在半导体制造这一精密而复杂的领域中,超纯水扮演着至关重要的角色。作为微电子行业的工艺用水,超纯水被广泛应用于各个制程前后的湿法清洗环节。其水质的纯净度直接关系到产品的良率和设备的性能。而在超纯水的生产过程中,溶解氧的控制则是一个至关重要的环节。
溶解氧是半导体超纯水中的一大隐患。在半导体生产过程中,硅晶圆和铜互连等关键部件极易受到氧化腐蚀的影响,而溶解氧正是导致这种腐蚀的主要因素之一。它会引发硅晶圆热氧化,进而影响集成电路的性能和可靠性。因此,严格控制超纯水中的溶解氧含量,对于提高半导体产品的质量和良率具有重要意义。因此,超纯水脱氧成为了半导体制造中的一道工艺。
为了实现高效的超纯水脱氧,业界采用了多种的技术和设备。其中,膜接触器利用扩散的原理将水中的气体,如二氧化碳、氧气去除,凭借其稳定性和耐久性得到广泛的应用。其工作原理是基于水在中空纤维膜丝一侧流动,同时中空纤维膜丝另一侧抽真空或者施加气体吹扫,或者两者结合。经过疏水化处理的中空纤维膜丝表面上有很多微孔,这些微孔允许气体分子穿过,却能阻挡水分子的穿透。在抽真空或者气体吹扫的负压下,中空纤维膜丝一侧水中溶解的气体,通过微孔不断向中空纤维膜丝另一侧移动,并被抽真空或者吹扫气体带走,从而达到脱除水中溶解性气体的目的。脱氧膜中装有大量的中空纤维可以扩大气液界面的面积,从而提高气体脱除速度。脱氧膜能够将溶氧浓度降低到1ppb水平以下,将溶解二氧化碳浓度降低到1ppm以下。
膜接触器采用的中空纤维膜材料,通过物理扩散原理实现水中溶解氧的高效去除,该技术具有显著的优势:
l 能耗低:膜接触器无需热蒸汽,常温下即可进行除氧,极大地降低了能耗。此外,其极低的能耗(主要由真空泵和氮气组成)进一步减少了运行成本。
l 设备体积小:膜接触器设备体积小,安装和维护极为方便。这使得设备更容易安装和移动,同时也方便了扩容。
l 运行稳定:膜接触器能够将溶氧浓度降低到1ppb水平以下,且运行稳定,适合各种工业应用。
l 技术:膜接触器采用高分子聚合物材料编织成疏水性的中空纤维阵列,具有高传质效率和抗冲击能力,避免了断丝现象。
l 高效除氧:膜接触器的脱气效率高,能够在常温下高效去除液体中的氧气,适用于各种工业用水处理。
l 维护成本低:由于设备体积小且运行稳定,膜接触器的维护成本相对较低。
l 使用寿命长:脱气膜具有很长的使用寿命,减少了设备故障和停机时间,降低了维护成本。
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