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给水排水 ,有了光刻机,我国芯片还会被【水】卡脖子(上)

2021-11-11 10:17|发布:武汉流川水处理有限公司|点击数: 33

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为什么【水】会卡芯片制造的脖子?

如果看官你不是电子领域纯水行业的人士,你可能会奇怪:水,怎么会卡芯片制造的脖子?就算我国缺水,还能缺到不够芯片制造用水的地步吗?当然不是水量不够,而是水质达不到要求,也就是水不够纯净。

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芯片制造的用水,需要纯净到什么地步?

对于大众来说,平时接触的自来水(饮用水)的浑浊度小于1NTU(根据现行《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006)。这样的自来水在肉眼看来,就已经非常干净了。但是,这在电子行业,尤其是高端芯片制造领域,还差得远得远得远得远……

在芯片人看来,自来水里面杂质多到什么程度?就好比是一锅粥!

于是,芯片行业需要对生产用水进行苛刻的纯化处理。

水纯化第一层次——去离子水(DIW,Deionized Water):采用物理、化学方法,去除溶于水中的电解质,获得电阻率在0.1~10 MΩ·cm的水(真正纯净的水可被视为绝缘体,生活中的水导电,是因为其中有杂质)。这个过程去除了水中的电解质,但溶于水中的非电解质(如有机物、微生物、颗粒物、溶解性气体等)大部分未被去除。

水纯化第二层次——纯水(PW,Pure Water): 采用物理、化学方法,去除了水中的几乎全部电解质与非电解质,且水中阳离子和阴离子、有机物、颗粒物、微生物等含量受到一定控制。此时,纯水的电阻率在10~18.2 MΩ·cm(25℃),可以被视其为绝缘体了。

水纯化第三层次——超纯水(UPW,Ultra Pure Water):如果将水中阳离子、阴离子、有机物、颗粒物、微生物都进行严格控制,这还不算完,再对水中溶解气体进行严格控制,此时水的电阻率达到18.2 MΩ·cm(25℃)以上(接近理论值18.6 MΩ·cm,25℃时)。


不幸的是,现在的高端芯片制造,正需要这个最高级的超纯水。估计有人会纳闷,芯片生产干嘛要对水质提出这么苛刻的条件呢?

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纯水中的杂质,对芯片产品有哪些影响?

  • TOC(可通俗理解为所有能燃烧的杂质):影响光刻精度,影响芯片质量。

  • DO(溶解在水中的氧气):滋生细菌,形成氧化层,影响芯片质量。

  • Boron(硼元素):影响P-N结,影响芯片质量。

  • Silica(硅元素):造成晶圆水斑,影响芯片质量。

  • 金属离子:影响晶圆原子密度,影响芯片质量。

  • 微粒:影响光刻精度,导电微粒会直接导致短路。

  • ......

总之,水不够纯净,就做不成合格的高端芯片。芯片越高端,所需纯水的纯度就越高。



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