電子半導(dǎo)體
電子半導(dǎo)體生產(chǎn)用超純水對(duì)TOC、DO、SIO2、Particulate的控制極其嚴(yán)格,達(dá)到PPb級(jí),產(chǎn)水水質(zhì)要求在18.2MΩ*cm(25℃)以上。
IC的生產(chǎn),包括IC封裝,大多數(shù)工序都需要超純水進(jìn)行清洗,晶圓及工件與水直接接觸,在封裝過(guò)程中的減薄工序和劃片工序,更是離不開超純水,一方面晶圓在減薄和劃片過(guò)程中的硅粉雜質(zhì)得到洗凈,而另一方面純水中的微量雜質(zhì)又可能使芯粒再污染,這毫無(wú)疑問(wèn)將對(duì)封裝后的IC質(zhì)量有著極大的影響。
隨著IC集成度的進(jìn)一步提高,對(duì)水中污染物的要求也將更加嚴(yán)格。據(jù)美國(guó)提出的水質(zhì)指標(biāo)說(shuō)明,集成度每提高一代,雜質(zhì)都要減少1/2~1/10。
隨著半導(dǎo)體IC設(shè)計(jì)規(guī)則從1.5~0.25μm的變化,相應(yīng)地超純水的水質(zhì)除電阻率已接近理論極限值外,其TOC(總有機(jī)碳)、DO(溶解氧)、Si02、微粒和離子性雜質(zhì)均減少2~4個(gè)數(shù)量級(jí)。
在當(dāng)前的水處理中,各項(xiàng)雜質(zhì)處理的難易程度依次是TOC、SiO2、DO、電阻率,其中電阻率達(dá)到18MΩ.cm(25℃)是當(dāng)前比較容易達(dá)到的。由于TOC含量高會(huì)使柵氧化膜尤其是薄柵氧化膜中缺陷密度增大,所以柵愈薄要求TOC愈低,況且現(xiàn)在IC技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)中,芯片上柵膜越來(lái)越薄,故降低TOC是當(dāng)前和今后的最大難點(diǎn),因而已成為當(dāng)今超純水水質(zhì)的象征和重心。
半導(dǎo)體IC封裝超純水可選工藝流程:
工藝流程1:MMF+ACF+2B3T+RO+MB+2SMB
設(shè)備優(yōu)點(diǎn)
目前制備電子工業(yè)用超純水的工藝基本上是以上三種,其余的工藝流程大都是在以上三種基本工藝流程的基礎(chǔ)上進(jìn)行不同組合搭配衍生而來(lái)。現(xiàn)將他們的優(yōu)缺點(diǎn)分別列于右邊:
設(shè)備優(yōu)點(diǎn)
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第一種 采用離子交換樹脂
其優(yōu)點(diǎn)在于初投資少,占用的地方少,但缺點(diǎn)就是需要經(jīng)常進(jìn)行離子再生,耗費(fèi)大量酸堿,而且對(duì)環(huán)境有一定的破壞。
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第二種 采用反滲透作為預(yù)處理再配上離子交換
其特點(diǎn)為初次投資比采用離子交換樹脂方式要高,但離子再生周期相對(duì)要長(zhǎng),耗費(fèi)的酸堿比單純采用離子樹脂的方式要少很多。但對(duì)環(huán)境還有一定破壞性。
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第三種 采用反滲透作預(yù)處理
再配上電去離子(EDI)裝置這是目前制取超純水最經(jīng)濟(jì),最環(huán)保的工藝,不需要用酸堿進(jìn)行再生便可連續(xù)制取超純水,對(duì)環(huán)境沒什么破壞性。
技術(shù)要求
半導(dǎo)體芯片用水主要在于前端晶棒硅切片冷卻用水,基板晶圓片檢測(cè)清洗用水,中段晶圓片濺鍍、曝光、電鍍、光刻、腐蝕等工藝清洗,后段檢測(cè)封裝清洗。LED芯片主要是前段在MOCVD外延片生長(zhǎng)用水,中段主要在曝光、顯影、去光阻清洗用水,后段檢測(cè)封裝用水。同時(shí),半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)溶解氧、固體顆粒、二氧化硅、TOC的要求較高,達(dá)到PPB或者PPT級(jí)。
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
1、ASTM-D5127-2007《美國(guó)電子學(xué)和半導(dǎo)體工業(yè)用超純水標(biāo)準(zhǔn)》
2、歐盟電子級(jí)超純水標(biāo)準(zhǔn)
3、中國(guó)電子工業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T11446.1-1997