引言半导体工业,作为全世界范围内综合国力的体现形式之一,其具有研发成本高、技术要求高等特点。想要以最低成本获取最高价值,在借鉴先进技术的同时,需从技术指标要求入手来对超纯水制备技术运用效果进行优化调整,进而达到高精度使用控制预期。研究半导体工业超纯水技术指标与制备的现实意义作为我国重要的进口商品之一,半导体工业电子芯片。因对其研究起步较晚,可供提升的空间很大。为实践科技兴国道路,相关建设者应加大自主研发半导体芯片力度。
此过程,超纯水与其他行业超纯水不同,水质要求非常高,是自主研发半导体芯片道路上的重要阻碍。为此,相关人员应在明确半导体工业超纯水技术指标要求情况下,对制备技术进行更进一步的优化控制。半导体工业超纯水的技术指标要求半导体工业中的超纯水(Ultrapure water),又名UP水,其除了水分子外,几乎没有其他杂质。这就意味着超纯水没有病毒、细菌以及含氯二噁英等有机物质,是电阻率为18(MΩ×cm)的水。
在生产制造半导体工业时,电子元器件对超纯水使用水质要求高。市场环境变化使得元器件尺寸缩小与精细度上升,使得超纯水水质与水量的技术指标不断提升。
然而,超纯水生产过程,只要微粒子、电阻率、TOC 以及气泡其中一个指标出现略微差异,就会使半导体元器件生产的合格率下降。
为此,制备技术人员应严格按照ITRS浸没式超纯水制备要求进行生产控制。然而,掌握这一制备技术的生产厂家多是国外企业,自主研发还有很长一段路要走。相关建设者应从现有研究成果基础上,对制备技术进行不断优化,进而落实现代化经济建设背景下全面发展进程。半导体工业超纯水的制备技术控制1、 颗粒物去除工艺经对超纯水制造颗粒物的去除工艺使用情况进行分析,发现虽然能够采用过滤或是吸附方法进行去除,但不同颗粒物不同尺寸对工艺处理需求存在差异。在以往,纯水制造过程的颗粒物处理多借助多介质过滤器(MMF)+活性炭过滤器(ACF)来完成。
但在制造半导体使用超纯水时,颗粒物尺寸控制要求更高,高达50nm微粒子。故而,采用以往纯水制造方法无法满足需求,还要利用精密膜过滤装置对颗粒物进行微小尺寸处理。还可使用UF(超滤)、NF(纳滤)、MF(微滤)以及反渗透(RO)等处理工艺。
这里的超滤UF能够将过滤孔径控制在0.01μm~0.02μm之间;
微滤MF,能够将孔径控制在0.02μm~10μm;
反渗透工艺,可将孔径控制在0.0001μm~0.001μm之间。
如此,站在理论角度进行的膜过滤装置组合,就能满足去除超纯水中颗粒物的规范标准要求。值得注意的是,当处理工艺完成后,还要对前期阶段处理工作开展散落的微小颗粒进行深度处置,以提高微粒子精度控制效果。2、 脱盐工艺技术半导体工业超纯水中的脱盐工艺是指,除去水中离子的操作。其中电阻率是水中离子的重要含量,需采用RO浓缩工艺,通过工艺与电子离子工艺来交换离子树脂等操作。
由于半导体工业使用的超纯水对电阻率要求非常高,电阻率要超出18(MΩ×cm),因此,常规单一工艺手段难以达到几乎不含离子这一要求。
通常情况下,制备过程要联合几种工艺,如树脂+RO+EDI等。
此外,各地提供自来水中的离子含量存在差异,脱盐工艺技术应用人员应结合不同情况对工艺组合形式进行调整。这样一来,当颗粒物除去的初级阶段,就可着手有效的脱盐工艺操作。3、 有机物去除工艺半导体工业超纯水来自自来水,但由于我国自来水规定无TOC标准,所代表的有机物含量指标为CODmn,限值为3ppm。
而且,自来水常规TOC多在1ppm~3ppm之间。因此,处理TOC过程需多级工艺来达到目标水质。
目前,可供选择的工艺包括:UF、ACF、EDI以及RO等。采用这些工艺进行前端处理后,就可将TOC值降低至10ppb~30ppb以内。
此后,经TOC-UV灯的处理就可将TOC值控制在1ppb以下,进而达到半导体工业使用超纯水的水质要求,最终助力超导体芯片的生产制造。4、 脱气工艺通常情况下,脱气工艺多采用物理、热力、膜脱气以及化学脱气方法。以物理脱气工艺过程为例,经物理搅拌来去除水中具有溶解性的二氧化碳。
热力脱气,就是利用高温去除水中溶解性气体。膜脱气,作为较为先进的工艺方法,其可通过增水纤维膜来分离液相与气相。而后,经对气相的抽真空处理来去除气体。此时,液相中的气体就会扩散至气相环境,就可达成去除水中溶解性气体目标。结语综上所述,半导体工业发展不可获取的超纯水制备,因微粒子尺寸要求高、制备难度大,是阻碍行业快速稳定建设的关键因素。
为此,相关建设者应在明确技术指标要求情况下,对颗粒物去除工艺、脱盐工艺技术、有机物去除工艺以及脱气工艺进行高效控制,以使超纯水生产制备达到半导体芯片的使用预期。
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