微电子水的应用超纯水在半导体和微电子行业中的主要作用是什么|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

超纯水在半导体和微电子行业中的主要作用是什么

水是生命之源，而水在现代工业生产中所起的作用，也是无可替代的，就半导体和微电子行业来说，一些主要制程都会用到水，如清洁方面，因为水是一种通用溶剂，在半导体制造各个阶段都要清洁硅片的表面，加之现代微芯片的特征尺寸极其小，即使是微小的颗粒或残留物也可能导致产品缺陷；其它包括芯片的蚀刻过程，CMP抛光研磨等，因为水是化学品的载体，任何使用化学溶液的行业，都是与水分不开的。

但是，天然的自来水是无法直接参与半导体的生产与制造的，因为水中存在的多种物质会影响半导体和微电子制造工艺，这些物质通常被称之为污染物，会对半导体与微电子的质量、可靠性和性能产生负面影响，以下是水中的一些具有显着影响的常见物质：

1.颗粒物，悬浮在水中的颗粒，例如灰尘、污垢和其他固体污染物，会导致半导体制造中的缺陷和产量损失，现在的电子束光刻技术可以实现低于 5nm甚至1nm 的分辨率，这样，即使是很小的颗粒也会干扰到光刻、沉积、蚀刻和晶圆处理等复杂的工艺。

2.溶解气体，主要的影响来自于氧气 (O2) 和二氧化碳 (CO2)，它们可以与半导体制造中使用的材料发生反应，氧气会导致金属表面氧化和腐蚀，二氧化碳则会导致碳酸的形成并影响 pH 值等。

3.水中的有机污染物、有机化合物，如碳氢化合物、油、溶剂和表面活性剂，可能会污染水并干扰微电子制造过程，它们会沉积在产品表面上，阻碍粘附，影响光刻胶的性能，从而并导致缺陷。

4.水中的无机离子，某些无机离子，例如重金属（例如铜、铅、汞）、碱金属（例如钠、钾）和过渡金属（例如铁、镍），可能存在于水中并影响半导体制造，这些离子会污染晶圆表面，在沉积过程中引入杂质，或引起不良的化学反应。

5.微生物，微生物，包括细菌、真菌和孢子，可能对半导体制造构成重大威胁，会导致生物膜形成、微生物引起的腐蚀。

基于以上分析，由于这些制程的精密和敏感性，半导体和微电子行业对于工艺用水都有着极其严苛的标准，如：

电阻率标准，要求25°C 时通常为 18.2 兆欧厘米，这已经被认为是“理论最大值”，它表明了离子含量非常低。

总有机碳 (TOC)水平通常低于十亿分之一 (ppb)。

颗粒计数，通常每毫升小于 0.05 微米的颗粒少于 10 个。

细菌计数通常每 1000 毫升少于 1 个菌落形成单位 (CFU)。

溶解气体（例如氧气或二氧化碳）根据工艺具体的要求进行控制/去除

金属和阴离子/阳离子的范围可以从十亿分之一 (ppb) 到万亿分之一 (ppt) 水平等。

基于以上对水的分析，必须要经过高纯度处理的水，才适合半导体和微电子制造的应用，通常采用多种处理步骤的组合，包括过滤、反渗透、去离子、用于减少 TOC 的紫外线照射和细菌控制等，特殊情况还需要一些如渗析、高温杀菌等过程，膜过滤目前是制造企业最常用的水净化工艺，包括微滤，纳滤，超滤，以及上面提到的反渗透等，因为，无论从水质保障、纯度和经济效益等方面都是其它方法不可比拟的。

超纯水系统在电子行业里有什么用途？

在国内市场大环境下，各个行业在新时代的高要求与竞争中快速发展，反渗透设备-软化水设备-超纯水设备-水处理设备-朗净环保了解到客户在选择水处理设备时，对“水”的要求也是更高。比如工业类企业在生产或者加工等过程中，水的质量会直接影响产品的品质，尤其产品和水直接接触的生产企业则更为看重水质这方面。所以，超纯水系统 就是对水质高要求的水处理设备中重要的一环！

今天我们一起分析下在电子行业的超纯水系统 的具体用途：

一、电子行业涉及使用超纯水主要有以下几类

电子元件的清洗用水及配置溶液、显像管荧光屏生产、液晶显示器、半导体、硅片氧化的水汽源、光电器件、集成电路芯片、微电子工业、部分设备的冷却水等在加工或清洗中都必须使用大量的纯净水（纯水、高纯水、超纯水）。

如：在集成电路生产过程中的80%的工序都会使用高纯水清洗硅片，所以水质的好坏与集成电路的产品质量及生产成品率关系很大。超纯水系统的配置就至关重要。