10.3 纯水

10.3.1 芯片生产过程中需大量使用超纯水作为清洗用水。我国水资源短缺、淡水资源总量约每年26200亿m³，人均占有量为每年2392m³，为世界人均占有量的1/4，名列第110位，由于各地区处于不同的水文带及受季风气候影响，水资源与土地、矿产资源分布和工业用水结构不相适应。水污染严重，水质型缺水更加剧了水资源的短缺。高速扩张的产能和日益匮乏的水资源的尖锐对立，如何合理的制水、用水并综合利用水资源是硅集成电路芯片工厂纯水系统设计的基础。纯水制备系统需根据生产工艺的要求合理制定制备系统规模和供水水质。超纯水制备可利用水源，包括自来水以外的再生水、甚至废水处理站处理后的水，体现面对水资源匮乏，设计中不能只考虑自来水，而忽略其他水源。
10.3.3 实践证明采用循环供水方式是行之有效的。主要是基于保证输水管道内的流速和尽量减少不循环段的死水区，以减少纯水在管道内的停留时间，减少管道材料微量溶出物（即使目前质量最好的管道也会有微量溶出物）对超纯水水质的影响，同时，较高的流速还可以防止细菌微生物的滋生。
10.3.6 纯水系统管材的选择方面，主要应考虑三方面的因素：
    材料的化学稳定性：纯水是一种极好的溶剂，为了保证在输送过程中纯水水质下降最小，必须选择化学稳定性极好的管材，也就是在所要求的纯水中的溶出物最小。溶出物的多少应由材料的溶出试验确定，其中包括金属离子、有机物的溶出等。
    管道内壁的光洁度：若管道内壁有微小的凹凸，会造成微粒的沉积和微生物的繁殖，导致微粒和细菌两项指标的不合格。目前聚偏氟乙烯（PVDF）管道内壁粗糙度可达小于1μm的水平，而不锈钢管约为几十微米。
    管道及管件接头处的平整度对于防止产生流水的涡流区是非常重要的。
10.3.8、10.3.9 纯水作为清洗用水经过工艺生产设备使用后，应尽可能做到“清污分流”，选择收集低污染度的清洗废水作为纯水制备的原水或其他次级用水的原水，促进水的循环利用和重复使用，实现高效率的一水多用，是实现纯水系统和全厂高回用率的关键所在。用后纯水的重复利用，既要达到高的回用率，同时也必须保证工艺设备的用水安全，因此确定回收水水质对纯水系统设计影响很大。回收水水质必须根据回收系统的处理工艺和处理能力来确定。在设计初期必须结合目前成熟可靠的工程技术和经济条件，做好相关的技术评估工作，既要确定可供安全回收的回收水水质，也必须考虑到回收水水质变化对纯水系统的影响和冲击。根据国内硅集成电路芯片工厂运行经验以及国外同类工厂的技术水平，6英寸硅集成电路芯片工厂的工艺废水的回用率不应低于50％，8英寸～12英寸硅集成电路芯片工厂的工艺废水的回用率不应低于75％。