半導(dǎo)體行業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)_第1頁(yè)
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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(guò)化學(xué)處理,而每一道化學(xué)處理都離不開(kāi)超純水;在硅片的處理工序中,一半以上的工序經(jīng)過(guò)超純水清洗后便直接進(jìn)入高溫處理過(guò)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18MQ.cm(25C),已極其接近理論純水水質(zhì)18。3MQcm(25C)。對(duì)電解質(zhì)、DO、TOC、SI02、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SO.O5pm,而且0。05pm不得超過(guò)500個(gè)/升超純水.2、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)超純水水

2、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(jiàn)表2.1表1、電于級(jí)水的技術(shù)常標(biāo)中華人民共和國(guó)電予級(jí)水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1GE/TM44氐四師)ASTM電子級(jí)水任-1)標(biāo)準(zhǔn)(1993年)指LEWIEW-ZEv.-mEYV-IV設(shè)計(jì)秦考值電川率18以上不低于1了(95%h-JTi.)忖G13:2.CC-.j10以匕(9caiNf-.不低于19tl(90%lNhJ)K.-全硅漫犬P0L2W201000200?(SZO1;Alum克牠數(shù),最大直個(gè)誠(chéng)ATU.110500100.1細(xì)苗,數(shù),最大值個(gè)FmL0010.11010010l.lOOO銅最大值,ug-L0.2:2500:鋅最大直g-L0.

3、2:5000.?銀最大直PgL01:2500芝20.1鈉最大直Ug/L052210000.5鉀最大直U目LC.522頑-52氮最大直|1鍛1:101000-10:硝嗣1.就大恒:P野L1:500超:mm最大直P因L1:2500:i-?1.最丈直P&1-1:5005:總冇*.贏i.gL20:002001000蘭200:E曲內(nèi)離嘗CE.V.)0.033、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C02,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

4、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(lái)有機(jī)污染。材質(zhì)的污染主要以污染值來(lái)衡量,所謂污染值是指,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)材料汚染值污染值污染值聚四氟乙烯管0.070F460.760乳膠管5.00石英管0.076佇機(jī)玻璃管0.S1真空橡皮管6.03聚丙烯管0.138不銹鋼管1.00氟橡膠竹1066ABS管0.210

5、硬質(zhì)聚丙烯傳4.25紅橡膠竹16.44聚乙烯軟管0.287灰碰質(zhì)聚丙烯管4.46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(yáng)極,陽(yáng)離

6、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/p)(F/L)。1/p就稱為電導(dǎo)率,其國(guó)際制單位為西米_1(Sm-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=10-7eq/l(or1010eq/ml)這些濃度的離子經(jīng)計(jì)算而得到理論的電導(dǎo)率為:%=0.055pS/cm在25C電阻率為電導(dǎo)率的倒數(shù),所以R=18。2MQ。CM在25C電阻率的檢測(cè):電阻

7、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(Qcm)。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)量的電阻率值換算到25工時(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trkK(s/cm)Q.cmtrkK(s/cm)0.cm01.79750

8、.011686.21151.25300.031232.0511.75500.012381.30171.19540.034928.6521.71350.013275.76181.16790.037027.0331.67280.014369.98191.14120.039125.5841.63290.015464.94201.11550.041S23.9251.59400.016560.61211.09060.044122.6861.55590.017856.18221.06670.046621.6571.51880.019052.63231.04360.049020.4181.48250.020

9、149.75241.02130.051919.2791.44700.021646.30251.00000.054S18.25101.41250.023043.48260.97590.057S17.30111.37880.024540.82270.96000.060716.47121.34610.026038.46280.94130.064015.62131.31420.027636.23290.92340.067414.S4141.28310.029234.25300.90650.071214.044。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(guò)測(cè)量水的電導(dǎo)率值可以近

10、似的換算成總?cè)芙庑怨腆w,此法換算出來(lái)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)系電導(dǎo)率口s/cin(25C)電阻率(O.cm25C)溶解性固體(mg/1)電導(dǎo)率口s/cni(25C)電阻率(Q.cmZTC)溶解件同體(咤1)0.05618*1(/0.0280.1437*10$0.0710.05917*1(/0.0290.1666*10$0.0S30.06316*1(/0.0310.2005*1060.1000.06715*1(/0.0330.2504*1060.1250.072uno60.0360.3353*1060.1660.07713*1(/0.0380.5002*0.2500

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