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(集成電路)IC行業(yè)中超純水系統(tǒng)的運用

2022年11月12日 18:21:55      來源:東莞市綠健水處理設(shè)備有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量:21

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在電子行業(yè)中,IC特征尺寸不斷縮小,使得出產(chǎn)過程中超純水的水質(zhì)要求也愈來愈高。電子工廠潔凈廠房設(shè)計中純水供給是重要內(nèi)容之一,各種電子產(chǎn)品出產(chǎn)工藝對純水水質(zhì)、水量要求都不相同。
IC制造應(yīng)關(guān)注超純水水質(zhì)

電子產(chǎn)品出產(chǎn)中純水系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)和產(chǎn)品出產(chǎn)工藝對水質(zhì)的要求,結(jié)合系統(tǒng)規(guī)模、材料及設(shè)備供給等情況,通過技術(shù)經(jīng)濟比較來選擇。純水系統(tǒng)的原水水質(zhì)因各地區(qū)、城市的水源不同相差很大,有的城市以河水為水源,即使是河水,其河水的源頭和沿途流經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)、地貌不同,水質(zhì)也是不同的;有的城市以井水為水源,井的深度不同、地域不同、地質(zhì)構(gòu)造不同均會千差萬別;現(xiàn)在不少城市的水源包括河水、湖水、井水等,有的城市各個區(qū)、段供水水質(zhì)也不相同。

所以純水系統(tǒng)的選擇,根據(jù)原水水質(zhì)的不同,差異很大,是否選擇原水預(yù)處理,預(yù)處理設(shè)備的種類、規(guī)模都與原水水質(zhì)有關(guān)。因此電子工廠潔凈廠房的純水系統(tǒng)的選擇應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)和電子產(chǎn)品出產(chǎn)工藝對水質(zhì)的要求,結(jié)合純水系統(tǒng)的產(chǎn)水量以及當時、當?shù)氐募兯O(shè)備、材料供給等情況,綜合進行技術(shù)經(jīng)濟比較確定。

在超大規(guī)模IC的超純水水質(zhì)中,優(yōu)先關(guān)注的水質(zhì)指標為:電阻率、微粒、TOC(總有機硅)、硅、堿金屬、堿土金屬、重金屬、溶解氧等。水溶液之所以導(dǎo)電,是由于水中各種溶解鹽都是以離子態(tài)存在的,在IC芯片制造過程中,與硅片接觸的水所含離子越多,對產(chǎn)品良率影響就越大。電阻率反映了超純水中離子的含量,超純水的電阻率越高,其純度也就越高。 一般來講,在25℃時,理論純水的電阻率是18.25MΩ·cm。
微粒數(shù)也是衡量超純水純度的指標。在IC光刻工序的清洗用水中假如含有不純物質(zhì)或微粒,將導(dǎo)致柵氧化膜厚度不均,產(chǎn)品圖形發(fā)生缺陷,耐壓機能變壞,一般以圖形尺寸的1/10為粒徑的評價對象。超純水中的微量有機物會影響柵氧化膜的絕緣耐壓機能,堿金屬、堿土金屬、重金屬則使產(chǎn)品結(jié)晶不良,柵氧化膜的絕緣耐壓機能變壞,而超純水中的溶解氧將促使硅片表面的氧化膜提前天然形成,有報道稱甚至溶在水中的氮氣也對清洗效果帶來影響。在超純水中,細菌的影響與TOC、微?;鞠嗤饕怯捎谠谙到y(tǒng)里的繁殖使它成為有機物和微粒的起源地。

超純水制備系統(tǒng)需完備

? 當了解了超純水中雜質(zhì)對器件的影響后,如何確定超純水系統(tǒng)流程以保證出產(chǎn)設(shè)備對超純水水質(zhì)的要求就成為超純水系統(tǒng)所要解決的首要題目。IC工廠的純水制備系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)及工藝出產(chǎn)設(shè)備要求的超純水水質(zhì)來確定,一般由下列4部門組成:預(yù)處理系統(tǒng)、一次純水處理系統(tǒng)、超純水制取系統(tǒng)、回收水系統(tǒng).
預(yù)處理的目的是去除水中所含的懸浮物、膠體、高分子有機物等雜質(zhì)。需要指出的是,活性炭對去除TOC有非常好的效果,但它也往往成為微生物的滋生地。因此,在預(yù)處理系統(tǒng)中采用活性炭處理單元時,應(yīng)將活性炭處理單元的進水調(diào)成酸性,以防止微生物滋生。
在超純水制備的一次純水處理系統(tǒng)中,往往要使用反滲透裝置(RO),且反滲透膜多以交聯(lián)芬芳族聚酰胺復(fù)合膜為主,這類膜的不足之處在于:抗氧化性差,氧化性物質(zhì)能導(dǎo)致膜聚合物分解,而活性炭恰恰對水中余氯、過氧水等氧化性物質(zhì)有良好的去除效果。因此,在超大規(guī)模IC超純水制備的預(yù)處理系統(tǒng)中采用活性炭處理單元是十分必要的。一次純水處理系統(tǒng)的目的是對預(yù)處理系統(tǒng)的出水進一步進行處理,代表性的裝置有反滲透、混合離子交換、一級膜脫氣、EDI(電再生脫鹽)、UV(紫外線)、一級拋光等。其中,反滲透、UV進一步去除一次純水處理系統(tǒng)遺留下來的TOC;混合離子交換既可去除一次純水處理系統(tǒng)遺留下來的TOC,也可去除SiO2;利用膜脫氣對預(yù)處理水中的溶解氧進行處理;一級拋光采用高純樹脂,用來處理金屬離子。
超純水制取系統(tǒng)是為了去除一次純水處理系統(tǒng)中殘留的微量雜質(zhì)而設(shè)置的,值得留意的是,超純水制取系統(tǒng)在去除水中各種雜質(zhì)的同時,如何保證去除設(shè)備因自身材質(zhì)而引起的污染應(yīng)引起人們的高度關(guān)注。也就是說,一個完整的超純水系統(tǒng),不但要有公道的制水流程,而且還要對每個處理設(shè)備自身的微量溶出題目進行研究。此外,超純水的輸送方法,配管、閥門材質(zhì)的選定也應(yīng)引起人們的高度正視。

超大規(guī)模IC清洗設(shè)備要求的水質(zhì)幾乎均為超純水,這些清洗設(shè)備用水點的排水幾乎全部可以回收,經(jīng)回收處理后的水一部門可以作為冷卻塔和廢氣洗滌塔的補水,另一部門可以與超純水制備預(yù)處理系統(tǒng)的出水一起進入預(yù)處理水池,作為超純水制備的增補水。目前,在實際工程中,水的回收率可以達到70%。要使回收水系統(tǒng)達到良好的處理效果,除了需要確定公道的處理流程外,出產(chǎn)設(shè)備排水的分類收集也長短常重要的,這樣做,可以防止高濃度TOC和其他不純物質(zhì)進入回收水系統(tǒng)。--超純水裝置,


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