超纯水技术的现状及其发展趋势(20061128).doc

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1、电子产业超纯水技术的现状及其发展趋势一.前言随着现代社会进入以电子尤其是微电子技术为核心的时代，电子产业已成为现代经济的重要支柱产业，体现了一个国家科技水平、工业水平和综合国力。我国是电子产品消费大国，为了加快电子产业建设的进程，我国各级政府都把电子产业作为重点支持、大力扶持的行业，制订并颁布了许多特殊优惠政策，简化审批手续，减税让利，旨在为中国境内的电子产业的发展创造优良的环境。在国家一系列政策的激励下，国内电子产业掀起了一轮前所未有的热潮，我国电子产业的发展加快了步伐，一大批具有世界先进水平的电子工厂纷纷落户国内。在电子工业的生产工艺中，相当多的

2、工序要进行化学处理，而电子产品的清洗和化学药剂的制备都直接或间接地要利用到纯水或超纯水。随着电子工业的发展，尤其是以超大规模集成电路为代表的半导体产业的发展，对纯水的水质提出了更高的要求，表1所列为美国材料测试协会（ASTM）根据半导体特性而制定的超纯水水质要求。表1电子级水质标准（ASTMD5127）参数TypeE-1TypeE-11TypeE-12TypeE-2TypeE-3TypeE-4线宽μm1.0-1.50.5-0.250.25-0.185.0-1.0﹥5.0/电阻率MΩ.cm(25℃)18.218.218.217.5120.5内毒素单位(

3、EU/ml)0.030.030.030.25//总有机碳(μg/L)521503001000溶解氧(μg/L)111///蒸发残渣(μg/L)10.50.1///电镜测试颗粒0.1—0.2μm10001000200///0.2—0.55005001003000//0.5—150501/10000/10/////100000在线检测仪器测试颗粒/L0.05—0.1μm500500100///0.1—0.230030050///0.2—0.3505020///150.3—0.5202010///﹥0.5441///细菌个/100ml111///个/1L1

4、10.11010000100000全硅(μg/L)10.50.510501000溶解性硅(μg/L)10.10.05///离子和金属(μg/L)铵（NH4）+0.10.10.05///溴（Br）-0.10.050.02///氯（Cl）-0.10.050.021101000氟（F）-0.10.050.03///硝酸根（No3）-0.10.050.0215100亚硝酸根（No2）-0.10.050.02///磷酸根（Po4）3-0.10.050.0215500硫酸根（So4）2-0.10.050.0215500铝(Al)3+0.050.020.005//

5、/钡(Ba)2+0.050.020.001///硼(B)3+0.050.020.005///钙(Ca)2+0.050.020.002///铬(Cr)6+0.050.020.002///铜(Cu)2+0.050.020.00212500铁(Fe)3+0.050.020.002///铅(Pb)2+0.050.030.005///从以上标准可以看到，目前代表纯水最高制水要求的超纯水的电阻率已接近理论上的临界值，而其它杂质尤其是微小颗粒及细菌的检测也接近目前所能检测的极限，而超纯水中的离子含量，从原水中的数十个ppm降低至1个ppb以下的要求，就等于要把离子

6、浓度降为原来的十万分之一，能否制备出合乎要求的超纯水以及能否检测出超纯水中的超微量杂质，已成为提高集成电路产品质量的关键，超纯水制备已成为当今发展超大规模集成电路的十分重要的基础技术。但是必须看到由于集成电路加工生产工艺复杂，加工精度高，大多数工序都要使用超纯水进行清洗，不仅对水质要求较高，同时水资源消耗量也较高。对一个达到30k片/月量产规模的12英寸生产线来说，若清洗设备排水回收率以65%计，其每天用于超纯水制造的原水（自来水）就需要3277m315/天。如果不考虑使用后的纯水的回用，其耗水量可达到8082m3/天，可见集成电路芯片制造耗水量是相

7、当惊人的。因此在该类项目的设计工作中，通过对生产过程水耗的全面分析，确定合理的用水指标，用于指导建设单位和设计部门不断采取措施改进设计，采用先进的工艺技术与设备，提高供水水质，提高资源利用效率，对于保障生产，节约用水以及保护环境都有着重大意义。一.超纯水制备简介纯水的制备始于二十世纪四十年代，伴随着离子交换树脂的商业化生产而发展起来。传统的纯水以电导率为表征，主要关注于去除水中的电解质。超纯水的概念是伴随着半导体工业的发展而发展起来，超大规模集成电路的发展导致了对超净技术的强烈需求，带动了洁净室、超纯水以及超纯气体等生产支持系统的迅速发展。与传统的纯

8、水相比，超纯水不仅关注去除水中的溶解电解质，还关注于去除水中的有机物、溶解氧、细菌以及微小颗粒等杂质。随着半