超纯水系统原理及设计

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1、纯水系统基本原理陈勇UPW概念输送模型纯水系统各单元控制系统优劣之分：各种系统比较水资源及其储量地球上的水资源，从广义来说是指水圈内水量的总体。包括经人类控制并直接可供灌溉、发电、给水、航运、养殖等用途的地表水和地下水，以及江河、湖泊、井、泉、潮汐、港湾和养殖水域等。水的含量及其分布储存于地球的总储水量约13860亿立方米大自然中的水循环水的监测指标由以下几部分组成：①一般指标:T、Con、DS、DO、FI、DD等。②水质的污染度指标：BOD、COD、TOC、TOD等。③水质的污染成分：金属离子、氰化物、酚、农药等。④水质的生物指标：大肠杆菌、细菌总数等。伴随能量流动与物质循

2、环，不同地方指标含量本底值不同市政自来水厂给水天然水的特性(1)地表水(LAKERIVER)：较少含DISSOLVEDMINERAL，但含大量S.S.，有机物（树叶，生活污水等）andD.G.（来自大气和有机物的分解）。(2)地下水(井水)：较少含S.S.和D.G.但含较高的DISSOLVEDMINERAL.（例如CadndSiO2）(3)自来水：无菌.无色.无臭.（若添加过量氯“Cl2”则会导致刺激性臭味。）送达我司的自来水UPW定义DI=Deionized，DIWater=DeionizedWater，为去离子(阴阳离子）之意，亦即通称之纯水(Purewater)。UPWU

3、ltrapurewater:近来由于半导体制程对designrule之需求朝更精密更细小的趋势发展，因而对纯水水质的要求也越趋严格，在此一严格水质要求下所制造出来的纯水称之为超纯水(Ultrapurewater),除了除去水中离子之外，亦将水中之SiO2,Particles,Bacteries,OrganicMatters,Microbiology。一并予以有限度的去除，使水达到完全纯净的程度，。集积度与超纯水水质的关系纯水纯净度判定要项：256K水质　项目64Kbit1Mbit4Mbit16Mbit64Mbitbit(1)Resistively(MΩ-CM).比电阻MΩ-cmat25

4、15-1717-1318181818°C0.2µm150(2)Particles(PCS/cc).微粒子0.1µm5020(3)Bacteria(COLONIES/100cc).(个/ml)0.05µm1050.03µm10(4)T.D.S(PPM).生菌(群/100ml)10020510.50.1TOC(µgC/1)10002005020105(5)T.O.C(PPB).DO(µgO/1)50010010050105(6)SiO2(PPB).SiO2(µgC/1)301010510.5微量离子NaK.Zn.-10.50.10.050.005Fe.Cu.Al.Cl(µg/1)全蒸发残余

5、物(µg/1)10531超纯水水质对半导体制程的影响：*PARTICLE：当大颗粒之PARTICLE附着在Die与Die之线槽间会造成产品之电性不良使YIELD降低。*DO：1.溶氧过高易使管路内之纯水滋长细菌。2.溶氧过高易导致离子交换树脂性能劣化。3.溶氧过高影响芯片负氧化薄膜之厚度据Dr.Ohmi之实验芯片在40-60PPB溶氧之纯水清洗后，导致约3A°(埃)厚度之负氧化膜形成，这使得要求半导体氧化层越来越薄膜化之组件性能劣化。*TOC：1.有机不纯物附着在芯片表面会导致氧化和结晶之缺陷及组件性能之劣化。2.当纯水中之有机物质在湿蚀刻制程之清洗过程因吸附而附着在芯片表面，会导致蚀

6、刻不均匀及芯片表面之清洗效率不佳。*SiO2：溶解在纯水中之硅离子易在蚀刻制程时与溶氧(DO)反应成SiO2附着在芯片表面或在OXIDEFILM之形成过程中造成THICKNESS之不均匀。原水纯水纯水系统RAWWATERWATER市政自来水补水纯水系统处理产生出符合要求自来水水质表：的纯水茂迪纯水系统用于供应茂迪(苏州)新能源有限公司全厂制程用纯水。如下纯水水质是本纯水系统的设计基础。ItemRODIW产水POLISHERUPW供水＞16.5MΩ-Resistivity(25℃)<5us/cm＞10MΩ-CM＞16.5MΩ-CM(0.2um)CM(0.2um)SiO2＜10pp

7、b＜10ppb＜10ppbTOC＜50ppb＜50ppbBacteria＜10CFU/L＜10CFU/LPOU2.5±0.5㎏/㎝2稳压可Pressure调变频控制Temperature(℃)25±2℃位置1F1F1F3F纯水系统平面图特点：管路多、设备多、空间走向较复杂输送模型动力设备处理设备存储设备管道水泵处理容器水桶动力源过滤器，板换，存储产水，缓冲使包含：直管、因素：功RO,离子交换用点波动，稳定系统管子联接件和率流量扬塔…