硅集成电路芯片工厂设计规范 GB50809-2012
10.3 纯水
10.3.1 硅集成电路芯片工厂纯水系统设计应根据生产工艺要求，合理确定纯水制备系统的规模、供水水质。
10.3.2 纯水的制备、储存和输送的设备和材料，除应满足所需水量和水质要求外，尚应符合下列规定：
1 纯水的制备、储存和输送设备的配置应确保系统满足运行安全可靠、技术先进、经济适用、便于操作维护等要求；
2 纯水的制备、储存和输送设备材料的选择应与其接触的水质相匹配，设备内表面应满足光洁、平整等物理性能，同时应化学性质稳定、耐腐蚀、易清洗。
10.3.3 纯水系统应采用循环供水方式。纯水输配系统应根据水质、水量、用水点数量、管道材质以及使用点对水压稳定性等要求确定，可选择采用单管式循环供水系统、直接回水的循环供水系统或逆向回水的循环供水系统，并应符合下列规定：
1 纯水输配系统的附加循环水量宜为额定耗用水量的25％～50％；
2 纯水管道流速的选择应能有效地防止水质降低和微生物的滋生，并应兼顾压力损失，供、回水管流速分别不宜低于1.5m/s和0.5m/s；
3 纯水输配管路系统应根据系统运行维护的需要设置必要的采样口；
4 工艺设备二次配管，且截止阀离设备较远时，宜安装回水管。
10.3.4 用于纯水系统的水质检测设备及仪表，其安装不应使纯水水质降低，其检测范围和精度应符合纯水生产和检验的要求。
10.3.5 纯水精处理或终端处理装置宜靠近主要用水工艺设备设置。
10.3.6 纯水系统管道材质的选用，应符合下列要求：
1 应满足纯水水质指标的要求；
2 材料的化学稳定性应高；
3 管道物理性能应好，内壁光洁度应高；
4 不得有渗气现象。
10.3.7 纯水管道的阀门和附件的选用应符合下列规定：
1 应选择与管道相同的材质；
2 应选用密封好、结构合理、无渗气现象的阀门。
10.3.8 纯水废水回收设计应与硅集成电路芯片生产工艺设计密切配合，并应根据工程实际情况、回收水质、水量，结合当前的技术、经济条件等合理确定回收率。
10.3.9 回收水处理系统流程的拟定和设备的选择，应根据工程的具体情况、回收水水质、水量以及处理后的用途等因素综合确定。当不能取得回收水水质资料时，可按已建同类工程经验或科学实验确定。
10.3.2 纯水的制备、储存和输送的设备和材料，除应满足所需水量和水质要求外，尚应符合下列规定：
1 纯水的制备、储存和输送设备的配置应确保系统满足运行安全可靠、技术先进、经济适用、便于操作维护等要求；
2 纯水的制备、储存和输送设备材料的选择应与其接触的水质相匹配，设备内表面应满足光洁、平整等物理性能，同时应化学性质稳定、耐腐蚀、易清洗。
10.3.3 纯水系统应采用循环供水方式。纯水输配系统应根据水质、水量、用水点数量、管道材质以及使用点对水压稳定性等要求确定，可选择采用单管式循环供水系统、直接回水的循环供水系统或逆向回水的循环供水系统，并应符合下列规定：
1 纯水输配系统的附加循环水量宜为额定耗用水量的25％～50％；
2 纯水管道流速的选择应能有效地防止水质降低和微生物的滋生，并应兼顾压力损失，供、回水管流速分别不宜低于1.5m/s和0.5m/s；
3 纯水输配管路系统应根据系统运行维护的需要设置必要的采样口；
4 工艺设备二次配管，且截止阀离设备较远时，宜安装回水管。
10.3.4 用于纯水系统的水质检测设备及仪表，其安装不应使纯水水质降低，其检测范围和精度应符合纯水生产和检验的要求。
10.3.5 纯水精处理或终端处理装置宜靠近主要用水工艺设备设置。
10.3.6 纯水系统管道材质的选用，应符合下列要求：
1 应满足纯水水质指标的要求；
2 材料的化学稳定性应高；
3 管道物理性能应好，内壁光洁度应高；
4 不得有渗气现象。
10.3.7 纯水管道的阀门和附件的选用应符合下列规定：
1 应选择与管道相同的材质；
2 应选用密封好、结构合理、无渗气现象的阀门。
10.3.8 纯水废水回收设计应与硅集成电路芯片生产工艺设计密切配合，并应根据工程实际情况、回收水质、水量，结合当前的技术、经济条件等合理确定回收率。
10.3.9 回收水处理系统流程的拟定和设备的选择，应根据工程的具体情况、回收水水质、水量以及处理后的用途等因素综合确定。当不能取得回收水水质资料时，可按已建同类工程经验或科学实验确定。
条文说明
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％。
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％。
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