[STEP 한국기술대학] 반도체 장비 시설 운영 Part 2. - (3) DI Water 공급장치

반도체 장비 시설 운영 Part 2.
(3) DI Water 공급장치

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DI Water 공급장치 특징 및 구조

 

1. DI Water의 개념

 

1) DI Water의 정의

• 전기전도율이 매우 낮아 전기비저항이 보통 10~15MΩ 이상

• 물 속에 있는 극미량의 이온들도 거의 제거되어 전기저항 값이 18.3kΩ이 될 정도로 초순수한 상태

• 원수의 종류로는 하천수, 지하수, 호소수, 수도수, 공업용수가 있음

• DI Water 

순수(Pure Water)의 순도를 넘어서 불순물인 이온이나 미소입자상 물질이 더 많이 제거된 물 

초순수 : 불순물이 이온을 제거한 높은 순도의 물 

UPW(Ultra Pure Water) 또는 DIW(De-Ionized Water)

 

2) DI Water의 용도

• 반도체산업, 전자산업, 식품제조, 의약품제조 재료 및 제품의 세정용으로 널리 사용

• 관련 산업 설비에는 DI Water공급장치가 필수적으로 설치되어 필요한 장비들에게 DI Water를 공급

 

2. DI Water 제조 공정

 

1) 기능 흐름도

• DI Water 제조 공정

 

2) 설계도 예시

• 필수 장치들은 모든 곳에서 공통 사용

 

3. 전처리 공정

• 공업용수나 일반 물 같은 원수(Raw Water) 중의 각종 부유입자나 불순물을 제거하여 순수 공정 단계로 보냄

• 중력식 여과장치(SF, Sand Filter) 

내부에 모래 성분이 충전되어 있음 

중력식 여과방식을 이용하여 수중의 찌꺼기, 고형물 같은 부유물질을 1차적으로 제거

 

• 활성탄 카본필터(ACF, Activated Carbon Filter)

내부에 카본이 충전되어 있음 

활성탄 흡착의 원리를 이용하여 수중의 잔류염소 및 유기물 성분 등 제거 

물의 색도, 냄새, 염소 제거

 

• 이산화탄소 제거장치(Decarbonator) 

수중에 존재하는 이산화탄소 같은 용존기체 제거

 

• 열교환기(Heat Exchanger) 

순수 공정에서 사용될 물의 온도를 일정한 수온으로 유지시킴

 

• 마이크로 필터(MF, Micro Filter) 

RO 시스템 앞부분에서 카본 필터가 거르지 못한 더 작은 입자형 태의 불순물을 제거하여 RO 시스템 보호

 

4. 순수 공정

• 1차로 전처리된 처리수를 순수로 제조하기 위한 공정

• 수중에 포함된 이온을 제거하는 것이 가장 큰 기능

 

• 전처리수 탱크(Pro-treated Water Tank)

전처리 공정을 통하여 처리된 물이 보관되는 탱크

이곳에 보관된 물은 오염물질이 상당히 제거된 상태

 

• EDI 시스템(Electrodeionization) 

양극과 음극의 전극을 이용하여 수중에 남아 있는 이온을 2차적으로 제거

 

• 역삼투 시스템(Ro, Reverse Osmosis) 

화학적 반응이 아닌 역삼투 원리를 이용 

용매와 용질의 분리를 통하여 수중의 이온성분, 유기물, 박테리아 등 제거

수중의 유기물 및 이온성분이 약 90%이상 제거

 

• DI Water 탱크 

EDI 장치를 통과한 이온, 박테리아 등이 제거된 물 저장 

이온, 유기물, 박테리아 등이 거의 대부분 제거된 상태

 

• 이온교환수지

유기물 이온 교환체 : 강산성 양이온 수지, 강염기성 음이온 수지, 

약산성 양이온 교환수지, 강염기성 음이온 교환수지, 약염기성 음이온 교환수지, Chelate 수지, 유기물 흡착수지,

 

5. 초순수 공정

• 2차 순수 공정을 통과한 물에서 잔존하는 이온과 미세한 입자, 유기물직들을 최종적으로 제거 

 

• UV 살균장치(UV Sterilizer) 

자외선을 출력하여 수중의 유기물에 포함된 탄소 성분(TOC)들 을 분해 제거 및 박테리아 살균

 

• MBP(Mixed Bed Polisher)

양이온과 음이온 교환수지가 혼합되어 있어서 자외선 살균장치 에서 유입되는 이온 성분을 제거

이온이 최종적으로 제거되고 전기비저항이 최소 18MΩ 이상의 DI Water가 됨

 

• UF(Ultra Filter)

DI Water 시스템의 최후단에 설치되는 필터

초미세 미립자 등을 최종적으로 제거하여 공급

 

6. 후처리 공정

• 역삼투 장치, 활성탄 흡착 장치, 자외선 산화 장치 등으로 구성

• 용수의 취수 제한 및 비용 절감에 대한 대책으로 보급 기술 기반이 확대

 

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DI Water 공급장치 운전 및 관리

 

1. DI Water 공급장치 제어반 조작

 

1) 운전시작

① 메인 차단기 On

② 펌프 전원 On

③ 자외선(UV) 살균 장치 스위치 On

④ 솔레노이드 밸브(SOL) 스위치 On

⑤ PLC 스위치 On

 

2) 운전 시 선택 스위치(Select Switch) 상태

① DI Water 장치의 전원 투입 ② 해당 장치 동작 시작 ③ 운전 시 수동/자동 모드 선택

 

• RO 고압펌프 선택 스위치 상태

• DI Water 펌프 선택 스위치 상태

• 자외선 여과기(UV Strainer) 선택 스위치 상태

• 솔레노이드 선택 스위치 상태

2. DI Water 공급장치 관리

1) AC필터 관리

• 일상적인 관리

• 정기적인 유지보수

2) 마이크로 필터(Micro Filter) 관리

• 일상적인 관리

• 정기적인 유지보수

3) RO 시스템

• 일상적인 관리

• 정기적인 유지보수

 

4) 자외선 살균장치(UV Sterilizer) 관리

• 일상적인 관리

• 정기적인 유지보수

 

5) MBP(Mixed Bed Polisher) 관리

• 일상적인 관리

• 정기적인 유지보수

 

6) UF(Ultra Filter) 관리

• 일상적인 관리

• 정기적인 유지보수