芯片制造用的超純水該如何制備？

半導(dǎo)體器件的制造需要消耗大量的水，在器件制造的許多不同階段，水被用于表面清潔、濕法蝕刻、電鍍和化學(xué)機(jī)械平坦化等。半導(dǎo)體制造所需的水不是普通意義的水，是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格處理，并符合半導(dǎo)體制造標(biāo)準(zhǔn)的超純水。

超純水是經(jīng)過(guò)高度純化的水，去除了所有礦物質(zhì)、顆粒、細(xì)菌、微生物和溶解的氣體。在芯片廠里，它也經(jīng)常會(huì)被混稱為去離子水，但國(guó)內(nèi)通常把去離子水與超純水分的比較開，其實(shí)去離子水是包含了超純水的范疇，超純水是標(biāo)準(zhǔn)更高的去離子水。

芯片廠為什么要使用超純水？

普通的水中含有氯，硫等雜質(zhì)，會(huì)腐蝕芯片中的金屬。如果水中有Na，K等金屬雜質(zhì)，會(huì)造成MIC（可動(dòng)離子污染）等問題。因此芯片制造需要一個(gè)絕對(duì)干凈的水質(zhì)，超純水應(yīng)運(yùn)而生。在芯片制造過(guò)程中，微小的雜質(zhì)或顆粒可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品失效。因此不僅是水，其他各種半導(dǎo)體材料如化學(xué)品，氣體等都需要超高的純度。

芯片廠超純水的制備

超純水的制備通常包括三個(gè)階段：預(yù)處理階段，主處理階段，以及精化階段。

預(yù)處理階段：超純水的預(yù)處理階段是超純水制備過(guò)程的第一步，包括過(guò)濾，軟化，去氯，PH調(diào)節(jié)等步驟，主要目的是去除水中的顆粒、微生物、有機(jī)物和某些離子。

主處理階段：在這個(gè)階段，首先使用反滲透膜技術(shù)來(lái)去除水中的大部分溶質(zhì)。滲透是水分子從低濃度溶液通過(guò)半透膜到高濃度溶液的過(guò)程，以達(dá)到兩側(cè)的濃度均衡。反滲透則是利用壓力來(lái)使水分子反向通過(guò)半透膜，從而達(dá)到凈化水的目的。然后，使用離子交換和EDI等技術(shù)進(jìn)行深度去離子化。

精化階段：在這個(gè)階段，根據(jù)制造端對(duì)水質(zhì)的要求，超純水處理設(shè)備通常會(huì)進(jìn)行脫氣、微濾、超濾、紫外線照射等，以使水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

萊特萊德超純水工程的超純水設(shè)備經(jīng)過(guò)上面說(shuō)到的多個(gè)單元處理之后，超純水設(shè)備的產(chǎn)水的電阻率可以達(dá)到18.18MΩ·cm左右，水中雜質(zhì)不但全部被去除，并且細(xì)菌微生物等物質(zhì)也不復(fù)存在，與此同時(shí)，礦物質(zhì)與微量元素也全部消除。