Diákprojekt az ultranagy tisztaságú víz szűrő-regenerációs állapotának továbbfejlesztésére

Elektronikus modul

Hátsó nézet pneumatikus-hidraulikus alkatrészekkel a regenerációs folyamatok irányításához

A M+W Products, a M+W Csoport egyik vállalata, Stuttgartban működő gyártóhelyén a Fraunhofer ICT TheoPrax Központtal (www.theoprax.de) Pfinztalban közel egy tanév során egy gyakorlati projektet valósított meg négy, Pforzheim-i Reuchlin Gimnázium 11. osztályos tanulójával. Ennek a diákprojektnek az volt a célja, hogy a tanulóknak a frontális oktatástól távol, gyakorlati feladatot adjon, és közösen, csapatban oldják meg azt. Ezért a diákcsapat az év során rendszeres kapcsolatban állt a M+W-vel. Így történt, hogy az iskolai látogatások alkalmával, amelyek körülbelül nyolc hetente zajlottak, egy ultranagy tisztaságú víz automatikus szűrőregenerálására szolgáló berendezést építettek (szakmai kifejezés: UPW szűrőregenerációs állapot). Az ultranagy tisztaságú vizet mikrochipek gyártásánál, a waferek megvilágításához használják, és rendszeresen regenerálni kell.

A mikrochipek iránti növekvő igények, például okostelefonokban, tabletekben stb., folyamatos nyomás alatt tartják a gyártókat, hogy egyre kisebbek legyenek a kapcsolási áramkörök. Jelenleg 1x nm (nanométer) szélességű vezetősávokat gyártanak mikrochipeken, és a technológia fejlődésével a 1 nm-es tartományban történő további zsugorodás már elérhető közelségben van.

Az aktuális szabvány szerinti mikrochipek gyártásához az optikai litográfiában az immersion technológiát alkalmazzák. Az ultranagy tisztaságú víz (UPW) használatával a lézerfény, amely a waferek megvilágítására szolgál, megtörik a mikrochip szerkezetének szélessége és mélységének javítása érdekében. Érthető, hogy a víz minőségével szemben a legmagasabb tisztasági követelményeket támasztják. Ezt úgy érik el, hogy a vizet többféle szűrőn keresztül vezetik át, amelyek különböző szűrési tulajdonságokkal rendelkeznek, mielőtt a megvilágítási folyamatba kerül.

Mint minden szűrő, ezek az UPW-szűrők is idővel megtelnek idegen anyagokkal, és cserélni vagy tisztítani kell őket. Ehhez a szűrőket több órás (a szennyezettség mértékétől függően 8-10 órás) tisztítási folyamatban, tiszta vízzel átöblítik, hogy eltávolítsák a lerakódásokat és szennyeződéseket a szűrőszövetből. A folyamat során a regenerációs paraméterként szolgáló vizet folyamatosan elemzik TOC (teljes szerves komponensek) és részecskék szempontjából. Amint a TOC és a részecskék szintje a folyadékban egy meghatározott küszöbérték alá kerül, a szűrő mentes lesz a lerakódásoktól, és további felhasználásra alkalmas az UPW rendszerben.
Eddig a M+W Productsnál manuálisan és nagy időráfordítással regenerálták az UPW-szűrőket. A szűrők számának növekedése és a regenerációs folyamat hosszú átfutási ideje miatt a „Szűrőregenerációs állapot UPW” rendszerét felülvizsgálták és automatizálták a fent említett diákprojekt keretében.

A diákcsapat közösen a vállalattal megoldást dolgozott ki egy kibővített UPW-szűrőregenerációs állapotra, amely nemcsak az automatizált regenerációs folyamatot teszi lehetővé, hanem egy második szűrő beépítését is. Amint az első szűrő sikeresen végrehajtotta a regenerációs folyamatot, a rendszer automatikusan engedélyezi a regenerációs folyamatot a második szűrő számára, miközben az első szűrő folyamatát időben lezárják.

Ez a projekt a M+W Products számára a nagyon elkötelezett diákok segítségével egy újabb sikeres lépés az automatizált szolgáltatások irányába. A diákok szoros együttműködésben a M+W munkatársaival egy innovatív projektet valósítottak meg, és egyben mély betekintést nyertek a modern mikroszystemtechnikába – ez akár ösztönző is lehet a jövőbeni tanulmányi szak kiválasztásához.

Amennyiben kérdése merülne fel, kérjük, forduljon Dr. Ing. Malcherek Dietmar úrhoz, e-mail: dietmar.malcherek@mwgroup.net, Telefon: +49 711 88041624.