半導(dǎo)體行業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)

1、電子行業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1.電子工業(yè)與超純水在半導(dǎo)體制作工藝中，80%以上的工序要經(jīng)過化學(xué)處理，而每一道化學(xué)處理都離不開超純水；在硅片的處理工序中，一半以上的工序經(jīng)過超純水清洗后便直接進(jìn)入高溫處理過程，此時(shí)如水中含有雜質(zhì)便會(huì)進(jìn)入硅片，造成器件性能下降成品率低。電子工業(yè)提出的超純水電阻率18M.cm (25),已極其接近理論純水水質(zhì)18.3 M.cm(25)。對(duì)電解質(zhì)、DO、TOC、SIO2、顆粒及細(xì)菌等技術(shù)指標(biāo)提出更高要求。如256 兆位的動(dòng)態(tài)隨機(jī)儲(chǔ)存器生產(chǎn)工藝，光刻線條寬已達(dá)0.1 微米,要保證這一指標(biāo),超純水中顆粒徑就得0.05m,而且0.05m 不得超過500 個(gè)/升超純水。2、 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)超純水

2、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)大多數(shù)由中科院半導(dǎo)體所主要制定。2.1 電子級(jí)水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):詳見表2.13、 超純水中雜質(zhì)的污染源3.1 制備超純水的水源由于水是一種溶解能力很強(qiáng)的溶劑,因此天然水中含有各種鹽類和化合物,溶有CO2, 還有膠體(包括硅膠和腐殖質(zhì)膠體),天然水中還存在大量的非溶解性質(zhì),包括粘土、砂石、細(xì)菌、微生物、藻類、浮游生物、熱源等等。3.2 材料的影響:制備超純水的材料設(shè)備的材質(zhì)都是用金屬和塑料制成的,金屬在水中會(huì)有痕量溶解,造成金屬離子污染。一些高分子材料在合成時(shí)常常加入各種添加劑、增塑劑紫外吸光劑著色劑，引入大量的金屬、非金屬雜質(zhì)、同時(shí)還會(huì)帶來有機(jī)污染。材質(zhì)的污染主要以污染值來衡量，所謂污染值是

3、指，單位面積的材料使單位體積的純水電阻率的增加值。表3.2 分別列出了各種材料的污染值和TOC 的溶出值。表3.2 各種材料的污染值(TOC 的溶出值)4水的電阻值在測(cè)定水的導(dǎo)電性能時(shí)，與水的電阻值大小有關(guān)，電阻值大，導(dǎo)電性能差，電阻值小，導(dǎo)電性能就良好。根據(jù)歐姆定律，在水溫一定的情況下，水的電阻值R大小與電極的垂直截面積F成反比，與電極之間的距離L成正比。水的電阻率的大小，與水中含鹽量的多少，水中離子濃度、離子的電荷數(shù)以及離子的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。因此，純凈的水電阻率很大，超純水電阻率就更大。水越純，電阻率越大。4.1水的電導(dǎo)率由于水中含有各種溶解鹽類，并以離子的形態(tài)存在，當(dāng)水中插入一對(duì)電極時(shí)，通

4、電之后，在電場(chǎng)的作用下，帶電的離子就產(chǎn)生一定方向的移動(dòng)，水中的陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，使水溶液起導(dǎo)電作用。水的導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱程度，就稱為電導(dǎo)度S（或稱電導(dǎo)）。電導(dǎo)度反映了水中含鹽量的多少，是水的純凈程度的一個(gè)重要指標(biāo)。水越純凈，含鹽量越少，電阻越大，電導(dǎo)度越小。超純水幾乎不能導(dǎo)電。電導(dǎo)的大小等于電阻值的倒數(shù)。即S=1/R，S=(1/)·(F/L)。1/就稱為電導(dǎo)率，其國(guó)際制單位為西·米-1(S·m-1)理論上,水中由于水本身的電解作用而只存在兩種離子即 H+ 和OH-, 其濃度如下H+ = OH- = 10-7 eq/l (or 10-10 eq/ml)這

5、些濃度的離子經(jīng)計(jì)算而得到理論的電導(dǎo)率為: c=0.055mS/cm 在 25°C 電阻率為電導(dǎo)率的倒數(shù),所以 R=18. 2M.CM在25°C 電阻率的檢測(cè):電阻率在線測(cè)試儀(中科院半導(dǎo)體所參加起草制定)電阻率是指在一定的溫度下,邊長(zhǎng)1cm 的立方體水,其相對(duì)的兩側(cè)面之間的電阻,其單位是歐姆.厘米(.cm)。水的電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，單位是西門子/厘米（s/cm）。43水的溫度與電導(dǎo)率關(guān)系影響水的電阻率值的因素很多,例如測(cè)量方法、電極方向、電容效應(yīng)、極化效應(yīng)、水的純度、測(cè)量溫度等。超純水的測(cè)量必須采用帶溫度補(bǔ)償?shù)膬x器進(jìn)行在線測(cè)試，而且定期到法定機(jī)構(gòu)計(jì)量校正。溫度校正是將測(cè)量

6、的電阻率值換算到25時(shí)的電阻率值，以便于比較不同水質(zhì)。表4. 1 水的溫度(t)、電導(dǎo)率K、電阻率及溫度系數(shù)K 的關(guān)系4.4 純水的電導(dǎo)率象征水中有導(dǎo)電能力的各種可溶性的電解質(zhì)的含量,因此,通過測(cè)量水的電導(dǎo)率值可以近似的換算成總?cè)芙庑怨腆w,此法換算出來的總?cè)芤航庑怨腆w值對(duì)水處理設(shè)計(jì)仍然是重要的參考數(shù)據(jù)。表4. 2 水的電導(dǎo)率電阻率與溶解性固體之間的關(guān)系超純水電阻率與溫度的關(guān)系電阻率(兆歐.厘米)溫度(攝氏度)01020304050607080900102030405060708090100溫度電阻率M.CM溫度電阻率M.CM086.21559.9554.751043.31603.971531.87653.322023.92702.892518.24752.4453014802.143