Ici s'applique le principe de pureté : le média de processus est de l'eau ultrapure

Système de finition ©Werner GmbH 2015

Dans la recherche et la production de microcomposants électroniques pour circuits, horlogerie, technologie médicale, capteurs, etc., des exigences de plus en plus strictes sont imposées au média de nettoyage, l'eau ultrapure, car la réduction de la taille des structures dans les composants microtechniques progresse constamment. Ainsi, la demande en pureté ionique et particulaire ainsi qu'en teneur en COT dans l'eau ultrapure ne cesse de croître.

Alors que les spécifications d'eau ultrapure pour l'analytique ou la pharmacie prennent généralement en compte uniquement la conductivité électrique et quelques ions, la microélectronique et la microstructure attendent un spectre nettement élargi : les spécifications actuellement en vigueur pour une taille de structure < 0,065 µm atteignent déjà la limite de détection des analyses utilisées ; un point de discussion permanent entre les exigences de la microélectronique et les fabricants d'installations.

Les spécifications ici sont diverses, se chevauchant parfois : la VDI 2083, ASTM D5129 ou ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors) sont principalement applicables. Chacune de ces directives distingue différentes qualités selon l’usage, ce qui permet, par exemple, en microstructure, selon la gamme de tailles de structure (de 1,2 µm jusqu’à 0,065 µm), d’utiliser jusqu’à huit spécifications différentes d’eau ultrapure, chacune différenciant la qualité de l’eau selon jusqu’à 35 paramètres !

La production d’eau ultrapure se déroule en de nombreuses étapes, réparties entre la fabrication (Make Up) et le polissage. La fabrication — le traitement de l’eau d’alimentation jusqu’au réservoir de stockage — est presque systématiquement réalisée par une combinaison de conditionnement, d’osmose inverse et de CEDI ; la qualité atteinte ici est généralement inférieure à 0,20 µS/cm, le réservoir servant à tamponner les pics de consommation. Le « polissage » remplit ensuite les exigences de la microélectronique et de la microstructure en tant qu’étape finale. Comme l’eau ultrapure, avec 18,2 MΩ·cm ou 0,055 µS/cm, ne peut être stockée sans perte de qualité, le système de polissage doit être conçu pour exploiter au maximum la capacité de débit de la boucle en circuit fermé. Le polissage se divise, selon les exigences, en plusieurs étapes de processus : immédiatement après les pompes de surpression, une désinfection par lumière UV (254 nm) est effectuée, principalement pour l’oxydation (185 nm) afin de réduire les composants organiques. La déionisation résiduelle suivante, jusqu’à un niveau de quelques ppt par ion individuel, est assurée par un échangeur d’ions à lit mixte, de qualité ultra-pure, spécialement conçu pour cette application, appelé résine ultrapure de grade semi-conducteur.
Les gaz dissous, notamment l’oxygène, très oxydant pour les microstructures, sont réduits après le système de polissage à l’aide d’un dégazage sous vide par membrane, parfois avec de l’azote ultra-pur comme gaz de stripping, jusqu’à quelques ppb. Les particules sont également indésirables dans la microélectronique et la microstructure ; la dernière étape consiste en une micro- ou ultrafiltration. La microfiltration est utilisée pour des tailles de particules de 0,2 à 0,05 µm ; pour des exigences plus strictes en termes de pureté particulaire, une ultrafiltration est appliquée après la microfiltration. Depuis plus de 30 ans, Werner propose également des systèmes SUPERAQUADEM® de polissage, spécialement adaptés à chaque exigence, avec une capacité allant jusqu’à 20 m³/h.

Ces lignes de systèmes SUPERAQUADEM® sont équipées sur mesure pour répondre aux exigences spécifiques du client, avec toutes les étapes de processus nécessaires. Grâce à leur conception modulaire, il est possible, même après plusieurs années, d’ajouter une étape de processus supplémentaire, par exemple pour répondre à de nouvelles exigences en matière de spécification de particules ou d’oxygène dissous. Le raccordement des composants ainsi que la réalisation de la boucle en circuit fermé sont effectués par une équipe expérimentée et formée de techniciens en plastiques, utilisant des machines de soudage informatisées, en mode de soudage par infrarouge sans contact ou en WNF® (Wulst- und Nutfrei) selon les exigences, voire dans une tente de salle blanche mobile. Selon les spécifications de pureté requises, les matériaux utilisés sont le PP-H nucléé au bêta ou le PVDF.

Comme la technologie de traitement n’a pas connu de progrès révolutionnaires ces dernières années, les exigences actuelles se concentrent principalement sur la pureté des matériaux utilisés, les techniques de fabrication et la durabilité du bilan eau-eaux usées. Les systèmes d’eau ultrapure Werner bénéficient du design hygiénique des procédés et techniques dans le segment pharmaceutique, garantissant une qualité de traitement extrêmement élevée, même dans le domaine de la microstructure.

En plus des systèmes compacts Point-of-Use pour la production d’eau ultrapure en laboratoire, Werner GmbH propose un système d’eau ultrapure SUPERAQUADEM® avec des composants issus du secteur industriel haut de gamme.