IC工廠水的回收與回用
近年來電子行業的發展日新月異，大規模積體電路（IC）生產在國內迅速發展。這些行業給中國帶來了大規模產業鏈的同時， 也帶來了很多能源、環保方面的問題。在國內半導體產業的高耗水特性也遭到水資源匱乏及環保要求的挑戰。外因是可利用水資源的不斷減少， 國家及環保部門對水資源的關注越來越多。內因是用水價格不斷上漲。因此IC工廠的水的回用問題受到了越來越多的關注。
目前在我國所建造的IC工廠，從5″到12″生產線都有，這些生產線因為所用的工藝不同， 資金狀況不同， 用水的特點不同， 因此在水的回用方面面臨的問題和所採用的回用方法也不一樣。
典型IC工廠的用水量分析
目前在中國的IC工廠的生產線中， 從用水的特點上講我們可以將生產線歸 納為兩類 ， 即6″及6″以下的生產線（後面簡稱“6″及以下生產線”） 和8″及8″以上生產線 （ 後面簡稱 “8″及以上生產線”） 。這些工廠用水主要分為以下幾個部分。
1.生活用水及綠化用水
2.純水製備用水
3.冷卻塔及廢氣洗滌塔補水
4.其他生產用水 （ 主要是動力設備補水、站房內污水盆用水）。
IC工廠中可以回收的水
1、在IC工廠中可以回收的水有如下幾種：
（1）製程過程中的清洗水
1）末級清洗水： 這部分水水質非常好， 經收集， 檢測各項指標達到要求後可以直接回到純水的預處理水池。
2）前級清洗水： 這部分水水質相對來說水質較差，需經過離子交換、過濾等手段處理後回到純水的預處理水池或是作為冷卻塔洗滌塔的補充用水。
（2）純水製備過程中可以回收的水
1）反滲透濃水： 對於水質較軟的地區， 一級反滲透的濃水水質依然很好， 可以利用此部分水沖廁、補充冷卻塔、澆灑綠地等。
2）多介質過濾器、離子交換樹脂的反洗水經過中和過濾後可以作為冷卻塔等的補水。
3）EDI設備的排水， 超濾的排水都可以回用至純水的預處理水箱。
（3）CMP （化學機械拋光） 的廢水和研磨廢水經過膜過濾等方式處理後也可以作為冷卻塔洗滌塔的補充水
2、在半導體工廠中， 純水製備、純水回用、廢水處理的關係如圖1所示。
工廠水（1）在IC工廠中幾乎所有的可回收的水均與純水系統發生關係。因此IC工廠的生產性質決定了純水回收的意義重大。
（2）尤其隨著半導體晶片尺寸越做越大、線寬要求越來越小， 集成度越來越高， 晶片表面的潔淨度要求也不斷提高。生產過程中清洗設備要求的水質幾乎均為超純水。合理的純水回用可以提高產業的用水效率， 減少廢水排放，降低原水的用水量。
（3）針對不同的項目特點要採用不同的回用節水方式，影響純水回用的相關因素有很多， 不同的工藝設備機台、不同的純水製備工藝的不同以及所制定的回收率等都是很關鍵的因素。因此對於純水回用， 要根據項目的本身特點有針對的進行。
在制定純水回用水方案時， 回用水的去向是首先要關注的問題。在前面用水量分析中， 可以看出純水消耗和冷卻塔等的補水是用水量最大的部位。因此純水回用最佳目標有兩個。一個是回用至純水製備系統中； 另一個是回用至冷卻塔廢氣處理塔等設備。目的不同， 處理的方式， 處理達到的水質也不相同。
具體方案
了解上述主要特徵後， 以6″生產線和8″生產線為例，我們分析一下回用水的特點和具體方法。
1、對於6″IC生產線，工廠的特點如下：
（1）純水耗量與大尺寸的晶片 （ 8″及以上） 相比純水耗量 較 小 。以月產30000片的生產線為例，純水耗量約30m /h左右。
（2）生產線都比較陳舊， 受設備本身限制， 在機台很難實現分質排水。
針對這種情況， 一是對機台進行改造。二是著眼於收集純水製備過程中的廢水和部分屬性比較單純的酸鹼廢水 （不含HF）經處理後作為冷卻塔系統的補充水。
（3）前一種方式的實現收到資金和技術的限制很難實現， 而後一種做法則更為切實可行。因為在 6″生產線中，相對來說有機溶劑用量較小， 冷卻塔補充水水量所占比例較大， 且補充水的水質要求不高， 經簡單處理後， 容易達到。
（4）因此對於6″生產線來說， 更有效， 更實際的是提高全廠的水的回用率， 通俗的說就是回收一切易於處理的廢水， 來滿足冷卻塔等設備的補水。
（5）處理回用水的方法相對比較簡單， 回用水經中和、過濾後就可以回用至冷卻塔等系統中。
2、對於8″IC生產線。
（1）與6″生產線相比，8″IC生產線所用純水量要更大，以月產30000片的生產線為例，純水耗量約在170～200m /h。如此大的純水耗量對純水回用的要求就更迫切了。
（2）對於製程過程中的純水回收來講， 分質回收是最重要的要求。機台分質回收的主要目的， 是將製程中所產生的高低濃度不同的清洗水分別收集分別排放。這樣做可以防止高濃度TOC和其它不純物質進入回收水系統， 從而影響水的回用。而分質收集的指標和廠內所選用的機台形式和廠內所要達到的製程回收率以及所採用的純水製備工藝是息息相關的。
（3） 8″生產線的回收系統， 應在合理範圍內讓回用水儘可能回至純水系統中。
1）直接回用： 當所回收的末級清洗水水質較好時， 可以直接回用到超純水製備系統的預處理系統
2）經處理後回用： 當設備排水中含有有機溶劑、界面活性劑及有機鹼等有害物質較多時可以採用以下流程進行處理。
（4）對於8″（及以上尺寸） 生產線的純水回用系統必須注意以下問題：
1）分質回收的管道必須做好， 這是回收系統的前提。
2）回收水管與設備的二次配管時， 接管一定要清楚準確， 避免從源頭污染。
3）機台設備的排放切換閥門的參數必須根據純水回收系統的要求進行設定。
4）廠務需要建立有效的污染追溯方法。只有注意的以上問題， 才能夠建立一個有效的回收系統。
