半导体行业中的超纯水-技术指南-上海水问生物科技有限公司

随着半导体工业的发展，需求的增加，对水量的需求也越来越大，在工艺的逐渐完善、元器件精细度不断提高的情况下，半导体中的芯片清洗用水对超纯水的水质要求日趋严格，当水质达不到要求时，各因素所导致的不良影响如下——

为什么半导体行业需要消耗大量的水资源？

有数据统计，典型的8寸晶圆制造每小时耗水250立方米，仅仅生产一个2g重的计算机芯片，就需要32公斤的水资源。半导体行业中庞大的水耗，主要用于芯片制造过程中的清洗，芯片表面附着着非常微小的杂质，必须通过经过严格纯化后的符合要求的超纯水配合化学溶剂进行清洗，因为水中稍微含有的微量杂质都有可能让半导体电路短路。随着芯片制程的增加，所需的超纯水将会越来越多。

芯片生产废水的回收再利用

半导体行业在不断完善工艺的同时，还需考虑到设备的运维成本和环境考核。半导体企业生产时不得已生产的一系列的废水，可通过分流进行合理预处理，进而再集中进行再回收利用，经过废水处理设备后的水，虽然电导率偏高，无法直接回收水，但经过纳滤膜和反渗透膜再处理后，水质良好稳定，可作为工业用水的原水。对芯片生产废水的资源化、减量化处理，实现废水的治理和回用双效合一。虽然半导体行业需要消耗大量的水资源，但好在芯片生产废水都可进行回收再利用，以减少对水资源的消耗。

硅片清洗用超纯水的TOC

有研究数据显示，在超纯水的残留杂质中，TOC的相对含量约占90%以上，而这些TOC主要来源于原水、回收水以及制备系统本身产生的TOC，原水一般采用自来水，TOC会因为地区、季节、气候的变化而变化，回收水是半导体行业为了节约用水而进行的对废水回收处理后的水，回收水中的TOC的波动和生产工艺密切相关，也是影响超纯水产水水质的重要因素。在超纯水制备系统中，对TOC含量变化产生最大影响的是离子交换树脂或反渗透膜。

如何提高超纯水系统中TOC的去除率？

RO反渗透是超纯水系统中对TOC去除效果最好的方式之一，但去除效果会直接受限于有机物分子量的大小，这也是直接导致二级反渗透对TOC去除率明显下降的原因，进入二级反渗透的TOC分子量相对较小，目前针对二级反渗透对小分子量TOC较难去除的情况，主要通过提高二级反渗透入口的pH值来提高对TOC的去除率。