纯水系统简介(上海)-郑育昌

纯水系统简介

郑育昌

益鼎-技术中心

2008/09/24

简报内容

n常见水质

n超纯水系统

¨前处理单元

¨逆渗透系统

¨初步纯化系统

¨再精制系统n Q & A

UPW SYSTEM

n DI Water =Deionized Water(去离子水)，亦即通称之纯水(PURE WATER)，将水中之离子(如Na+、Ca2+、Mg2+、AI3+、C1-、F-、SO42-、NO3-等等)去除，降低其离子浓度，提高水之电阻值(Ω-cm)。

n Ultra pure water(超纯水)，比传统的蒸馏水(distilled water)或去离子水(deionized water)更纯净的水。。

常见水质

Ions In Water

离子化物质

n如盐类或离子（包括Ca2+、Na+、Mg2+、Fe3+、NH4+、Hg2+等阳离子及HCO3-、

CO32-、OH-、SO42-、Cl-、NO3-、F-、ClO-、PO43-等阴离子），可溶性硅酸盐(Silicate)及二氧化硅(SiO2)等。

Organic In Water

蛋白质多醣(类)营养物腐殖酸

氯仿

＞1000MW

＞2000MW

有机物

n有机物指除二氧化碳、碳酸类以外的含碳化合物，包括醣类、蛋白质、脂肪酸、有机溶剂、腐殖酸(humic acid)、叶酸(folic acid)、木质素(lignin)、纤维等。

n天然有机物是动植物的代谢物或死后尸体分解的分子。

n人工合成有机物包括有机溶剂、肥料、除草剂、杀虫剂等。

Conductivity and Resistivity

n导电度与电阻值表示水中导电物质的多寡，导电度与电阻值两者互为倒数。

1µs/cm=1 MΩ-cm

n导电度的单位µs/cm

n电阻值的单位MΩ-cm

n纯水在25℃时的电阻值为18.24MΩ-cm

T.O.C.

n总有机碳又称总可氧化碳，它是测定水中有机物置于燃烧室被分解成二氧化碳的量。n总有机碳之量测乃于高温下氧化水中有机碳成为二氧化碳，再利用红外线侦测仪器测其二氧化碳厚度而换算成碳的当量。

DO

n氧为生物呼吸所必需。空气中的氧有少量可溶解于水，溶解于水中的氧的量称为溶氧量，常用单位为mg/L。

n水中溶氧可能来自大气溶解、自然或人为曝气及水生植物的光合作用等，水若受到有机物质污染，则水中微生物在分解有机物时会消耗水中的溶氧，而造成水中溶氧降低甚至呈缺氧状态。

Water Quality Effect

1.有机不纯物附着在芯片表面会导致氧化和结晶之缺陷及元件性能之劣化

2.当纯水中之有机物质在湿蚀刻制程之清洗过程因吸附而附着在芯片表面，会导致蚀刻不均匀及芯片表面之清洗效率不佳TOC

溶解在纯水中之硅离子易在蚀刻制程时与溶氧(DO)反应成SiO2附着在芯片表面或在OXIDE FILM 之形成过程中造成THICKNESS 之不均匀

SiO 2

1.溶氧过高易使管路内之纯水滋长细菌

2.溶氧过高易导致离子交换树脂性能劣化

3.溶氧过高影响芯片负氧化薄膜之厚度

DO

当大颗粒之PARTICLE 附着在Die 与Die 之线槽间会造成产品之电性不良使YIELD 降低

PARTICLE

City Water Quality

Design Basis-UPW System

Ultra Pure Water System

¨前处理单元(Pretreatment Unit)

¨逆渗透系统(RO System)

¨初步纯化系统(Primary Polishing System)¨再精制系统(Polishing Loop)

UPW System

Raw water tank

DMF

DMF n Back Washing Step :

1.降水位

2.Air气洗

3.逆洗

4.顺洗

5.沉静

Ion Exchange Definitions

n Ions dissolved molecules or elements that have an electrical change

NaCl →Na++Cl-

n Cations Positively charged Ions

n Anions Negative charged Ions

nΣ(all ions) = Total Dissolved Solids (TDS)

Cation

Resin Structure

自由移动固定离子

Cation

Resin SAC RESIN H ++

++

HCl

Action Resin

SBA RESIN OH -+

Cl -+

NaOH

2B3T System

WAC: REMOVE STRONG CATION, such as Ca, Mg

etc.

SAC: REMOVE ALL

CATION, such as Ca, Mg

and Na etc.

2B3T System

2B3T System

2B3T System

Regeneration Step n Regeneration Step :

1.逆洗(Bed Compation)

2.注药(Chemical Injection)

3.化学取代(Chemical Displacement)

4.沉静(Bed Settling)

5.循环(Rinse)