ASTM D5127-13 Panduan Standar untuk Air Ultramurni untuk Penggunaan di Industri Elektronik dan Semikonduktor

Standar "ASTM D5127-13 untuk air ultramurni yang digunakan dalam industri elektronik dan semikonduktor" yang diterbitkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM) menjelaskan rekomendasi untuk kualitas air yang terkait dengan produksi industri elektronik dan semikonduktor.

Standar ini mencakup tujuh klasifikasi air, termasuk air untuk lebar saluran serendah 0,032 mikron. Dalam semua kasus, rekomendasi ditujukan untuk air di titik distribusi.

Air digunakan untuk mencuci dan membilas komponen semikonduktor selama produksi. Air juga digunakan untuk proses pembersihan dan pengetsaan, menghasilkan uap untuk oksidasi permukaan silikon, menyiapkan masker foto, dan menyimpan bahan berpendar. Aplikasi lainnya adalah pengembangan dan pembuatan perangkat solid-state, perangkat film tipis, laser komunikasi, dioda pemancar cahaya, fotodetektor, sirkuit cetak, perangkat memori, perangkat tabung vakum, atau perangkat elektrolit.

Pengguna yang membutuhkan kualitas air yang berbeda dari yang dijelaskan di sini harus merujuk ke standar air lainnya seperti Spesifikasi Standar ASTM D1193-06 untuk Air Reagen dan Panduan Standar ASTM D5196-06 untuk Air Kelas Bioaplikasi.

Untuk tujuan standar ini, selain istilah dan definisi yang diberikan dalam standar "Terminologi Standar ASTM D1129-13 untuk Air", definisi berikut berlaku:

• Jumlah bakteri total adalah jumlah total mikroorganisme yang dapat dikultur yang ada dalam sampel tertentu, ditentukan sesuai dengan metode uji standar ASTM F1094, tidak termasuk organisme anaerobik obligat.
• Karbon organik total (TOC) mengacu pada karbon yang diukur setelah respons karbon anorganik dihilangkan oleh salah satu metode uji ASTM yang ditentukan.

Standar ini merekomendasikan kualitas air yang dibutuhkan untuk industri elektronik dan mikroelektronika. Air dengan kemurnian tinggi diperlukan untuk mencegah kontaminasi produk selama produksi, karena kontaminasi tidak dapat diterima dan dapat menyebabkan rendahnya efisiensi perangkat elektronik. Kisaran kemurnian air ditentukan sesuai dengan proses produksi. Jenis air ultramurni ditentukan oleh lebar saluran perangkat. Dalam semua kasus, rekomendasi kualitas air berlaku di titik distribusi. Batasan kontaminasi bergantung pada spesifikasi kontaminasi terkini dan metode analisis yang tersedia (dilakukan di laboratorium bersih yang sesuai atau dengan instrumentasi daring). Metode daring dan luring digunakan sesuai dengan praktik industri terkini. Konsentrasi sampel mungkin diperlukan untuk mengukur kontaminan pada tingkat yang ditentukan dalam tabel berjudul “Persyaratan air pada titik distribusi dalam industri elektronik dan semikonduktor” yang disediakan dalam standar.

Standar ini menjelaskan tujuh jenis air bermutu elektronik. Dalam semua kasus, rekomendasi kualitas air berlaku di titik distribusi. Klasifikasinya adalah sebagai berikut:

• Tipe E-1: Air ini diklasifikasikan sebagai air mikroelektronik untuk digunakan dalam produksi perangkat dengan lebar saluran antara 0,5 dan 1,0 µm.
• Tipe E-1.1: Air ini diklasifikasikan sebagai air mikroelektronik untuk digunakan dalam produksi perangkat dengan lebar saluran antara 0,25 dan 0,35 µm.
• Tipe E-1.2: Air ini diklasifikasikan sebagai air mikroelektronik untuk digunakan dalam produksi perangkat dengan lebar saluran antara 0,09 dan 0,18 µm.
• Tipe E-1.3: Air ini diklasifikasikan sebagai air mikroelektronik untuk digunakan dalam produksi perangkat dengan lebar saluran antara 0,065 dan 0,032 µm. Jenis ini adalah air dengan kemurnian paling praktis yang diproduksi dalam volume besar dan dirancang untuk penggunaan mikroelektronik yang paling kritis.
• Tipe E-2: Air ini diklasifikasikan sebagai air mikroelektronik untuk digunakan dalam produksi perangkat dengan dimensi antara 1 dan 5 µm.
• Tipe E-3: Kelas air ini diklasifikasikan sebagai air makroelektronik yang digunakan dalam produksi perangkat dengan dimensi lebih besar dari 5 µm. Kelas ini dapat digunakan untuk memproduksi komponen yang lebih besar dan beberapa komponen yang lebih kecil yang tidak terpengaruh oleh jejak kotoran.
• Tipe E-4: Kelas ini dapat diklasifikasikan sebagai air yang digunakan dalam persiapan larutan pelapisan dan aplikasi lain di mana air yang digunakan mungkin berkualitas rendah.

Komponen sistem air yang digunakan untuk memproduksi air bermutu elektronik harus dikelompokkan menjadi lima bagian proses umum untuk menyederhanakan organisasi komponen sistem. Operasi-operasi tersebut adalah sebagai berikut:

• Perlakuan awal: Perlakuan dalam kelompok ini melibatkan penambahan berbagai jenis koagulan, flokulan, penjernih, tangki sedimentasi, dan sistem penyaringan partikel (termasuk filter pasir, elemen filter sekali pakai, membran ultrafiltrasi, dan sistem penghilangan partikel lainnya). Lapisan penyerap atau perangkap dapat mencakup pasir hijau, karbon aktif, dan berbagai bahan sintetis khusus untuk pengotor organik dan anorganik tertentu.
• Desalinasi: Proses ini penting untuk produksi semua tingkat air ultramurni dan dapat melibatkan pertukaran ion, osmosis balik, elektrodialisis, ionisasi elektroda berkelanjutan, atau beberapa proses dari semua hal di atas. Ukuran sistem menentukan pilihan kombinasi proses desalinasi. Berbagai konfigurasi proses yang berbeda harus dipertimbangkan, termasuk demineralisasi dua lapisan dan lapisan campuran, reverse osmosis bertingkat menggunakan berbagai jenis membran, ionisasi elektroda, dan elektrodialisis.
• Sistem penghilangan organik dan biologis: Penghilangan kontaminan biologis dan organik merupakan tambahan penting pada sistem apa pun yang digunakan untuk menyiapkan air ultramurni. Senyawa organik terlarut, selain ada dalam air asli, dapat terakumulasi dalam sistem selama pemrosesan. Metode untuk meminimalkan biofouling termasuk menambahkan hidrogen peroksida dan ozon. Untuk memperoleh efek maksimum dari penyinaran, variabel seperti aliran dan kekeruhan air, derajat kontaminan tertentu seperti besi, asam humat dan fluvat harus diperhitungkan. Total karbon organik menurun seiring hancurnya bahan organik.
• Penghapusan partikel: Penghapusan partikel dalam produksi air ultramurni berbeda dari pra-perlakuan, yang menghilangkan materi tersuspensi besar. Semua jenis partikel (biologis, organik atau anorganik) berdampak signifikan terhadap produksi komponen elektronik. Proses yang digunakan untuk menghilangkan partikel umumnya terdiri dari penggunaan struktur membran mikropori yang datar, silinder atau berlipit.
• Sistem penyimpanan dan distribusi: Penyimpanan air bermutu elektronik selama produksi sangat penting karena kotoran ditambahkan ke air sebanding dengan kelarutan kotoran, luas kontak, dan waktu kontak antara air, udara, bahan penahan, atau kombinasinya. Karena penting untuk meminimalkan kontak air dengan wadah penyimpanan, volume penyimpanan juga harus diminimalkan. Nitrogen dengan kemurnian tinggi harus digunakan untuk menyelimuti atmosfer di atas air yang disimpan.

Organisasi kami, yang telah berusaha mendukung bisnis dari setiap sektor dengan berbagai pengujian, pengukuran, analisis, dan studi evaluasi yang telah dilakukan selama bertahun-tahun, memiliki staf yang kuat yang mengikuti dengan cermat perkembangan di dunia di bidang sains dan teknologi dan terus-menerus meningkatkan dirinya. Dalam konteks ini, layanan pengujian juga diberikan kepada bisnis sesuai dengan standar “Panduan Standar ASTM D5127-13 untuk air ultramurni yang digunakan dalam industri elektronik dan semikonduktor”.