半导体晶圆超纯水18.2兆欧,EDI后端必须加装抛光树脂吗?

半导体晶圆生产环节,18.2MΩ・cm超纯水是晶圆清洗、光刻、蚀刻工序的关键用水,水质轻微波动就会造成晶片表面污染,影响成品良率。不少水处理从业者会有疑问:EDI已经完成深度脱盐,想要产出18.2兆欧超纯水,EDI后端是否一定要加装抛光树脂?本文将为您详细解析相关内容。

先了解EDI模块实际出水能力。EDI依靠电场作用完成离子脱除,无需酸碱再生,是超纯水系统深度脱盐核心单元。在二级反渗透进水达标的前提下,EDI稳定出水电阻率普遍处在1517MΩ・cm区间,很难长期稳定维持18.2MΩ・cm极限数值。受运行电压、膜堆损耗、进水水质波动等因素影响,EDI出水仍会留存微量硼、活性硅、痕量金属离子,部分有机杂质也难以去除,这类微量杂质会对半导体生产带来负面影响。

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少数工况条件下,高性能EDI在进水十分稳定、运维管理严格的实验环境,短时间可以达到18.2MΩ・cm,但无法长时间持续输出该水质,不能直接用于晶圆量产产线。晶圆工厂多为全天候连续生产,对水质稳定性要求很高,这也是行业普遍采用EDI搭配终端抛光混床工艺的主要原因。

以杜邦AmberTec™UP6040 H/OH抛光树脂为例,属于一次性均粒预混树脂,阴阳树脂按照1:1当量配比,运行中不易分层,用作EDI后端终端精处理,吸附EDI未能去除的硅、硼与微量离子,把TOC泄漏控制在很低范围,将水质稳定提升至18.2MΩ・cm。抛光树脂不承担大负荷脱盐工作,进水需要为EDI产出的高纯水,进水水质偏差会快速消耗树脂交换能力,增加耗材成本。

当然并非所有用水场景都要配置抛光树脂,需要结合用水标准区分。普通电子清洗场景,对硅硼、TOC、金属离子要求不高,仅需1517MΩ・cm高纯水,EDI出水就可以满足需求,无需配置抛光树脂。但针对晶圆制造,尤其28nm及以下先进工艺,需要持续获得18.2MΩ・cm超纯水,EDI后端配置半导体级别抛光树脂属于必要配置。

部分项目尝试省去抛光单元,依靠EDI实现18.2兆欧出水,短期电阻率读数达标,但硅、硼、TOC等指标隐性超标,投入生产后出现晶片品质问题,后期还要改造增设抛光混床,整体投入反而更高。

同时要留意抛光树脂使用条件,杜邦UP6040为不可再生性抛弃型树脂,不支持现场再生,运行温度建议控制在1525℃,后端需要搭配精密过滤器,拦截树脂微小颗粒,避免杂质进入管路。

EDI可以完成绝大多数离子脱除,但受本身技术原理限制,很难为晶圆产线持续输出稳定的18.2MΩ・cm超纯水。若要同时满足电阻率、硅硼、TOC、金属离子多项严苛指标,EDI后端建议配置半导体抛光树脂;非晶圆核心工序,用水指标放宽,可酌情不设置抛光单元。如果您想了解更多半导体晶圆超纯水相关的资讯,欢迎随时在本网站留言或来电咨询相关资讯!感谢您认真阅读!

 

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