在晶体管和集成电路的生产中,超纯水主要用于清洗硅片,少量用于化学溶液的制备、硅片氧化的水蒸气源、一些设备的冷却水以及电镀溶液的制备。集成电路生产过程中80%的工序都需要高纯水来清洗硅片。水质的好坏与集成电路的产品质量和生产良率密切相关。

  水中的碱金属(K、Na等)会使绝缘膜耐压性变差,重金属(Au、Ag、Cu等)会使PN结的耐压性降低,III族元素(B、Al、Ga等)会使N型半导体的特性变差。V族元素(P、As、Sb等)会使P型半导体的特性变差。水中细菌高温炭化后的磷(约占灰分的20-50%)会使P型硅片上的局部区域变成N型硅,导致器件性能变差。如果水中的颗粒(包括细菌)吸附在硅片表面,会造成电路短路或特性变差。集成电路生产对纯水质量的要求如表1所示。集成电路(DRAM)对纯水质量的要求,电子超纯水设备是保证电子产品质量安全,促进电子行业健康运行的基础,电子超纯水设备适用于集成电路生产的高纯水清洗硅片、半导体材料、晶体材料生产、加工,纯水1号电子工业设备广泛应用于电子行业, 并且在电子行业的地位日益壮大,成为行业发展的主角,电子行业超纯水的特点目前,我国电子工业部将电子级水质技术划分为18MΩ. cm、15MΩ.cm、10MΩ.cm、2MΩ.cm、0.5MΩ.cm五个行业等级,以区分不同的水质。

  半导体、集成电路芯片和封装、液晶体显示器、高精度电路板、光电器件、各种电子器件、微电子工业、大规模、超大规模集成电路需要大量的纯净水、高纯净水、超纯水清洗半成品、成品。集成电路的集成度越高,线宽越窄,对水质的要求也越高。在电子工业的超纯水中,除了水分子(H20)之外几乎没有杂质,也没有细菌、病毒、含氯二恶英等有机物。当然,也没有人体所需的矿物质和微量元素。

  超纯水是一般工艺中很难达到的水平。如果水的电阻率大于18MΩ*cm,并接近13MΩ*cm,则称为超纯水。目前,超纯水设备的方法通常采用反渗透、去离子或电去离子(EDI)等工艺。

  电子行业超纯水发展的历史进程第一阶段:预处理过滤器-正床-负床-混合床第二阶段:预处理过滤器-反渗透-混合床现阶段:预处理过滤器-反渗透-EDI(无酸碱)电子行业超纯水设备的几种工艺目前,电子行业制备超纯水的工艺基本上是上述三种,其余工艺大多是在上述三种基本工艺的基础上衍生出不同的组合。下面列出了它们的优缺点:第一种:传统的水处理方法使用离子交换树脂为电子工业制备超纯水,基本流程是:原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→公床→母床→混床(双人床)→超纯水箱→超纯水泵→后置安全过滤器→水点。优点是初始投资少,占用空间少,但缺点是需要频繁的离子再生,消耗大量的酸碱,对环境有一定的破坏。

  第二种:采用反渗透水处理设备和离子交换设备相结合的电子工业超纯水的制备,基本流程如下:原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→反渗透设备→混床(复合床)→超纯水箱→超纯水泵→后安防过滤器→水点,水点的特点是初期投资略高于使用离子交换树脂,但离子再生周期相对较长,酸碱的消耗比简单使用离子树脂要少得多,是目前比较经济和普及的工艺。

  第三种:采用反渗透设备和电去离子(EDI)设备,为电子工业制备超纯水。这是生产超纯水的最新工艺,也是一种环保、经济、有前途的超纯水制备工艺。基本工艺流程为:原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→反渗透设备→电去离子(EDI)→超纯水箱→超纯水泵→后安防过滤器→水点。这是生产超纯水最先进、最环保的工艺,可以连续生产超纯水,不需要酸碱再生,对环境没有破坏性。缺点是初期投资相比上述两种方法过于昂贵。

超纯水设备之---电子行业