半导体生产对超纯水水质要求极为严苛,具体如下:
1.电阻率:电阻率是衡量水中离子含量的关键指标。在半导体生产中,超纯水的电阻率通常需达到18.2MΩ・cm,这意味着水中几乎不存在能导电的离子,能有效避免因离子引发的电路短路、信号干扰等问题,确保芯片的电气性能稳定。例如在集成电路制造中,细微的离子杂质可能导致芯片内部电路出现漏电现象,影响芯片正常运行,高电阻率的超纯水可极大降低此类风险。
2.微生物含量:微生物的存在可能释放有机物质、产生热源,对半导体芯片造成污染。半导体生产要求超纯水中的微生物含量极低,一般每毫升水中细菌和真菌的数量不超过1CFU(菌落形成单位)。在芯片制造的光刻、蚀刻等关键工艺中,哪怕极少量微生物附着在硅片表面,都可能干扰工艺精度,导致芯片出现缺陷,因此严格控制微生物含量至关重要。
3.颗粒物质:超纯水中不允许含有可见颗粒杂质,且对微小颗粒数量严格限定。通常每升水中大于0.22μm 的颗粒数应少于1个。在硅片清洗、芯片封装等环节,颗粒物质可能划伤硅片表面,或在芯片内部形成异物,影响芯片的性能和可靠性。例如在芯片封装过程中,若有颗粒杂质混入,可能破坏封装的密封性,使芯片易受外界环境影响而损坏。
4.金属离子含量:几乎所有金属离子都被严格限制,如钠、钾、铁、铜等。这些金属离子即使微量存在,也可能在半导体材料中引入杂质能级,改变半导体的电学性能。例如,铜离子可能扩散进入硅晶体,形成缺陷,影响载流子的传输,进而降低芯片的性能。所以超纯水中金属离子的浓度通常要达到ppt(10⁻¹²)级别。
5.有机物含量:有机物会在硅片表面形成薄膜,干扰光刻胶的粘附和显影效果,影响芯片图案的精度。超纯水中的总有机碳(TOC)含量需极低,一般应小于5ppb(10⁻⁹)。在光刻工艺中,若超纯水中含有机物,可能导致光刻胶显影不均匀,使芯片电路图案出现偏差,严重影响芯片的功能和成品率 。
1.电阻率:电阻率是衡量水中离子含量的关键指标。在半导体生产中,超纯水的电阻率通常需达到18.2MΩ・cm,这意味着水中几乎不存在能导电的离子,能有效避免因离子引发的电路短路、信号干扰等问题,确保芯片的电气性能稳定。例如在集成电路制造中,细微的离子杂质可能导致芯片内部电路出现漏电现象,影响芯片正常运行,高电阻率的超纯水可极大降低此类风险。
2.微生物含量:微生物的存在可能释放有机物质、产生热源,对半导体芯片造成污染。半导体生产要求超纯水中的微生物含量极低,一般每毫升水中细菌和真菌的数量不超过1CFU(菌落形成单位)。在芯片制造的光刻、蚀刻等关键工艺中,哪怕极少量微生物附着在硅片表面,都可能干扰工艺精度,导致芯片出现缺陷,因此严格控制微生物含量至关重要。
3.颗粒物质:超纯水中不允许含有可见颗粒杂质,且对微小颗粒数量严格限定。通常每升水中大于0.22μm 的颗粒数应少于1个。在硅片清洗、芯片封装等环节,颗粒物质可能划伤硅片表面,或在芯片内部形成异物,影响芯片的性能和可靠性。例如在芯片封装过程中,若有颗粒杂质混入,可能破坏封装的密封性,使芯片易受外界环境影响而损坏。
4.金属离子含量:几乎所有金属离子都被严格限制,如钠、钾、铁、铜等。这些金属离子即使微量存在,也可能在半导体材料中引入杂质能级,改变半导体的电学性能。例如,铜离子可能扩散进入硅晶体,形成缺陷,影响载流子的传输,进而降低芯片的性能。所以超纯水中金属离子的浓度通常要达到ppt(10⁻¹²)级别。
5.有机物含量:有机物会在硅片表面形成薄膜,干扰光刻胶的粘附和显影效果,影响芯片图案的精度。超纯水中的总有机碳(TOC)含量需极低,一般应小于5ppb(10⁻⁹)。在光刻工艺中,若超纯水中含有机物,可能导致光刻胶显影不均匀,使芯片电路图案出现偏差,严重影响芯片的功能和成品率 。