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