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一文读懂半导体纯水设备:芯片生产“零杂质”用水的核心保障

2025-10-29 09:55:55 作者西安康诺环保科技有限公司官网
超纯水设备
一文读懂半导体纯水设备:芯片生产“零杂质”用水的核心保障
西安康诺环保科技有限公司文章:一、为什么说半导体纯水设备,是芯片制造的“隐形基石”?

在芯片、晶圆等半导体产品的生产中,从晶圆清洗、光刻显影到离子注入,每一步都离不开高纯度水——哪怕水中含有微量离子、纳米级颗粒物,都可能导致芯片电路短路、良率骤降。而半导体纯水设备的核心作用,就是将普通原水“提纯”至电阻率≥15MΩ·cm(高达18.2MΩ·cm超纯水) 的纯度,为半导体高精度工艺筑起“零杂质”用水防线,直接决定芯片生产的稳定性与产品合格率。

 纯水设备

二、半导体纯水设备的核心:不止“纯”,更要“稳”与“精”
1.水质纯度:截留纳米级杂质,满足半导体严苛标准
半导体行业对水质的要求远超普通行业,需去除水中几乎所有杂质,具体指标包括:
- 电阻率≥15MΩ·cm:衡量水的纯净度核心指标,18.2MΩ·cm为理论纯水值,可避免离子干扰芯片电路;
- 颗粒物控制:截留粒径<0.1μm的微小颗粒(约为头发丝直径的1/500),防止附着在晶圆表面造成缺陷;
- 有机物与微生物:TOC(总有机碳)含量≤5ppb,微生物含量≤1CFU/ml,避免有机物影响光刻胶性能、微生物导致晶圆污染。
为实现这一纯度,设备通常采用“多阶段纯化工艺”:原水先经预处理过滤大颗粒,再通过RO反渗透去除99%以上离子,最后经EDI电除盐、紫外线杀菌等深度处理,达到半导体用水标准。
2. 稳定连续供水:适配24小时生产,拒绝水质波动
芯片生产多为24小时不间断流水线作业,一旦纯水供应中断或水质波动,整条生产线可能停工,每小时损失超百万元。因此,半导体纯水设备需具备:
- 连续供水能力:配备双级RO、备用EDI模块,确保设备无间断运行,供水流量与生产线需求准确匹配;
- 水质稳定性:实时监测电阻率、TOC、颗粒物等指标,偏差超自动报警并调整,确保水质波动≤0.5MΩ·cm,避免影响工艺稳定性。
3. 智能化与合规性:适配半导体行业管理需 
半导体生产对设备的智能化、合规性要求极高,设备需具备:
- 全流程监控:通过PLC控制系统记录水质、流量、能耗等数据,支持数据追溯,满足半导体行业“可追溯”管理要求;

- 行业合规认证:符合SEMI(半导体产业协会)标准(如SEMI C12、C17),确保设备与半导体生产体系兼容,避免合规风险。

超纯水设备

三、半导体纯水设备的核心差异:与普通纯化水设备有何不同?
很多企业会混淆“半导体纯水设备”与“普通纯化水设备”,但二者在核心指标上差异显著,具体对比如下:
对比维度 半导体纯水设备 普通纯化水设备(如医药/食品用) 
电阻率要求 ≥15MΩ·cm(超纯水级别) ≥1MΩ·cm(纯化水级别) 
颗粒物控制 截留<0.1μm颗粒 截留<1μm颗粒 
连续运行要求 24小时不间断,无波动 可间断运行,允许小幅波动 
核心工艺 预处理+RO+EDI+深度处理 预处理+单级/双级RO 
行业标准 符合SEMI C12/C17等半导体标准 符合GMP、GB/T 6682等标准 
四、选对半导体纯水设备:直接影响芯片良率与生产成本
对半导体企业而言,优质的半导体纯水设备不仅能保障水质达标,更能带来实际效益:某晶圆厂曾因使用普通纯化水设备,水质波动导致芯片良率仅92%;升级半导体纯水设备后,水质稳定在18.2MΩ·cm,良率提升至99.1%,每月减少不良品损失超千万元。
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