半导体微电子行业纯水机管道常用材质

纯水机管道的材质选择对于确保水质和系统的长期稳定运行至关重要。

在半导体制造过程中，超纯水（Ultrapure Water, UPW）是关键的原料之一，用于清洗硅片和其他敏感组件。超纯水的质量直接影响到最终产品的性能和可靠性。超纯水的标准通常包括以下几个方面：

电阻率：电阻率是衡量水纯度的重要指标，半导体行业通常要求超纯水电阻率达到18.2 MΩ·cm或更高。

总有机碳（TOC）：TOC值反映了水中有机污染物的含量，低TOC值对于防止有机污染至关重要，通常要求低于几十ppb。

颗粒物（Particles）：超纯水中的颗粒物含量必须非常低，以避免在半导体制造过程中引入缺陷。通常使用激光粒子计数器来测量特定尺寸范围内的颗粒数量。

微生物含量：超纯水必须无菌，以避免微生物污染。细菌测试是确保水质无菌的常规检测方法。

离子浓度：超纯水中的离子浓度必须非常低，以减少对半导体器件的影响。这通常通过离子交换和电去离子化（EDI）等技术来实现。

溶解气体：超纯水中的溶解气体含量也需要控制，以避免气孔和其他缺陷的形成。

这些标准可能基于国际标准如ISO标准、ASTM标准、SEMI标准，或者国家标准如中国的GB/T 11446电子级水标准。

基于上表ASTM D5127电子及半导体工业用纯水水质要求Type E-1.2标准中我们可以看出，半导体微电子行业对纯水的电阻、TOC、细菌、硅、离子含量等有着极高的要求。虽然我们通过多重手段可以使产水水质满足半导体微电子行业的纯水要求，但在生产环境下，纯水的传输过程中容易造成纯水的二次污染，所以我们需要能够减少纯水二次污染的材质来作为纯水传输过程中的管道材料——PVDF；

在半导体行业中，PVDF（聚偏氟乙烯）管道相比其他材质的管道具有以下显著优势：

卓越的耐化学腐蚀性能：PVDF管道能够抵抗半导体生产过程中使用的各种化学试剂的侵蚀，如酸、碱、强氧化剂等，确保设备的长期稳定运行。

高机械强度：PVDF管道具有出色的机械强度，包括高抗冲击强度、耐磨耗以及良好的韧性，这使得它在高压、高流量的工作环境下也能保持稳定的性能。

良好的耐热性与不燃性：PVDF管道具有良好的耐热性，其长期使用温度范围可达-40℃至150℃，同时还具有不燃性，增加了使用安全性。

耐候性与耐老化：PVDF管道具有突出的耐气候老化性、耐臭氧、抗紫外线等特性，在半导体制造环境中能够长期保持稳定的性能，减少维护成本。

纯净度：PVDF管道的内壁光滑，不易积聚污垢和颗粒物，这有助于减少晶圆清洗过程中的污染风险，提高晶圆的质量。

绝缘性能：PVDF管道可以有效防止晶圆清洗或超纯水制备过程中可能产生的静电对设备造成损害。

适应性：PVDF管道的柔软性和耐弯曲性能使得它能够在半导体设备中灵活布局，适应各种复杂的管道连接需求，精确控制流体流动。

PVDF（聚偏氟乙烯）管道因其独特的化学和物理性质而成为半导体行业超纯水运输管道的优选材料。PVDF管道具有极佳的耐化学特性，能够抵抗大多数酸、碱、强氧化剂和卤素的侵蚀，这对于半导体制造环境中常见的腐蚀性化学品至关重要。此外，PVDF管道的内壁光滑，不易积聚污垢和颗粒物，这有助于减少晶圆清洗过程中的污染风险，提高晶圆的质量。

PVDF管道还具有良好的耐高温性和耐气候老化性，这意味着它们可以在半导体生产的高温或多变环境中长期稳定工作，而不会退化或失效。其低溶出物特性确保了在输送超纯水时不会引入额外的污染物，这对于维持超纯水的高纯度标准至关重要。