1、細菌的繁殖對半導體產(chǎn)品的影響

半導體工業(yè)大規格集成電路生產(chǎn)過(guò)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(lèi)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、有機物等，對晶片中的氧化膜、多結晶膜、配線(xiàn)等有不良影響，會(huì )造成晶片的電氣特性不可靠。例如，細菌的主要成份為碳、磷、鉀等，如果它附著(zhù)晶片表面而燒成，會(huì )因碳析出而短路;磷(五價(jià))擴散會(huì )使P型、N型半導體異常。

在高純水制取過(guò)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(即純水中的細菌類(lèi))是純水中唯一會(huì )增值的雜質(zhì)，有藻類(lèi)、線(xiàn)狀菌、酵母、放線(xiàn)菌、細菌 類(lèi)等。

前四者因為要求營(yíng)養只存在于純水制造過(guò)程中的一次純水之前，一次純水以后細菌類(lèi)是唯一的微生物。經(jīng)過(guò)精混后電阻率達到18兆歐的高純水中可增值的細菌大都是Gram染性陰性的，在幾乎沒(méi)有營(yíng)養源的高純水中細菌也可以充分繁殖，對半導體工業(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(lèi)被著(zhù)膜的接著(zhù)性劣化。

3、攪亂以相當于ppm的atoms/cm3級控制的不純物P、Na、Ca、Cu等的濃度。

2、 細菌在純水制取過(guò)程中的影響與對策

高純水中細菌的繁殖不僅導致半導體制品成品率的下降，同時(shí)也給高純水制取的運行管理帶來(lái)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(huì )使細菌進(jìn)入純水系統，系統中的樹(shù)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菌積聚和繁殖的場(chǎng)所;在樹(shù)脂間隙中或膜面繁殖細菌 的結果，可能導致樹(shù)脂交換性能的降低和膜結構被破壞，即影響水質(zhì)，又降低產(chǎn)水量，樹(shù)脂和膜的使用壽命縮短，運行成本增加，因此，在純水制取各個(gè)環(huán)節都必須 采取必要的殺菌措施，以保障整個(gè)系統的最終殺菌效果。

而純水制取過(guò)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(guò)長(cháng)期使用后，細菌就會(huì )侵蝕這些膜，污染并惡化水質(zhì)，使產(chǎn)水量下降。反滲透膜出水中細菌超標，導致后面混合離子交換柱的樹(shù)脂也受到污染。因為細菌等微 生物附著(zhù)于離子交換樹(shù)脂表面，降低了樹(shù)脂交換容量，堵塞樹(shù)脂層孔隙，引起壓力增加，造成樹(shù)脂結塊。細菌主要污染陰離子交換樹(shù)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(shù)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，若余氯超標會(huì )對樹(shù)脂起氧化破壞作用，導致離子交換樹(shù)脂的交換基分解或架橋切斷，體積膨脹，樹(shù)脂母體會(huì )溶出高分子有機物，此種高分子有 機物會(huì )吸著(zhù)于彼此的樹(shù)脂，招致有機物污染，樹(shù)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菌時(shí)，一定要控制次氯酸鈉的加藥量，以免余氯超標導致離子交換樹(shù)脂被氧化分解。

通常樹(shù)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(guò)程中，為了控制細菌繁殖，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、次氯酸鈉添加量應根據水源中細菌數進(jìn)行相應調整，除了定期對細菌數進(jìn)行檢測外，還應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，影響樹(shù)脂的正常運行。

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(cháng)時(shí)間放水沖洗，無(wú)法恢復原狀態(tài)。

3、市售次氯酸鈉溶液容易氧化分解，若使用時(shí)間過(guò)長(cháng)或系統逢節假日停運時(shí)間較長(cháng)，除了從水箱放水讓反滲透膜隔一段時(shí)間運行數小時(shí)、使系統保持活性外，也要對次氯酸鈉溶液適時(shí)進(jìn)行更換。

4、混合離子交換柱通常都采用一用一備的，細菌在靜止純水中能夠迅速繁殖，通常在備用混床投入運行前，對其進(jìn)行再生，以保證殺菌效果。