenerace byl „Stav regenerace UPW filtrů“ v rámci výše zmíněného studentského projektu přepracován a automatizován.

Studentský tým ve spolupráci se společností vypracoval řešení pro rozšířený stav regenerace UPW filtrů, který kromě automatizovaného procesu regenerace umožňuje také montáž druhého filtru. Jakmile první filtr úspěšně projde regenerací, automaticky se spustí regenerace druhého filtru, zatímco proces u prvního filtru běží současně.

S tímto projektem se společnost M+W Products s pomocí velmi zapálených studentů podařil další úspěšný krok směrem k automatizovaným službám. Žáci ve spolupráci s pracovníky M+W realizovali inovativní projekt a zároveň získali hluboký vhled do moderní mikrosystémové techniky – možná i podnět k výběru budoucího studijního oboru.

V případě jakýchkoli dotazů se obraťte na pana Dr. Ing. Dietmara Malchereka, e-mail: dietmar.malcherek@mwgroup.net, telefon: +49 711 88041624.