半导体行业超纯水如何攻克除硼难题？

2025-07-21 华淼沁

对半导体行业而言如何产制符合需求的超纯水非常重要这其中硼是一个很重要的水质指标一些研究发现当用来作为芯片清洗的超纯水含有过量的硼时就会对产品良率产生一定的影响。国际半导体协会(SEMI)在2021年的半导体制程用超纯水指南中建议，在终端超滤后，超纯水的硼浓度应小于50ppt;某些先进制程或关连产业(例如:芯片上游原料或制程所需的化学药品)对超纯水硼浓度的要求甚至达到小于1ppt的水准，因此，要如何在不影响其他水质的情况下，将水中的硼有效去除、维持水质稳定是终端用户与工程公司共同的课题接下去一起探讨传统超纯水系统主要的除硼单元与其限制。

为什么RO、EDI无法根本解决硼污染的问题?

传统常见的超纯水处理流程，在初级处理回路，可以除硼的处理单元包括强碱阴离子交换树脂(SBA)、反渗透(RO)与电除盐设备(EDI)。其中SBA对硼的选择性很低、操作交换容量也很小，所以很容易受到其他阴离子的影响而造成泄漏;RO在pH为中性的环境下，对硼的去除率也不高，所以也很难有效控制硼的浓度;EDI虽然可以达到较高的脱硼率，但它会随着内装的树脂性能衰退，影响到它的脱硼效能，在设备使用的中、后期，会有较高的硼泄漏风险。

在传统的超纯水抛光循环回路，仅有抛光混床的强碱阴离子交换树脂具有除硼的效果，但因为强碱阴离子交换树脂对硼的选择性很小、操作交换容量也很低，因此，它的出口硼浓度，可能在短期内即会穿透。

此外，抛光混床出口硼浓度也会受到进流硼浓度突升的影响。因此，若要有效控制硼在使用点的浓度，除非在进超纯水水箱前就控制硼浓度在所需的水质以下，否则，单靠抛光混床树脂是很难将硼稳定的控制在50ppt或更低的浓度以下。

常见的除硼树脂性能和效果

选择性除硼树脂是一种带有甲基葡萄糖胺基的鳌合型树脂，它可以借由树脂上的糖基与硼酸形成络和物，有效地将水中的硼去除，而且它不会受到其他阴离子的影响，因此具有很高的脱硼率与交换容量。

但不管是工业级别的除硼树脂或是饮用水级别的除硼树脂，对超纯水系统而言，它的有机物渗出量依然偏高，因此，仅能用于前处理或置于RO前，无法直接使用在超纯水系统的精处理抛光段。

杜邦水处理特指精处理抛光端除硼树脂

为了产制符合极高水质要求的超纯水，杜邦水处理于2019年开发生产了均球颗粒、半导体级别的除硼鳌合树脂AmberTec UP7530，这款树脂不仅具有很好的除硼性能，更重要的是它的纯净度。

AmberTec UP7530杜邦树脂的有机物冲洗下降趋势图由图可知，在12小时内(600BV)TOC即能冲洗至小于3ppb显示该树脂的纯净度非常高、有机物渗出量非常低因此可直接用于超纯水系统的抛光段。

杜邦半导体级别的除硼树脂的优势

①杜邦半导体级别的除硼树脂AmberTec UP7530具有优异的除硼性能与非常低的TOC渗出量因此可直接应用于超纯水抛光段；

②AmberTec UP7530可以取代抛光强碱阴离子交换树脂延长它的使用寿命达10倍以上

与其它品牌的超纯水级除硼树脂比较AmberTec UP7530所需的TOC冲洗时间更短，可以更快的上线而且使用寿命延长了33%以上；

③对于水质要求更高的芯片产业可以同时达到使用点硼<1ppt且ToC<1ppb的水质。

综上所述，杜邦AmberTec UP7530树脂在半导体行业超纯水中能把硼有效的降到ppt级别，更好的为半导体提供高品质的高纯水，为我们半导体行业用水护航。