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細(xì)菌在電子行業(yè)高純水系統(tǒng)運(yùn)行中的影響與防治
1、細(xì)菌的繁殖對半導(dǎo)體產(chǎn)品的影響
半導(dǎo)體工業(yè)大規(guī)格集成電路生產(chǎn)過種中的晶片加工、制罩、成膜工程、照相制版工程、刻蝕工程及其他(工模類的洗凈)各洗凈工程都用高純水除去殘留晶片表面的藥品和微粒子等，高純水中若有離子、微粒子、微生物、有機(jī)物等，對晶片中的氧化膜、多結(jié)晶膜、配線等有不良影響，會造成晶片的電氣特性不可靠。例如，細(xì)菌的主要成份為碳、磷、鉀等，如果它附著晶片表面而燒成，會因碳析出而短路;磷(五價)擴(kuò)散會使P型、N型半導(dǎo)體異常。
在高純水制取過程中除去的離子成份、膠體物質(zhì)、溶存氣體、微粒子及微生物中，微生物(即純水中的細(xì)菌類)是純水中會增值的雜質(zhì)，有藻類、線狀菌、酵母、放線菌、細(xì)菌 類等。
前四者因?yàn)橐鬆I養(yǎng)只存在于純水制造過程中的一次純水之前，一次純水以后細(xì)菌類是微生物。經(jīng)過精混后電阻率達(dá)到18兆歐的高純水中可增值的細(xì)菌大都是Gram染性陰性的，在幾乎沒有營養(yǎng)源的高純水中細(xì)菌也可以充分繁殖，對半導(dǎo)體工業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)生影響，降低成品率。其主要影響有下面三點(diǎn)：
1、成巨大粒子而突起使圖案缺損，成異物而有損表面的平滑性。
2、SiO2膜的鋁膜之類被著膜的接著性劣化。
3、攪亂以相當(dāng)于ppm的atoms/cm3級控制的不純物P、Na、Ca、Cu等的濃度。
2、 細(xì)菌在純水制取過程中的影響與對策
高純水中細(xì)菌的繁殖不僅導(dǎo)致半導(dǎo)體制品成品率的下降，同時也給高純水制取的運(yùn)行管理帶來很大的困難。接觸空氣、未經(jīng)殺菌的進(jìn)水、藥劑、器皿等都會使細(xì)菌進(jìn)入純水系統(tǒng)，系統(tǒng)中的樹脂間隙、纖維素膜(反滲透膜、超濾、微孔濾膜)表面、水箱和管道死角都是細(xì)菌積聚和繁殖的場所;在樹脂間隙中或膜面繁殖細(xì)菌 的結(jié)果，可能導(dǎo)致樹脂交換性能的降低和膜結(jié)構(gòu)被破壞，即影響水質(zhì)，又降低產(chǎn)水量，樹脂和膜的使用壽命縮短，運(yùn)行成本增加，因此，在純水制取各個環(huán)節(jié)都必須 采取必要的殺菌措施，以保障整個系統(tǒng)的最終殺菌效果。
而純水制取過程中所采用的膜(反滲透膜、超濾膜等)都屬于醋酸纖維素膜，盡管其本身有好的除菌效果， 但經(jīng)過長期使用后，細(xì)菌就會侵蝕這些膜，污染并惡化水質(zhì)，使產(chǎn)水量下降。反滲透膜出水中細(xì)菌超標(biāo)，導(dǎo)致后面混合離子交換柱的樹脂也受到污染。因?yàn)榧?xì)菌等微 生物附著于離子交換樹脂表面，降低了樹脂交換容量，堵塞樹脂層孔隙，引起壓力增加，造成樹脂結(jié)塊。細(xì)菌主要污染陰離子交換樹脂， 使其交換容量下降，再生劑耗量增大，出水水質(zhì)惡化，縮短樹脂使用壽命。針對這一情況，可在前面加入次氯酸鈉進(jìn)行殺菌，由于反滲透裝置出口水中殘留氯直接流 入后面離子交換裝置，若余氯超標(biāo)會對樹脂起氧化破壞作用，導(dǎo)致離子交換樹脂的交換基分解或架橋切斷，體積膨脹，樹脂母體會溶出高分子有機(jī)物，此種高分子有 機(jī)物會吸著于彼此的樹脂，招致有機(jī)物污染，樹脂的交換容量降低，出水水質(zhì)變差;因此，在添加次氯酸鈉殺滅細(xì)菌時，一定要控制次氯酸鈉的加藥量，以免余氯超標(biāo)導(dǎo)致離子交換樹脂被氧化分解。
通常樹脂進(jìn)水中游離氯含量要求小于0.1mg/l，反滲透膜進(jìn)水要求游離氯含量為0.2-1.0mg/L，因此決定控制反滲透裝置進(jìn)口余氯為0.5mg/L.
在高純水制取過程中，為了控制細(xì)菌繁殖，除了在反滲透膜入口添加次氯酸鈉溶液外，還需注意以下幾點(diǎn)：
1、次氯酸鈉添加量應(yīng)根據(jù)水源中細(xì)菌數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，除了定期對細(xì)菌數(shù)進(jìn)行檢測外，還應(yīng)對混合離子交換柱入口游離氯進(jìn)行檢測，以免游離氯超標(biāo)，影響樹脂的正常運(yùn)行。
2、注意用水點(diǎn)旋塞的污染，使用頻率較小的旋塞容易成為微生物污染的對象，一旦污染，若不長時間放水沖洗，無法恢復(fù)原狀態(tài)。
3、市售次氯酸鈉溶液容易氧化分解，若使用時間過長或系統(tǒng)逢節(jié)假日停運(yùn)時間較長，除了從水箱放水讓反滲透膜隔一段時間運(yùn)行數(shù)小時、使系統(tǒng)保持活性外，也要對次氯酸鈉溶液適時進(jìn)行更換。
4、混合離子交換柱通常都采用一用一備的，細(xì)菌在靜止純水中能夠迅速繁殖，通常在備用混床投入運(yùn)行前，對其進(jìn)行再生，以保證殺菌效果。