工艺用水

在晶圆制造的整个过程中，晶圆要经过多次的化学刻蚀与清洗，每步刻蚀与清洗后都要经过清水冲刷 。在整个的制造过程中，晶圆总共要在冲洗的系统中待上好几个小时，一个现代的晶圆制造厂每天要使用多达几百万加仑的水，这样实际上产生了一个投资项目，包括水的加工处理、向各个加工工艺区的水的传输、废水的处理与排放17。由于半导体器件容易受到污染，所以所有工艺用水，必须经过处理，达到非常严格的洁净度要求。

城市系统中的水包含大量的洁净室不能接受的污染物：

1. 溶解的矿物
2. 颗粒
3. 细菌
4. 有机物
5. 溶解的氧气
6. 二氧化碳

普通水中的矿物质来自盐份，盐份在水中分解为离子。例如，食盐（氯化纳）会分解为钠离子和氯离子。每个都是半导体器件与电路的污染物。反渗透（RO）和离子交换系统可去除离子。
去除带电离子工艺，使水从导电介质变成阻抗，这样可用于提高去离子（DI）水的质量，去离子水在25摄氏度时的电阻是18,000,000W·Cm，也就是一般称为18兆欧姆。图5.19显示了当水中含有大量不同的溶解物质时的电阻值。

图 5.19水的电阻相对于溶解固体的含量
Resistivity Ohms-cm 25°C
电阻Ohms-cm 25°C
Dissolved Solids (ppm) 溶解固体的(ppm)

图 5.20动态随机存取存储器（DRAM）的工艺水规格（Semiconductor International, 1994年7月,第178页）
Contaminant杂质
Resistivity (MWcm) 电阻（兆欧姆）
TOC(micro-g/L) TOC（微克/升）
Bacteria (#/liter)细菌（数量/升）
Particles微粒(数量/毫升)
Critical Size (micron)
重要（微粒）尺寸（微米）
Dissolved oxygen (micro-g/l) 溶解氧（微克/升）
Sodium (micro-g/l)钠（微克/升）
Chlorine (micro-g/l)氯（微克/升）
Manganese (micro-g/l)锰（微克/升）

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在制造区域的许多地方都监测工艺用水的电阻，在VLSI制造中，工艺水的目标与规格是18兆欧姆，但其他一些制造厂也使用15兆欧姆的工艺水。固态杂质（颗粒）通过沙石过滤器、泥土过滤器与次微米级薄膜从水中去除。水是细菌和真菌的避难所。细菌和真菌可由消毒器去除，这种消毒器使用紫外线杀菌，并通过水流中的过滤器滤除。
有机污染物（植物与排泄物）可通过碳类过滤器去除。溶解的氧气与二氧化碳可用forced draft decarbonators和真空消除毒气剂去除。18图 5.20显示了4MB DRAM 制造厂的工艺水规格。
清洁工艺用水至可接受的洁净水平所需的费用是制造厂的一个主要营运费用。在大多数制造厂里，工艺加工站装配有水表来检测使用后的水。如果水质降到一定的水平，就需要在净化系统中再循环净化使用。多余的脏水需依照法规规定处理，再排出工厂。一个典型的制造厂水系统如图5.21所示。在系统中存贮的水用氮气覆盖以防止二氧化碳溶于水中，水中的二氧化碳会干扰电阻值的测量引起错误读数。