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芯片制造用的超純水該如何制備?

2026-3-11  

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半導(dǎo)體器件的制造需要消耗大量的水,在器件制造的許多不同階段,水被用于表面清潔、濕法蝕刻、電鍍和化學(xué)機械平坦化等。半導(dǎo)體制造所需的水不是普通意義的水,是經(jīng)過嚴(yán)格處理,并符合半導(dǎo)體制造標(biāo)準(zhǔn)的超純水。

超純水是經(jīng)過高度純化的水,去除了所有礦物質(zhì)、顆粒、細(xì)菌、微生物和溶解的氣體。在芯片廠里,它也經(jīng)常會被混稱為去離子水,但國內(nèi)通常把去離子水與超純水分的比較開,其實去離子水是包含了超純水的范疇,超純水是標(biāo)準(zhǔn)更高的去離子水。


芯片制造用的超純水該如何制備?

芯片廠為什么要使用超純水?

普通的水中含有氯,硫等雜質(zhì),會腐蝕芯片中的金屬。如果水中有Na,K等金屬雜質(zhì),會造成MIC(可動離子污染)等問題。因此芯片制造需要一個絕對干凈的水質(zhì),超純水應(yīng)運而生。在芯片制造過程中,微小的雜質(zhì)或顆粒可能會導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷,甚至導(dǎo)致產(chǎn)品失效。因此不僅是水,其他各種半導(dǎo)體材料如化學(xué)品,氣體等都需要超高的純度。

芯片廠超純水的制備

超純水的制備通常包括三個階段:預(yù)處理階段,主處理階段,以及精化階段。

預(yù)處理階段:超純水的預(yù)處理階段是超純水制備過程的第一步,包括過濾,軟化,去氯,PH調(diào)節(jié)等步驟,主要目的是去除水中的顆粒、微生物、有機物和某些離子。

主處理階段:在這個階段,首先使用反滲透膜技術(shù)來去除水中的大部分溶質(zhì)。滲透是水分子從低濃度溶液通過半透膜到高濃度溶液的過程,以達(dá)到兩側(cè)的濃度均衡。反滲透則是利用壓力來使水分子反向通過半透膜,從而達(dá)到凈化水的目的。然后,使用離子交換和EDI等技術(shù)進行深度去離子化。

精化階段:在這個階段,根據(jù)制造端對水質(zhì)的要求,超純水處理設(shè)備通常會進行脫氣、微濾、超濾、紫外線照射等,以使水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

萊特萊德超純水工程的超純水設(shè)備經(jīng)過上面說到的多個單元處理之后,超純水設(shè)備的產(chǎn)水的電阻率可以達(dá)到18.18MΩ·cm左右,水中雜質(zhì)不但全部被去除,并且細(xì)菌微生物等物質(zhì)也不復(fù)存在,與此同時,礦物質(zhì)與微量元素也全部消除。


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