VDI 2083 Blatt 13 2-2009 Cleanroom technology - Quality production and distribution of ultrapure water - Microelectronics and other technical applications.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREReinraumtechnikQualitt, Erzeugung und Verteilung vonReinstwasserMikroelektronik und andere technische AnwendungenCleanroom technologyQuality, production and distribution ofultrapure waterMicroelectronics and other technical applicationsVDI 2083Blatt 13.2 / Part 13.2Ausg. de

2、utsch/englischIssue German/EnglishVDI-Handbuch Technische Gebudeausrstung, Band 2: RaumlufttechnikVDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available atBeuth VerlagGmbH, 10772 Berlin AlleRechtevorbehalten / Allrights reserved VereinDeutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf2009Vervielfltigung auchfr innerbetriebli

3、cheZwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 13.040.35Januar 2009 January 2009The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-l

4、ation.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . 42 Normative Verweise . . . . . . . . . . . . . . 53Begrife. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Rohwasser . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . 55 Grundoperationen der Reinstwasser- erzeugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Reinstwasserspezifikation fr die Mikroelektronikindustrie . . . . . . . . . . . 57 Typische Anlagenkonzepte (einschlielich Materialien und Komponenten). . . . . . . . 87.1 Allgemeines . .

6、. . . . . . . . . . . . . 87.2 Erzeugung von heiem Reinstwasser . . 117.3 Materialien und Komponenten . . . . . . 138 Reinstwasserverteilung. . . . . . . . . . . . 168.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . 168.2 Reinstwasserverteilung in technischen Anwendungen, insbesondere in der Mikroelektr

7、onikindustrie. . . . . . . . . 169 Installation, Inbetriebsetzung und Abnahme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239.1 Installation des Reinstwasserverteilsystems . . . . . . . 239.2 Inbetriebsetzung des Reinstwassersystems . . . . . . . . . . . 259.3 Abnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

8、10 Projektablauf und Dokumentation . . . . . . 2610.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . 2610.2 Projektmanagement und Dokumentation in technischen Anwendungen, speziell in der Mikroelektronikindustrie . . . . . 27Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction

9、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Normative references. . . . . . . . . . . . . 53 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . 54 Raw water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Basic operations of ultrapure-water production. . . . . .

10、. . . . . . . . . . . . . 56 Specification of ultrapure water for the microelectronics industry . . . . . . . . . . 57 Typical plant layouts (including materials and components) . . . . . . . . . . . . . . . 87.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . 87.2 Production of hot ultrapure water . . .

11、 . 117.3 Materials and components . . . . . . . . 138 Ultrapure-water distribution . . . . . . . . . 168.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . 168.2 Ultrapure-water distribution for technical applications, particularly in the microelectronics industry . . . . . 169 Installation, commissioning

12、 and acceptance . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239.1 Installation of ultrapure-water distribution systems . . . . . . . . . . . 239.2 Commissioning of ultrapure-water systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . 259.3 Acceptance. . . . . . . . . . . . . . . . 2510 Project handling and documentati

13、on . . . . 2610.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . 2610.2 Project management and documentation in technical applications, particularly in the microelectronics industry . . . . . 27Frhere Ausgabe:03.08Entwurf,deutschFormeredition:03/08 Draft, inGermanonlyVDI-Gesellschaft Technische Gebudeau

14、srstungB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2009 2 VDI 2083 Blatt 13.2 / Part 13.2Seite11 Betrieb und Qualittsberwachung . . . . . 3

15、111.1 Reinstwasser-Analytik . . . . . . . . . . 3111.2 Fehlerbetrachtung . . . . . . . . . . . . 3111.3 Einzelne Parameter . . . . . . . . . . . 3411.4 Reinstwasser-Monitoring . . . . . . . . 3712 Wiederverwendung . . . . . . . . . . . . . . 3812.1 Voraussetzungen fr Wiederverwendung 3912.2 Anfallst

16、ellen und Verwendbarkeit . . . . 4012.3 Auftrennung der Abwsser . . . . . . . 4112.4 Reclaim- und Recyclingsysteme. . . . . 4312.5 Integriertes Wassermanagement . . . . . 47Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51VorbemerkungDer

17、Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI

18、-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.In diesem Zusammenhang wird insbesonder

19、e auf die Zusammenarbeit mit der Schweizerischen Gesell-schaft fr Reinraumtechnik (SRRT) hingewiesen.Eine Liste der aktuell verfgbaren und in Bearbei-tung befindlichen Bltter dieser Richtlinienreihe so-wie ergnzende Informationen sind im Internet unter www.vdi-richtlinien.de/2083 abrufbar.Einleitung

20、In einigen Bereichen der Technik, z. B. in der Mikro-elektronik, der Feinmechanik, der Lebensmittelin-dustrie, der Pharmazie und der Medizintechnik usw., werden besondere Anforderungen an die Reinheit der Raumluft, der eingesetzten Betriebsmittel, des Ar-beitsplatzes (Oberflchen, Maschinen, Werkzeug

21、e), der Prozessmedien (Gase, Flssigkeiten, Chemika-lien) sowie der Personen gestellt.Page11 Operation and quality monitoring . . . . . . 3111.1 Ultrapure-water analytics . . . . . . . . 3111.2 Consideration of possible errors. . . . . 3111.3 Individual parameters . . . . . . . . . . 3411.4 Ultrapure

22、-water monitoring . . . . . . . 3712 Reuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3812.1 Prerequisites to reuse . . . . . . . . . . 3912.2 Occurrence and suitability for reuse . . 4012.3 Splitting of wastewaters . . . . . . . . . 4112.4 Reclaim and recycling systems . . . . . 4312.5 Integrated wa

23、ter management . . . . . . 47Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Preliminary noteThe content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All r

24、ights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts.The use of this guideline without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditions spec

25、ified in the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.In the context of this guideline, particular attention is drawn to the cooperation with the Swiss Society for Contamination Control (SRRT).A list of all parts of this s

26、eries of guidelines currently available or to be published, as well as supplementary information can be obtained on the Internet at www.vdi-richtlinien.de/2083.IntroductionIn some fields of technology examples include mi-croelectronics, precision mechanics, the food and pharmaceutical industries and

27、 medical technology, etc. particular requirements are to be fulfilled by the cleanliness of the room air, the equipment used, the workstations (surfaces, machines, tools), the process media (gases, liquids, chemicals) and the personnel. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD

28、15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2009 VDI 2083 Blatt 13.2 / Part 13.2 3 Die verschiedenen Aufgaben und Manahmen der Reinraumtechnik zur Absicherung dieser Anforde-rungen werden im Fachausschuss R

29、einraumtechnik der VDI-Gesellschaft Technische Gebudeausrs-tung in der Richtlinienreihe VDI 2083 beschrieben. Dabei wird auf Vereinbarkeit mit den Festlegungen Internationaler Normen, insbesondere aus der Reihe ISO 14 644, geachtet.Fr den in Deutschland historisch gewachsenen und eingefhrten Begriff

30、 Reinraumtechnik“ ist im an-gelschsischen Sprachraum die bersetzung conta-mination control“ gngig. Dabei ist der angelschsi-sche Begriff contamination“ mit Kontamination bersetzbar aus der Nuklear- und Kerntechnik bis heute im deutschen Sprachverstndnis negativ be-setzt. Das Wort control“, nicht gle

31、ichbedeutend mit dem deutschen Wort Kontrolle“ im Sinne von ber-prfung, bedeutet Lenkung, Regelung, Minderung“. Der englische Begriff contamination control“ be-schreibt die Aufgaben und Inhalte treffender und um-fassender als der Begriff Reinraumtechnik“, da reine Bedingungen nach dem aktuellen Stan

32、d der Technik in verschiedenen Umgebungen eingestellt werden knnen, nicht allein in Rumen, und da weiterhin die Kontaminationsminderung nicht allein mit dem Raum zusammenhngt, sondern auch Aspekte der reinen Medien, reinen Oberflchen, der Prozesstech-nik, des Materialflusses, des Personals u.v.a.m.

33、be-rhrt. Dies ist bei der Verwendung des traditionellen Begriffs Reinraumtechnik“ zu bercksichtigen, das heit:Reinraumtechnik ist die Kette aller Manahmen zur Verminderung oder Verhinderung unerwnschter Einflsse auf das Produkt oder den Menschen.In diesem Sinn ist auch VDI 2083 Blatt 13 Reinst-wasse

34、r“ zu sehen, bestehend aus den Richtlinien Blatt 13.1 GrundlagenBlatt 13.2 Mikroelektronik und andere techni-sche AnwendungenBlatt 13.3 Life-Science-AnwendungenDie Aufteilung des Blatts 13 Reinstwasser“ in drei Teile trgt der Tatsache Rechnung, dass die Anforde-rungen in den Bereichen der technische

35、n Anwendun-gen (insbesondere Halbleiter-Fertigung) und der Life-Science-Anwendungen (insbesondere Pharma-Industrie) sehr unterschiedlich sind.The various tasks and methods of cleanroom technol-ogy for ensuring compliance with these requirements are described by the Technical Committee for Clean-room

36、 Technology of the VDI Society for Building Services in the series of guidelines under the generic number VDI 2083, giving heed to the compatibility with the specifications of international standards, particularly those of the ISO 14 644 series.For “cleanroom technology”, a term historically grown a

37、nd well-established in Germany, the English-speaking countries commonly use the equivalent “contamination control”. The German word “Kon-tamination”, which is one possible translation of “contamination”, still holds a negative connotation originating in nuclear technology. “Control” is not equivalen

38、t to the German word “Kontrolle” in the sense of “checking” but means “management, moni-toring and adjustment, abatement”. The English term “contamination control” conveys information on the tasks and contents which is more accurate and more comprehensive than that provided by the term “clean-room t

39、echnology”, considering that the current state of the art allows to establish clean conditions in vari-ous environments rather than in rooms alone, and, furthermore, that contamination reduction does not only relate to the room but also concerns aspects of clean media, clean surfaces, process techno

40、logy, ma-terial flow, personnel, etc. This must be borne in mind when using the traditional term “cleanroom technol-ogy”, i. e.: Cleanroom technology, or contamination control, is the chain of actions taken to reduce or prevent unde-sirable effects on the product or on man.The same applies to the VD

41、I 2083 Part 13 series of guidelines dealing with “ultrapure water” and com-prising the guidelinesPart 13.1 FundamentalsPart 13.2 Microelectronics and other technical applicationsPart 13.3 Life science applicationsPart 13 “Ultrapure water” is subdivided into three parts in recognition of the fact tha

42、t the requirements differ greatly for the fields of technical applications (particularly in semiconductor production) and life-science applications (particularly in the pharmaceuti-cal industry).B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthSta

43、ndardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2009 4 VDI 2083 Blatt 13.2 / Part 13.21 AnwendungsbereichZweck dieser Richtlinie ist die Zusammenfassung des Wissens bezglich der Planung, des Baus, des Betriebs und der berwachung von Wasseraufberei-

44、tungsanlagen zur Erzeugung und Verteilung von Reinstwasser.Diese Richtlinie gilt fr die Qualittsanforderungen, die Erzeugung und die Versorgung mit Reinstwasser von Prozessen mit hohen Reinheitsanforderungen, wie sie in der Reinraumtechnik verwendet werden. In der Kraftwerkstechnik und Kernkraftwerk

45、stechnik werden hnliche Prozesse und Systeme verwendet; diese sind aber nicht Gegenstand dieser Richtlinie, da sie an anderer Stelle beschrieben werden.Das Reinstwasser wird in verschiedenen Anwendun-gen genutzt:einerseits fr Reinigungsprozesse undandererseits zur Verdnnung von konzentrierten Reinst

46、chemikalien auf Gebrauchslsungskonzent-rationen, oderes geht in das herzustellende Produkt ber.So werden z. B. kontaminierte Oberflchen vor der Durchfhrung sensibler Arbeitsprozesse mit Reinst-wasser gereinigt.An das hierzu eingesetzte Reinstwasser werden hohe Anforderungen bezglich partikulrer, che

47、mischer und biologischer Reinheit bei der Anwendung gestellt.Im Anwendungsbereich der Mikroelektronik/Halb-leitertechnik liegt der Schwerpunkt, bedingt durch die Verkleinerung der Strukturen, auf der Entfernung mglichst aller partikulren, chemischen und biolo-gischen Kontaminationen.Die zur Anwendun

48、g kommenden Reinstwassersys-teme strukturieren sich in:Aufbereitung einschlielich VorbehandlungSpeicherung und VerteilungNutzung einschlielich QualittsmonitoringDie fr die Reinstwasseraufbereitung notwendigen Verfahrensschritte und somit der Systemaufbau wer-den bestimmt aus der vorliegenden, durch

49、rtliche Gegebenheiten geprgten Rohwasseranalyse und aus der im konkreten Anwendungsfall vorgegebenen Reinstwasserzielanalyse. Umwelttechnische Rah-menbedingungen, z. B. die Forderung nach einem verminderten Chemikalieneinsatz sowie die ortsspe-zifischen Kosten fr Wasser und andere Betriebskos-ten, beeinflussen ebenfalls die Auswahl der einzelnen Verfahrensschritte.Die Speicherung und Verteilung wird bestimmt durch die rtlichen Aufstellungsgegebenheiten und