ASTM D5127-13 Стандартное руководство по сверхчистой воде для использования в электронной и полупроводниковой промышленности

Стандарт «ASTM D5127-13 Стандартное руководство по сверхчистой воде, используемой в электронной и полупроводниковой промышленности», опубликованный Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM), описывает рекомендации по качеству воды, связанной с производством электронной и полупроводниковой промышленности.

Этот стандарт включает семь классификаций воды, включая воду для линий толщиной до 0,032 микрона. Во всех случаях рекомендации относятся к воде в точке распределения.

Вода используется для промывки и ополаскивания полупроводниковых компонентов в процессе производства. Вода также используется для процессов очистки и травления, получения паров для окисления кремниевых поверхностей, изготовления фотошаблонов и нанесения люминесцентных материалов. Другими областями применения являются разработка и производство твердотельных устройств, тонкопленочных устройств, коммуникационных лазеров, светодиодов, фотодетекторов, печатных схем, запоминающих устройств, вакуумных ламповых устройств или электролитических устройств.

Пользователям, которым требуется вода с качеством, отличным от описанного в настоящем документе, следует обратиться к другим стандартам качества воды, таким как ASTM D1193-06 «Стандартная спецификация для реагентной воды» и ASTM D5196-06 «Стандартное руководство для воды биологического назначения».

Для целей настоящего стандарта, в дополнение к терминам и определениям, приведенным в стандарте «ASTM D1129-13 Стандартная терминология для воды», применяются следующие определения:

• Общее количество бактерий — это общее количество культивируемых микроорганизмов, присутствующих в указанном образце, определенное в соответствии со стандартными методами испытаний ASTM F1094, за исключением облигатных анаэробных организмов.
• Общий органический углерод (TOC) относится к углероду, измеренному после того, как реакция неорганического углерода была устранена одним из предписанных методов испытаний ASTM.

Этот стандарт рекомендует требуемое качество воды для электронной и микроэлектронной промышленности. Для предотвращения загрязнения продукции в процессе производства требуется вода высокой степени очистки, поскольку загрязнение недопустимо и может привести к снижению эффективности электронных устройств. Диапазон чистоты воды определяется в соответствии с производственным процессом. Типы сверхчистой воды определяются шириной линии устройства. Во всех случаях рекомендации по качеству воды применяются в точке распределения. Пределы загрязнения зависят от текущих спецификаций загрязнения и доступных аналитических методов (выполняемых в подходящей чистой лаборатории или с использованием онлайн-приборов). Используются онлайн и офлайн методы в соответствии с текущей отраслевой практикой. Концентрация образца может потребоваться для измерения загрязняющих веществ на уровнях, указанных в таблице «Требования к воде в точке распределения в электронной и полупроводниковой промышленности», приведенной в стандарте.

В этом стандарте описывается семь типов воды электронного качества. Во всех случаях рекомендации по качеству воды применяются в точке распределения. Классификация выглядит следующим образом:

• Тип E-1: Эта вода классифицируется как микроэлектронная вода, используемая в производстве устройств с шириной линий от 0,5 до 1,0 мкм.
• Тип E-1.1: Эта вода классифицируется как микроэлектронная вода, используемая в производстве устройств с шириной линий от 0,25 до 0,35 мкм.
• Тип E-1.2: Эта вода классифицируется как микроэлектронная вода, используемая в производстве устройств с шириной линий от 0,09 до 0,18 мкм.
• Тип E-1.3: Эта вода классифицируется как микроэлектронная вода, используемая в производстве устройств с шириной линий от 0,065 до 0,032 мкм. Этот тип представляет собой воду наивысшей практической чистоты, производимую в больших объемах и предназначенную для самых критически важных применений в микроэлектронике.
• Тип E-2: Эта вода классифицируется как микроэлектронная вода, используемая при производстве устройств с размерами от 1 до 5 мкм.
• Тип E-3: Этот класс воды классифицируется как макроэлектронная вода, используемая при производстве устройств с размерами более 5 мкм. Эту марку можно использовать для производства более крупных деталей, а также некоторых более мелких деталей, не подверженных влиянию следовых примесей.
• Тип E-4: Этот класс можно классифицировать как воду, используемую при приготовлении гальванических растворов и в других целях, где используемая вода может быть более низкого качества.

Компоненты системы водоснабжения, используемые для производства воды, пригодной для использования в электронике, следует сгруппировать в пять основных технологических секций для упрощения организации компонентов системы. Эти операции следующие:

• Предварительная обработка: Обработка в этой группе включает добавление различных типов коагулянтов, флокулянтов, осветлителей, отстойников и систем фильтрации частиц (включая песчаные фильтры, одноразовые фильтрующие элементы, ультрафильтрационные мембраны и другие системы удаления частиц). Адсорбционные или ловушечные слои могут включать зеленый песок, активированный уголь и различные синтетические материалы, предназначенные для определенных органических и неорганических примесей.
• Опреснение: этот процесс имеет основополагающее значение для производства всех сортов сверхчистой воды и может включать ионный обмен, обратный осмос, электродиализ, непрерывную электродную ионизацию или несколько процессов всех вышеперечисленных. Размер системы определяет выбор комбинации процессов опреснения. Следует рассмотреть различные конфигурации различных процессов, включая двухступенчатую и смешанную деминерализацию, многоступенчатый обратный осмос с использованием различных типов мембран, электродную ионизацию и электродиализ.
• Системы удаления органических и биологических загрязнений: Удаление биологических и органических загрязнений является важным дополнением к любой системе, используемой для подготовки сверхчистой воды. Растворенные органические соединения, помимо того, что присутствуют в исходной воде, могут накапливаться в системе в процессе обработки. Методы минимизации биообрастания включают добавление перекиси водорода и озона. Для получения максимального эффекта от облучения необходимо учитывать такие переменные, как расход и мутность воды, а также уровень определенных загрязняющих веществ, таких как железо, гуминовые и флювиновые кислоты. Общее содержание органического углерода уменьшается по мере разрушения органических веществ.
• Удаление частиц: Удаление частиц при производстве сверхчистой воды отличается от предварительной обработки, при которой удаляются крупные взвешенные частицы. Все типы частиц (биологические, органические и неорганические) оказывают существенное влияние на производство электронных компонентов. Процессы, используемые для удаления твердых частиц, обычно предполагают использование плоской, цилиндрической или гофрированной микропористой мембранной структуры.
• Система хранения и распределения: Хранение воды, пригодной для использования в электронике, во время производства имеет решающее значение, поскольку примеси добавляются в воду пропорционально растворимости примесей, площади контакта и времени контакта между водой, воздухом, удерживающими материалами или их комбинациями. Поскольку важно свести к минимуму контакт воды с емкостью для хранения, объем хранилища также следует свести к минимуму. Для создания защитного слоя атмосферы над хранящейся водой следует использовать азот высокой чистоты.

Наша организация, которая на протяжении многих лет стремится оказывать поддержку предприятиям всех секторов посредством широкого спектра испытаний, измерений, анализа и оценочных исследований, имеет сильный штат сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В этом контексте предприятиям также предоставляются услуги по тестированию в соответствии со стандартом «ASTM D5127-13 Стандартное руководство по сверхчистой воде, используемой в электронной и полупроводниковой промышленности».