Стандартно ръководство ASTM D5127-13 за ултрачиста вода за употреба в електронната и полупроводниковата промишленост

Стандартът „ASTM D5127-13 Стандартно ръководство за ултрачиста вода, използвана в електронната и полупроводниковата промишленост“, публикуван от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва препоръки за качеството на водата, свързани с производството в електронната и полупроводниковата промишленост.

Този стандарт включва седем класификации на водата, включително вода за линии с ширина до 0,032 микрона. Във всички случаи препоръките са за вода в точката на разпределение.

Водата се използва за измиване и изплакване на полупроводникови компоненти по време на производството. Водата се използва и за почистване и ецване, генериране на пари за окисляване на силициеви повърхности, подготовка на фотошаблони и отлагане на луминесцентни материали. Други приложения са разработването и производството на твърдотелни устройства, тънкослойни устройства, комуникационни лазери, светодиоди, фотодетектори, печатни платки, устройства с памет, устройства с вакуумни тръби или електролитни устройства.

Потребителите, които изискват качества на водата, различни от описаните тук, трябва да се обърнат към други стандарти за вода, като например ASTM D1193-06 Стандартна спецификация за реагентна вода и ASTM D5196-06 Стандартно ръководство за вода за биоприложение.

За целите на този стандарт, в допълнение към термините и определенията, дадени в стандарта „ASTM D1129-13 Стандартна терминология за вода“, се прилагат следните определения:

• Общият брой бактерии е общият брой култивируеми микроорганизми, присъстващи в посочената проба, определен в съответствие със стандартните методи за изпитване ASTM F1094, с изключение на облигатните анаеробни организми.
• Общият органичен въглерод (TOC) се отнася до въглерода, измерен след елиминиране на реакцията на неорганичния въглерод чрез един от предписаните методи за изпитване на ASTM.

Този стандарт препоръчва необходимото качество на водата за електронната и микроелектронната промишленост. Необходима е вода с висока чистота, за да се предотврати замърсяване на продуктите по време на производството, тъй като замърсяването е неприемливо и може да доведе до ниска ефективност на електронните устройства. Диапазонът на чистота на водата се определя в съответствие с производствения процес. Видовете ултрачиста вода се определят от ширината на линията на устройството. Във всички случаи препоръките за качество на водата се прилагат в точката на разпределение. Границите на замърсяване зависят от текущите спецификации за замърсяване и наличните аналитични методи (извършвани в подходяща чиста лаборатория или с онлайн апаратура). Използват се онлайн и офлайн методи в съответствие с настоящите практики в индустрията. Може да се изисква концентриране на пробата, за да се измерят замърсителите на нивата, посочени в таблицата, озаглавена „Изисквания за вода в точката на разпределение в електронната и полупроводниковата промишленост“, предоставена в стандарта.

Този стандарт описва седем вида вода с електронен клас. Във всички случаи препоръките за качество на водата се прилагат в точката на разпределение. Класификацията е следната:

• Тип E-1: Тази вода е класифицирана като микроелектронна вода за употреба в производството на устройства с ширина на линията между 0,5 и 1,0 µm.
• Тип E-1.1: Тази вода е класифицирана като микроелектронна вода за употреба в производството на устройства с ширина на линията между 0,25 и 0,35 µm.
• Тип E-1.2: Тази вода е класифицирана като микроелектронна вода за употреба в производството на устройства с ширина на линията между 0,09 и 0,18 µm.
• Тип E-1.3: Тази вода е класифицирана като микроелектронна вода за употреба в производството на устройства с ширина на линиите между 0,065 и 0,032 µm. Този тип е вода с най-висока практическа чистота, произвеждана в големи обеми и е предназначена за най-важните микроелектронни приложения.
• Тип E-2: Тази вода е класифицирана като микроелектронна вода за употреба в производството на устройства с размери между 1 и 5 µm.
• Тип E-3: Този клас вода е класифициран като макроелектронна вода, предназначена за производство на устройства с размери по-големи от 5 µm. Този клас може да се използва за производство на по-големи компоненти и някои по-малки компоненти, които не са засегнати от следи от примеси.
• Тип E-4: Този клас може да се класифицира като вода, използвана при приготвянето на разтвори за галванизиране и други приложения, където използваната вода може да е с по-ниско качество.

Компонентите на водната система, използвани за производство на вода с качество за електроника, трябва да бъдат групирани в пет общи технологични секции, за да се опрости организацията на компонентите на системата. Тези операции са както следва:

• Предварителна обработка: Обработките в тази група включват добавяне на различни видове коагуланти, флокуланти, пречистватели, утаители и системи за филтриране на частици (включително пясъчни филтри, филтърни елементи за еднократна употреба, ултрафилтрационни мембрани и други системи за отстраняване на частици). Адсорбентните или капанните слоеве могат да включват зелен пясък, активен въглен и различни синтетични материали, специфични за определени органични и неорганични примеси.
• Обезсоляване: Този процес е от основно значение за производството на всички видове ултрачиста вода и може да включва йонен обмен, обратна осмоза, електродиализа, непрекъсната йонизация на електроди или множество процеси от всички горепосочени. Размерът на системата определя избора на комбинация от процеси на обезсоляване. Трябва да се вземат предвид различни конфигурации на различни процеси, включително двуслойна и смесена деминерализация, многостепенна обратна осмоза с използване на различни видове мембрани, йонизация на електроди и електродиализа.
• Системи за отстраняване на органични и биологични замърсители: Отстраняването на биологични и органични замърсители е важно допълнение към всяка система, използвана за приготвяне на ултрачиста вода. Разтворените органични съединения, освен че присъстват в оригиналната вода, могат да се натрупат в системата по време на обработката. Методите за минимизиране на биологичното замърсяване включват добавяне на водороден пероксид и озон. За да се постигне максимален ефект от облъчването, трябва да се вземат предвид променливи като воден поток и мътност, както и степента на някои замърсители, като желязо, хумусна и флувинова киселина. Общият органичен въглерод намалява с разрушаването на органичните вещества.
• Отстраняване на частици: Отстраняването на частици при производството на ултрачиста вода е различно от предварителната обработка, която премахва големи суспендирани вещества. Всички видове частици (биологични, органични или неорганични) оказват значително влияние върху производството на електронни компоненти. Процесите, използвани за отстраняване на твърди частици, обикновено се състоят от използването на плоска, цилиндрична или плисирана микропореста мембранна структура.
• Система за съхранение и разпределение: Съхранението на вода с качество за електроника по време на производството е от решаващо значение, тъй като примесите се добавят към водата пропорционално на разтворимостта им, контактната площ и времето за контакт между вода, въздух, задържащи материали или техни комбинации. Тъй като е важно да се сведе до минимум контактът на водата с контейнера за съхранение, обемът на съхранение също трябва да бъде сведен до минимум. За покриване на атмосферата над съхраняваната вода трябва да се използва високочист азот.

Нашата организация, която от години се стреми да подкрепя бизнеса от всеки сектор с широк спектър от тестове, измервания, анализи и оценки, разполага със силен екип, който следи отблизо развитието в света в областта на науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенства. В този контекст, на предприятията се предоставят и услуги за тестване в съответствие със стандарта „ASTM D5127-13 Стандартно ръководство за ултрачиста вода, използвана в електронната и полупроводниковата промишленост“.