
半導體芯片制造中,高純度水是核心輔料,貫穿晶圓清洗、蝕刻等全流程。而水中微量氟離子,堪稱影響產品品質、威脅環境的“隱形殺手",其精準檢測是行業需要的技術環節。
氟離子是半導體生產的必然工藝副產物。含氟試劑廣泛用于晶圓蝕刻、清洗,未全反應的氟化物會混入廢水,成為氟離子主要來源。
此外,冷卻劑、清洗劑等輔料也可能含氟,導致氟離子在水循環系統累積。無論是工藝廢水還是回用超純水,氟離子都需嚴格管控。
納米級制程對水質要求高,低濃度氟離子也會引發問題:腐蝕晶圓金屬薄膜與絕緣層,導致電路缺陷、良品率下降;同時干擾光刻等后續工藝精度。
回用水中氟離子超標會形成“污染循環",晶圓廠通常將其內控濃度設為0.1mg/L以下,遠超常規排放標準。
氟化物有毒且易累積,不當排放會污染水土、危害人體健康。國內外已出臺嚴格標準,管控半導體行業氟離子排放。
國標GB39731-2020規定,氟化物直接排放限值10mg/L、間接排放20mg/L;地方標準更嚴,以上海DB31/199-2018為例,直接排放限值收緊至8mg/L,還強制在線監測設備具備校準、數據存儲及遠程傳輸功能,超標將面臨重罰。
其中分光光度法、離子色譜法因精度或成本問題,在半導體行業較少用于量產工藝監測,僅作特殊樣品驗證。