সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন এবং জল ব্যবস্থা: উৎপাদন প্রক্রিয়া থেকে বর্জ্য জল ব্যবস্থাপনা পর্যন্ত

আপস্ট্রিম সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ

আপস্ট্রিম প্ল্যান্টগুলো ওয়েফার ফ্যাব্রিকেশনে ব্যবহৃত উপকরণ উৎপাদন করে, যার মধ্যে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:

• সিলিকন পিণ্ড
• সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার
• পালিশ করা ওয়েফার
• এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফার
• ইলেকট্রনিক রাসায়নিক পদার্থ
• বিশেষ গ্যাস
• ফটোরেজিস্ট এবং সহায়ক উপকরণ

সিলিকন ওয়েফার উৎপাদনে কাটা, ঘষা, পালিশ, এচিং এবং পরিষ্কার করার মতো প্রক্রিয়াগুলো অন্তর্ভুক্ত। এই প্রক্রিয়াগুলোতে প্রচুর পরিমাণে বিশুদ্ধ পানি ব্যবহৃত হয় এবং এর ফলে এমন বর্জ্য পানি উৎপন্ন হতে পারে, যাতে ভাসমান কঠিন পদার্থ, সিলিকা কণা, অ্যাসিড, ক্ষার এবং পালিশের অবশিষ্টাংশ থাকে।

মিডস্ট্রিম ওয়েফার ফ্যাব্রিকেশন

মিডস্ট্রিম সুবিধাগুলোর মধ্যে রয়েছে:

• লজিক চিপ ওয়েফার ফ্যাবস
• মেমরি চিপ ফ্যাবস
• পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর ফ্যাবস
• ফাউন্ড্রি সুবিধা
• সমন্বিত ডিভাইস নির্মাতারা

ওয়েফার ফ্যাব্রিকেশনে শত শত বা এমনকি হাজার হাজার স্বতন্ত্র প্রক্রিয়াকরণ ধাপ থাকে। অক্সিডেশন, ফটোলিথোগ্রাফি, এচিং, আয়ন ইমপ্লান্টেশন, ডিপোজিশন এবং কেমিক্যাল মেকানিক্যাল প্ল্যানারাইজেশন প্রক্রিয়াগুলোর মাঝে বারবার পরিষ্কারকরণ করা হয়।

ফলস্বরূপ, সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে ওয়েফার ফ্যাবগুলিতে সাধারণত সর্বোচ্চ জল খরচ, সবচেয়ে বিশদ বর্জ্য জলের শ্রেণিবিন্যাস এবং জল পুনঃব্যবহারের সবচেয়ে কঠোর নিয়মকানুন থাকে।

ডাউনস্ট্রিম প্যাকেজিং এবং টেস্টিং

নিম্নধারার সুবিধাগুলোর মধ্যে রয়েছে:

• উন্নত সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং প্ল্যান্ট
• ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট টেস্টিং প্ল্যান্ট
• আইসি সাবস্ট্রেট নির্মাতারা
• মুদ্রিত সার্কিট এবং প্যাকেজিং সাবস্ট্রেট সুবিধা

যদিও এই কারখানাগুলো ফ্রন্ট-এন্ড ওয়েফার ফ্যাবগুলোর তুলনায় কম অতিবিশুদ্ধ জল ব্যবহার করতে পারে, তবুও এগুলো থেকে তামা, নিকেল, জৈব পদার্থ, অ্যাসিড, ক্ষার এবং সূক্ষ্ম ভাসমান কণাযুক্ত জটিল বর্জ্য জল উৎপন্ন হতে পারে।

অতিবিশুদ্ধ জল

সরাসরি ওয়েফার ধোয়া ও পরিষ্কার করার জন্য অতিবিশুদ্ধ জল ব্যবহার করা হয়। কণা, আয়ন, অণুজীব বা জৈব দূষকের অত্যন্ত ক্ষুদ্র ঘনত্বও পণ্যের গুণমান এবং উৎপাদনকে প্রভাবিত করতে পারে।

একটি সাধারণ অতিবিশুদ্ধ পানি উৎপাদন ব্যবস্থায় অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে:

• প্রাক-চিকিৎসা
• সক্রিয় কার্বন পরিস্রাবণ
• অতিপরিস্রাবণ
• বিপরীত অভিস্রবণ
• আয়ন বিনিময়
• ইলেকট্রোডিআয়নাইজেশন
• ইউভি জারণ
• ঝিল্লি গ্যাস নির্গমন
• চূড়ান্ত পালিশ এবং পরিস্রাবণ

স্থিতিশীল প্রাক-প্রক্রিয়াকরণ গুরুত্বপূর্ণ, কারণ কাঁচা জলের গুণমানের ওঠানামা মেমব্রেন দূষণ, রাসায়নিক পরিষ্কারের পুনরাবৃত্তি এবং পরিচালন ব্যয় বাড়িয়ে দিতে পারে।

শীতল জল

উৎপাদন সরঞ্জাম, চিলার, শীতাতপ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা, কম্প্রেসার এবং অন্যান্য সহায়ক যন্ত্রপাতির জন্য শীতলীকরণ জলের প্রয়োজন হয়।

শীতলীকরণ জল শোধন সাধারণত নিম্নলিখিত বিষয়গুলির উপর আলোকপাত করে:

• স্কেল নিয়ন্ত্রণ
• ক্ষয় নিয়ন্ত্রণ
• অণুজীবের বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ
• সাসপেন্ডেড সলিড অপসারণ
• ব্লোডাউন জল ব্যবস্থাপনা

প্রক্রিয়া এবং পরিষ্কার জল

ওয়েফার পরিষ্কার, রাসায়নিক ধৌতকরণ, পলিশিং, প্লেটিং এবং সরঞ্জাম পরিষ্কারের সময় প্রচুর পরিমাণে পানি ব্যবহৃত হয়। এর ফলে উৎপন্ন বর্জ্য পানির বৈশিষ্ট্য সরাসরি উৎপাদন রাসায়নিক এবং প্রক্রিয়াকরণের ধাপগুলোর উপর নির্ভর করে।

ফ্লোরাইডযুক্ত বর্জ্য জল

হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড বা ফ্লুরাইডযুক্ত রাসায়নিক পদার্থ ব্যবহার করে এচিং এবং পরিষ্কার করার প্রক্রিয়া থেকে প্রধানত ফ্লুরাইডযুক্ত বর্জ্য জল উৎপন্ন হয়।

ক্যালসিয়াম ফ্লোরাইড অধঃক্ষেপ তৈরির জন্য সাধারণত ক্যালসিয়াম লবণ যোগ করা হয়। এরপর কণা একত্রীকরণ, স্বচ্ছতা বৃদ্ধি এবং স্লাজ পৃথকীকরণ উন্নত করার জন্য জমাটকরণ ও ফ্লোকুলেশন পদ্ধতি ব্যবহার করা যেতে পারে।

অম্লীয় এবং ক্ষারীয় বর্জ্য জল

পরিষ্কারকরণ, এচিং, পুনর্জন্ম এবং রাসায়নিক সরবরাহ ব্যবস্থা থেকে অম্লীয় ও ক্ষারীয় বর্জ্য জল আসতে পারে।

এই প্রবাহগুলো সাধারণত আলাদাভাবে সংগ্রহ করা হয় এবং নিয়ন্ত্রিত প্রশমনের মাধ্যমে শোধন করা হয়। পিএইচ-এর দ্রুত ওঠানামা এড়িয়ে চলতে হবে, কারণ তা অধঃক্ষেপণ, জমাট বাঁধা এবং পরবর্তী জৈবিক শোধন প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করতে পারে।

অ্যামোনিয়া-নাইট্রোজেন বর্জ্য জল

পরিষ্কারকরণ, এচিং এবং নির্দিষ্ট কিছু রাসায়নিক প্রক্রিয়া থেকে অ্যামোনিয়াযুক্ত বর্জ্য জল উৎপন্ন হতে পারে।

ঘনত্ব এবং নির্গমনের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে, পরিশোধন পদ্ধতিগুলোর মধ্যে অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে:

• অ্যামোনিয়া অপসারণ
• জৈবিক নাইট্রিফিকেশন এবং ডিনাইট্রিফিকেশন
• ব্রেকপয়েন্ট ক্লোরিনেশন
• ঝিল্লি পৃথকীকরণ
• সম্মিলিত ভৌত-রাসায়নিক এবং জৈবিক চিকিৎসা

জৈব বর্জ্য জল

জৈব বর্জ্য জলে ফটোরেসিস্টের অবশিষ্টাংশ, দ্রাবক, পরিষ্কারক পদার্থ, ডেভেলপার, সারফ্যাক্ট্যান্ট এবং অন্যান্য জৈব রাসায়নিক পদার্থ থাকতে পারে।

সাধারণত ভৌত-রাসায়নিক প্রাক-চিকিৎসার সাথে জৈবিক চিকিৎসার সমন্বয় করা হয়। উচ্চ ঘনত্বের দ্রাবক বা সহজে পচনশীল নয় এমন যৌগযুক্ত বর্জ্য জলের জন্য পৃথক সংগ্রহ এবং বিশেষায়িত প্রাক-চিকিৎসার প্রয়োজন হতে পারে।

সিএমপি বর্জ্য জল

কেমিক্যাল মেকানিক্যাল প্ল্যানারাইজেশন বা সিএমপি প্রক্রিয়ার ফলে উৎপন্ন বর্জ্য জলে অতি সূক্ষ্ম ঘর্ষণকারী কণা, পলিশিং রাসায়নিক, বিচ্ছুরক এবং ধাতব দূষক পদার্থ থাকে।

সিএমপি কণাগুলো প্রায়শই তাদের ক্ষুদ্র আকার এবং স্থিতিশীল বিস্তারের কারণে স্বাভাবিকভাবে থিতিয়ে পড়া কঠিন। উপযুক্ত জমাট বাঁধানো পদার্থ এবং ফ্লকুল্যান্ট সাসপেনশনকে অস্থিতিশীল করতে, বড় আকারের ফ্লক তৈরি করতে এবং কঠিন-তরল পৃথকীকরণ উন্নত করতে পারে।

ভারী ধাতু বর্জ্য জল

ইলেকট্রোপ্লেটিং, আন্তঃসংযোগ, প্যাকেজিং এবং সাবস্ট্রেট উৎপাদন প্রক্রিয়ার বর্জ্য জলে তামা, নিকেল ও অন্যান্য ভারী ধাতু পাওয়া যেতে পারে।

সাধারণ চিকিৎসা পদ্ধতিগুলোর মধ্যে রয়েছে:

• রাসায়নিক অধঃক্ষেপণ
• জমাট বাঁধা এবং ফ্লোকুলেশন
• ভারী ধাতু ক্যাপচার এজেন্ট
• আয়ন বিনিময়
• ঝিল্লি চিকিৎসা
• নির্বাচনী পুনরুদ্ধার প্রযুক্তি

পৃথকভাবে সংগ্রহ করা বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ, কারণ ভারী ধাতুযুক্ত বর্জ্যজলকে জটিলকারী পদার্থের সাথে মেশালে অধঃক্ষেপণ আরও কঠিন হয়ে যেতে পারে।

তুলনামূলকভাবে পরিষ্কার বর্জ্য জলের ধারা নিম্নলিখিত উপায়ে শোধন করা যেতে পারে:

• জমাট বাঁধা এবং স্বচ্ছকরণ
• মাল্টিমিডিয়া পরিস্রাবণ
• অতিপরিস্রাবণ
• সক্রিয় কার্বন
• বিপরীত অভিস্রবণ
• আয়ন বিনিময়
• উন্নত জারণ

পরিশোধিত জল নিম্নলিখিত ক্ষেত্রে পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে:

• কুলিং টাওয়ার মেকআপ
• স্ক্রাবার জল
• সাধারণ সরঞ্জাম ধোয়া
• ভূদৃশ্য সেচ
• ইউটিলিটি পানি
• অতিবিশুদ্ধ জল সিস্টেম ফিড