純化水儲存與分配系統(tǒng)的微生物控制研究

馮順

無錫中微掩模電子有限公司 江蘇 無錫 214000

前言

對于集成電路板生產(chǎn)的PCB與FPC流程來說，相關(guān)工藝操作的差異較小，不同工藝對純化水的要求存在一定差異，但均對微生物控制存在較高要求。為優(yōu)化集成電路板生產(chǎn)，純化水儲存與分配系統(tǒng)微生物的針對性控制必須得到重視。

1 微生物對集成電路的影響

在一般情況下，集成電路生產(chǎn)會涉及錫、鎳金、電鍍銅等元素，在表面處理蝕刻、PTH/黑孔、化學(xué)鍍鎳金等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對純化水提出的不同供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)必須得到重視，為滿足生產(chǎn)需要，純化水的微生物控制極為關(guān)鍵。根據(jù)線路板的生產(chǎn)過程，集成電路生產(chǎn)對純化水的要求存在一定差異，每次藥水的使用、每項(xiàng)生產(chǎn)工藝均具備自身特點(diǎn)，對純化水品質(zhì)也存在不同要求和標(biāo)準(zhǔn)。從微生物角度進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，集成電路受到的微生物影響可細(xì)分為五個(gè)方面：第一，如硅片表面黏附純化水中的微生物，隨同擴(kuò)散源微生物將在擴(kuò)散工藝中進(jìn)入硅片，擴(kuò)散的微生物會破壞P-N結(jié)構(gòu)平整度，局部電阻均勻性也會受到影響，進(jìn)而導(dǎo)致硅片漏電；第二，純化水中的微生物會影響氧化層質(zhì)量，如導(dǎo)致氧化層平整度破壞，針孔將隨之形成，電荷密度也可能受到微生物影響，導(dǎo)致出現(xiàn)電學(xué)性能下降的氧化層；第三，微生物種類眾多，不同微生物對集成電路使用效能往往會帶來深遠(yuǎn)影響，如導(dǎo)致光刻膠出現(xiàn)針孔、腐蝕集成電路；第四，如蒸發(fā)合金環(huán)節(jié)使用的純化水中存在大量微生物，將導(dǎo)致鋁蒸不牢、斷鋁，硅片受到微生物進(jìn)入影響也會出現(xiàn)電學(xué)參數(shù)下降，進(jìn)而引發(fā)短路或斷路；第五，高純水需要用于集成電路清洗工藝中，如清洗硅片表面廢液，如高純水中存在大量微生物，將導(dǎo)致器件成品率下降，各個(gè)環(huán)節(jié)檢測質(zhì)量也會同時(shí)受到負(fù)面影響[1]。

2 純化水儲存與分配系統(tǒng)的微生物控制分析

2.1 儀器儀表檢驗(yàn)

在安裝集成電路生產(chǎn)用純化水儲存與分配系統(tǒng)的過程中，需要針對性檢驗(yàn)儀器儀表，如存在滿足2%的測量精度要求的一、二級電導(dǎo)儀，且能夠?qū)崿F(xiàn)自動溫度補(bǔ)償和液晶顯示，同時(shí)需要存在4級的純水流量計(jì)算精度，以及0.6Mpa的工作壓力。高壓表需要具備2.5的精確度，以及0～300psi的測量范圍。

2.2 預(yù)處理系統(tǒng)檢驗(yàn)

在核實(shí)和檢驗(yàn)預(yù)處理系統(tǒng)的過程中，需圍繞原水泵、原水箱、多介質(zhì)過濾器、絮凝劑投加系統(tǒng)、阻垢劑投加系統(tǒng)、活性炭過濾器、保安微濾器等進(jìn)行檢驗(yàn)。需存在滿足化學(xué)消毒標(biāo)準(zhǔn)的原水箱，多為304不銹鋼材質(zhì)，原水泵需選擇相同材質(zhì)并使用原水作為潤滑劑。需保證存在管道連接正確的絮凝劑投加系統(tǒng)和多介質(zhì)過濾器，一般以“優(yōu)質(zhì)石英砂+白煤”為濾料?；钚蕴窟^濾器多選擇優(yōu)質(zhì)果殼炭作為過濾材料，同時(shí)需要正確連接管道?？蛇x擇PE材質(zhì)的阻垢劑投加系統(tǒng)，便選擇采用熔噴膜微濾芯的保安微濾器，基于這一系列檢驗(yàn)，即可保證純化水儲存與分配系統(tǒng)更好地服務(wù)于集成電路生產(chǎn)。

2.3 一級反滲系統(tǒng)

在純化水儲存與分配系統(tǒng)的微生物控制中，一級反滲系統(tǒng)發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，該系統(tǒng)屬于純化水設(shè)備過濾的關(guān)鍵，由電氣控制柜、膜清洗系統(tǒng)、二級反滲透裝置、二級高壓泵、PH劑調(diào)整系統(tǒng)、中間水箱、一級反滲透裝置、一級高壓泵組成?？刹捎靡栽旧頌闈櫥瑒┑囊患壐邏罕茫患壏礉B透裝置可采用4’×6芯型號的膜外管，正確連接必須得到保障，并設(shè)置0.1μ孔徑的空氣呼吸器，同時(shí)采用PE材質(zhì)的PH劑調(diào)整系統(tǒng)。二級高壓泵同樣以原水本身作為潤滑劑，二級反滲透裝置可采用4’×6芯型號的膜外管，同時(shí)采用CM=230的電導(dǎo)儀、300psi的高壓表、40GPD的流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以及PE材質(zhì)的膜清洗系統(tǒng)清洗箱，電器柜PLC、清洗水泵可分別選擇FX0S-14MR、CHL4-40[2]。

2.4 深處理系統(tǒng)

深處理系統(tǒng)在純化水儲存與分配系統(tǒng)的微生物控制中也發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，該系統(tǒng)主要由終端凈濾器、紫外滅菌器、純水增壓泵、純水箱組成，這類構(gòu)成的主要材質(zhì)均為316不銹鋼。純水箱需保證采用材質(zhì)相同的排水閥和進(jìn)水閥，同時(shí)保證存在0.1μ孔徑的空氣呼吸器。紫外滅菌器可采用螺紋連接，具體可選擇F-18,18GPH型號的紫外滅菌器。

2.5 管道和閥門系統(tǒng)

管道和閥門在純化水儲存與分配系統(tǒng)的微生物控制中同樣極為關(guān)鍵，如其中的管道負(fù)責(zé)輸水管道及純水箱的處理、管道連接機(jī)試壓、雜質(zhì)水的排污。為保證管道和閥門更好地服務(wù)于純化水儲存與分配系統(tǒng)的微生物控制，管道的傾斜度控制必須得到重視，為規(guī)避焊接處滲漏或出現(xiàn)裂縫，需開展熱熔式氬弧焊接處理，循環(huán)布置也需要科學(xué)開展，流入純水箱的回水也需要應(yīng)得到重視?？刹捎貌讳P鋼快裝衛(wèi)生球閥作為閥門，并適當(dāng)安裝隔膜閥、支用管、輔助管，純化水試壓需在完成管道連接后開展，以1.5倍的工作壓力進(jìn)行純化水試壓，管道的滲漏問題可由此規(guī)避。為開展純化水循環(huán)預(yù)沖洗，需將需要鈍化的管路、流量計(jì)、水泵、儲液罐連接成循環(huán)通路，水泵循環(huán)可在純化水注入后開啟，邊循環(huán)邊排放的純化水可持續(xù)進(jìn)行30min的純化水循環(huán)預(yù)沖洗，隨后循環(huán)清洗需放入堿液。初始的管道沖洗最少應(yīng)開展5min，并最終保證存在pH值一致的進(jìn)出口純化水。

3 結(jié)束語

綜上所述，純化水儲存與分配系統(tǒng)的微生物控制受多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的儀器儀表檢驗(yàn)、預(yù)處理系統(tǒng)檢驗(yàn)、一級反滲系統(tǒng)、深處理系統(tǒng)、管道和閥門系統(tǒng)等內(nèi)容，則直觀展示了微生物控制路徑。為更好地服務(wù)于集成電路生產(chǎn)，PLC技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用、智能化控制的相關(guān)探索同樣需要得到重視。