半导体行业用水标准.pdf

电子行业水质标准 1. 电子工业与超纯水 在半导体制作工艺中， 80%以上的工序要经过化学处理，而每一道化学处理 都离不开超纯水； 在硅片的处理工序中， 一半以上的工序经过超纯水清洗后便直 接进入高温处理过程， 此时如水中含有杂质便会进入硅片， 造成器件性能下降成 品率低。 电子工业提出的超纯水电阻率≥ 18MΩ.cm (25 ℃), 已极其接近理论纯水水 质 M Ω.cm(25 ℃) 。对电解质、 DO、TOC、SIO2、颗粒及细菌等技术指标提出更高 要求。如256 兆位的动态随机储存器生产工艺， 光刻线条宽已达 微米 , 要保证这 一指标 , 超纯水中颗粒径就得≤μ m,而且≥μ m 不得超过 500 个/ 升超纯水。 2、 水质标准 超纯水水质标准大多数由中科院半导体所主要制定。 电子级水国家标准 : 详见表 3、 超纯水中杂质的污染源 制备超纯水的水源 由于水是一种溶解能力很强的溶剂 , 因此天然水中含有各种盐类和化合物 , 溶有 CO2, 还有胶体 ( 包括硅胶和腐殖质胶体 ), 天然水中还存在大量的非溶解性 质 , 包括粘土、砂石、细菌、微生物、藻类、浮游生物、热源等等。 材料的影响 : 制备超纯水的材料设备的材质都是用金属和塑料制成的 , 金属在水中会有痕 量溶解 , 造成金属离子污染。一些高分子材料在合成时常常加入各种添加剂、增 塑剂紫外吸光剂着色剂， 引入大量的金属、 非金属杂质、 同时还会带来有机污染。 材质的污染主要以污染值来衡量， 所谓污染值是指， 单位面积的材料使单位 体积的纯水电阻率的增加值。 表 分别列出了各种材料的污染值和 TOC 的溶出值。 表 各种材料的污染值 (TOC 的溶出值 ) 4 水的电阻值 在测定水的导电性能时，与水的电阻值大小有关，电阻值大，导电性能差， 电阻值小，导电性能就良好。根据欧姆定律，在水温一定的情况下，水的电阻值 R大小与电极的垂直截面积 F 成反比，与电极之间的距离 L 成正比。 水的电阻率的大小， 与水中含盐量的多少， 水中离子浓度、 离子的电荷数以 及离子的运动速度有关。因此，纯净的水电阻率很大，超纯水电阻率就更大。水 越纯，电阻率越大。 水的电导率 由于水中含有各种溶解盐类， 并以离子的形态存在， 当水中插入一对电极时， 通电之后， 在电场的作用下， 带电的离子就产生一定方向的移动， 水中的阴离子 移向阳极，阳离子移向阴极，使水溶液起导电作用。水的导电能力的强弱程度， 就称为电导度 S （或称电导）。电导度反映了水中含盐量的多少，是水的纯净程 度的一个重要指标。水越纯净，含盐量越少，电阻越大，电导度越小。超纯水几 乎不能导电。电导的大小等于电阻值的倒数。即 S=1/R，S=(1/ ρ) ·(F/L) 。1/ ρ就称为电导率，其国际制单位为西·米 -1 (S ·m-1) + - 理论上 , 水中由于水本身的电解作用而只存在两种离子即 H 和 OH, 其浓 度如下 + - -7 -10 [H ] = [OH ] = 10 eq/l (or 10 eq/ml) 这些浓度的离子经计算而得到理论的电导率为 : ?=?S/cm