在半导体制造领域，超纯水是关键原料，其纯度直接影响芯片的性能与良品率。半导体超纯水设备通过一系列复杂的工艺流程和技术手段，确保水质达到超高纯度标准。以下是其主要实现方法： 一、预处理阶段
预处理是超纯水制备的第一步，主要目的是去除水中的悬浮固体、颗粒物、微生物、有机物和部分离子。预处理工艺通常包括以下几个环节：
1、原水箱与原水泵：储存原水并提供稳定的供水压力。
2、石英砂过滤器：通过物理过滤去除水中的大颗粒悬浮物。
3、活性炭过滤器：吸附水中的有机物、氯等杂质，降低水的化学需氧量（COD）。
4、软水器：利用离子交换树脂去除水中的钙、镁等硬度离子，防止后续设备结垢。
5、保安过滤器：进一步去除水中的微小颗粒，确保进入后续系统的水质。
二、主处理阶段
在主处理阶段，超纯水设备采用多种先进的水处理技术来进一步净化水质：
1、反渗透（RO）技术：通过半透膜在高压下将水分子与溶解盐类、有机物、微生物等杂质分离，去除率可达99%以上。这一技术能够有效降低水的电导率和总溶解固体（TDS）。
2、电去离子（EDI）技术：EDI技术结合了离子交换树脂和电渗析技术，利用电场的作用使水中的离子定向迁移并被吸附在树脂上，从而进一步去除水中的离子。EDI系统能够将水的电阻率提高到15MΩ·cm以上。
3、离子交换树脂：在EDI之后，通常还会使用离子交换树脂进行深度脱盐处理，进一步提高水质的纯度。离子交换树脂能够吸附水中的微量离子，使产水的电阻率达到18MΩ·cm甚至更高。
三、精处理阶段
精处理阶段是为了确保水质达到半导体生产所需的超高纯度标准，通常包括以下步骤：
1、抛光混床：抛光混床是超纯水制备的最后一步，通过高纯度的离子交换树脂进一步去除水中的微量杂质，确保产水的电阻率达到18.2MΩ·cm。
2、紫外线消毒：紫外线消毒技术用于杀灭水中的细菌和微生物，确保水质的生物安全性。
3、TOC去除：通过TOC-UV灯装置或活性炭过滤器去除水中的有机碳，确保水质中的总有机碳（TOC）含量低于1ppb。
4、脱气处理：在半导体超纯水生产工艺中，溶解氧和二氧化碳的去除非常重要。通常会在EDI后或抛光混床前安装脱气装置，采用高纯氮气吹扫和真空组合模式，将水中的溶解氧降低到10ppb以下，甚至更低。
四、水质监测与自动化控制
半导体超纯水设备通常配备先进的水质监测系统和自动化控制系统。这些系统能够实时监测水质参数，如电阻率、TOC、pH值等，并根据监测结果自动调整设备的运行状态，确保水质的稳定性和可靠性。自动化控制系统还可以实现设备的自动启停、故障报警和远程监控，提高设备的运行效率和管理水平。
通过上述多级工艺的协同作用，半导体超纯水设备能够有效去除水中的各种杂质，确保水质达到超高纯度标准，满足半导体生产对水质的严苛要求。这种高纯度的水质对于半导体制造过程中的清洗、蚀刻、光刻等工艺至关重要，能够有效提高芯片的性能和良品率。
更新时间：2025-08-08
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