一、展會(huì)背景與超純水技術(shù)的行業(yè)地位

2025年3月26日，SEMICON China 2025（上海國(guó)際半導(dǎo)體展覽會(huì)）在國(guó)家會(huì)展中心（虹橋）盛大開幕。作為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的重要展示平臺(tái)，本屆展會(huì)吸引了包括新凱來等國(guó)內(nèi)外頭部企業(yè)參展，集中展示了薄膜沉積（PVD、CVD、ALD）、刻蝕（ETCH）、光學(xué)檢測(cè)等核心設(shè)備及材料。在這一技術(shù)密集型行業(yè)中，超純水處理技術(shù)作為半導(dǎo)體制造的“隱形基石”，成為展會(huì)內(nèi)外熱議的焦點(diǎn)。

半導(dǎo)體制造對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度、工藝用水的純度要求近乎苛刻。例如，晶圓清洗、蝕刻、拋光等關(guān)鍵環(huán)節(jié)中，水中若含有微米級(jí)顆粒或ppt級(jí)（萬億分之一）的金屬離子，便可能導(dǎo)致芯片良率下降甚至失效。因此，超純水設(shè)備不僅是半導(dǎo)體工廠的“血液凈化系統(tǒng)”，更是決定產(chǎn)品性能與成本的核心要素。

 二、超純水在半導(dǎo)體制造中的關(guān)鍵作用

 1. 晶圓清洗與表面處理

晶圓清洗是半導(dǎo)體制造中重復(fù)次數(shù)最多的工藝，需在多個(gè)環(huán)節(jié)（如光刻、離子注入、化學(xué)機(jī)械拋光后）使用超純水去除表面殘留的微粒、有機(jī)物和金屬離子。例如：

- 化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）后，超純水需徹底清除拋光漿料中的二氧化硅或氧化鈰顆粒，避免劃傷晶圓表面。

- 光刻膠去除時(shí)，超純水作為溶劑稀釋劑，確保光刻圖案的精度不受雜質(zhì)干擾。


 2. 蝕刻與摻雜工藝的精準(zhǔn)控制

在濕法蝕刻中，超純水用于稀釋氫氟酸（HF）等蝕刻液，控制反應(yīng)速率和選擇性。若水中氯離子（Cl?）超標(biāo)，可能引發(fā)非預(yù)期的側(cè)向蝕刻，導(dǎo)致電路短路。此外，離子注入后的清洗需超純水去除殘留的摻雜劑，確保電性能穩(wěn)定。


 3. 化學(xué)試劑與材料的制備

半導(dǎo)體制造中使用的光刻膠、拋光液等化學(xué)試劑需以超純水為溶劑。例如，OLED面板生產(chǎn)中的有機(jī)發(fā)光材料對(duì)水分敏感，超純水的極低TOC（總有機(jī)碳）含量可避免材料降解，延長(zhǎng)器件壽命。


 4. 設(shè)備與環(huán)境的潔凈保障

半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)清洗同樣依賴超純水。例如，沉積腔室若殘留金屬污染物，會(huì)導(dǎo)致薄膜厚度不均。超純水的高純度可有效清除設(shè)備內(nèi)部的微粒和化學(xué)殘留，保障工藝穩(wěn)定性。


 三、超純水處理技術(shù)的關(guān)鍵突破與優(yōu)勢(shì)

 1. 技術(shù)路徑的革新

當(dāng)前主流的超純水系統(tǒng)采用“反滲透（RO）+電去離子（EDI）+拋光混床”三重工藝組合，出水電阻率可達(dá)18.2 MΩ·cm（25℃），電導(dǎo)率低于0.055 μS/cm，滿足半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)水質(zhì)“電子級(jí)”標(biāo)準(zhǔn)。例如：

- 反滲透膜技術(shù)可去除99%以上的溶解鹽和納米級(jí)顆粒；

- EDI技術(shù)通過電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)離子遷移，實(shí)現(xiàn)無酸堿再生的連續(xù)脫鹽；

- 拋光混床進(jìn)一步吸附痕量離子，確保水質(zhì)超純。


 2. 智能化與節(jié)能化升級(jí)

新一代超純水設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和AI算法實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化控制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)（如TOC、顆粒數(shù)），并動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。

 3. 環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展

超純水設(shè)備的廢水回收率可達(dá)75%以上，且EDI技術(shù)避免了傳統(tǒng)離子交換樹脂再生產(chǎn)生的酸堿廢液，符合半導(dǎo)體行業(yè)ESG（環(huán)境、社會(huì)與治理）要求。


 四、超純水技術(shù)的未來趨勢(shì)

在SEMICON China 2025現(xiàn)場(chǎng)，超純水處理技術(shù)呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：

1. 模塊化與小型化：為適應(yīng)晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)需求，設(shè)備廠商推出緊湊型設(shè)計(jì)，占地面積減少40%，同時(shí)支持即插即用安裝。

2. 材料創(chuàng)新：新型抗污染RO膜（如石墨烯復(fù)合膜）可延長(zhǎng)使用壽命至5年以上，降低維護(hù)頻率。

3. AI驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)：通過機(jī)器學(xué)習(xí)分析水質(zhì)數(shù)據(jù)，提前預(yù)警膜污染或樹脂失效，減少非計(jì)劃停機(jī)。


 五、挑戰(zhàn)與展望

盡管超純水技術(shù)已取得顯著進(jìn)步，但仍面臨挑戰(zhàn)：

- 極限純度要求：隨著3nm以下制程普及，對(duì)超純水中金屬離子（如Na?、Fe³?）的濃度要求降至0.1 ppt以下，現(xiàn)有技術(shù)需進(jìn)一步突破檢測(cè)與去除極限。

- 成本控制：高純度系統(tǒng)的初始投資與運(yùn)維成本仍占晶圓廠總成本的5%~10%，推動(dòng)低成本膜材料與節(jié)能技術(shù)成為研發(fā)重點(diǎn)。

未來，隨著半導(dǎo)體行業(yè)向更高集成度、更低功耗方向發(fā)展，超純水處理技術(shù)將深度融合物聯(lián)網(wǎng)、納米材料等前沿領(lǐng)域，成為支撐行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心力量。

2025年上海國(guó)際半導(dǎo)體展覽會(huì)不僅展示了刻蝕機(jī)、沉積設(shè)備等“硬科技”，更揭示了超純水處理這一“隱形冠軍”的關(guān)鍵價(jià)值。從晶圓清洗到設(shè)備維護(hù)，從材料提純到環(huán)保合規(guī)，超純水技術(shù)貫穿半導(dǎo)體制造全鏈條，是行業(yè)邁向“摩爾定律”下一階段的基石。展會(huì)的技術(shù)交流與產(chǎn)品發(fā)布，將進(jìn)一步推動(dòng)超純水處理技術(shù)的創(chuàng)新迭代，為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)注入新的活力。