1、引言
随着IC制造工艺的不断进步，与之相应的超纯水制造技术和水质要求亦在不断提高，然而当超纯水的电阻逐渐逼近“理论值（18.24MΩ-cm）”时，其纯度特性主要以TOC浓度来区分。本文根据超纯水系统运行实践，通过在线测量超纯水中的TOC含量和数据统计，探讨超纯水制造过程中TOC（总有机炭）的若干问题，并由此估算和评价超纯水系统中各主要装置对TOC的除去效率，以供相关人员参考。
2、IC制造工艺对超纯水的水质要求
现代IC加工工艺的线宽越来越细，其要求的超纯水水质越来越高，即所谓“一代器件，一代水质”，表1列出的是不同器件水平对不同等级的水质要求。由表1可以看出随着器件由256Kb进展到256Mb，相应水质标准中的TOC含量亦从50-100ppb降至0.5ppb，因而以TOC含量表征≥18MΩ-cm水质的是合理的。
3、一次纯水中TOC问题
对现有的ELGA纯水（相当于一次纯水）系统，测定了各主要处理装置出口的TOC含量，测算了相应装置对TOC的处理效果。该纯水系统的主要流程如图1所示。
该系统的主要特点是对有机物的脱除采用活性炭加有机物清扫器的形式，有机物清扫器内填充IRA958大孔阴离子吸附树脂，COD的脱除效率通常在80%以上（用高锰酸钾测定）。然而该系统没有脱气装置，水中碳酸气则较高。
(1).RO出水中的TOC
用Anatel-1000 TOC仪测定了RO出水中的TOC含量，结果见图2。由图2的测定结果可以看出，对于没有脱气装置的系统，RO出水中的TOC含量极不稳定的，通常在1000ppb至200ppb之间波动，特别是当RO出水中有较多气体出现时，则RO出水中的TOC含量明显升高。
(2).RO水箱中的TOC
测定了RO水箱中的TOC含量，结果如图2所示。由上述图2和图3测定的结果相比较可知，RO出水经水箱储存后，其TOC含量明显升高，即出现了TOC的污染，造成污染的原因，可能是空气中CO2溶入水中所致。
(3).初混床、精混床对TOC的除去效率
对现有运行中的ELGA纯水系统，考察了内盛Rohm & Hass树脂的初混床和精混床的入水、出水中TOC含量，测算了各处理装置对TOC的除去效率。结果见表2。
由表2可以看到RO出水经水箱后，TOC的除去效率为负值，即TOC含量出现了增加，由此可以认为，对于没有氮气密封的普通水箱，会产生TOC的污染。而这些污染物的主要成分可能是空气中的二氧化碳等所引起。
由表2的数值亦可以看到，初混床对TOC的除去率高达98%，此表明初混床对TOC的除去率相当的高。而精混床对TOC的除去率尚不足30%。
在表2的测得的统计数据中，UV+精滤器对TOC虽然亦有3.5%的除去率，这有可能是杀菌前系统中存在细菌，因为在系统杀菌后的若干次测得的结果中，均看不出它们的除去效率。
(4).系统杀菌对电阻率的影响
对系统杀菌前后，测定精混床入口处（循环水箱出口）的电阻率变化精况，实际测结果如图4所示。
由图4可知，系统经杀菌后，精混床入口出的电阻率由3MΩ-cm左右提高到6MΩ-cm以上，因而定期的对系统进行杀菌对提高出水水质是必要的。
(5).预处理中的活性炭对一次纯水TOC的影响
就ELGA纯水系统预处理装置中的活性炭更换前后，分别测定了一次纯水中的TOC含量，测定结果见表3。由表3中的数据可知，新更换活性炭后，一次纯水中的TOC含量减少至更换前的约1/4，此表明，质量良好的活性炭对除去一次纯水中的TOC具有非常好的效果。
(6).一次纯水电阻率与TOC的关系
在二次纯水处理系统的入水口，测定了一次纯水的电阻率和TOC含量，绘制出一次纯水电阻率与TOC含量的关系曲线见图5。
由图5可以看到，在我们的系统中，一次纯水中的TOC含量是不稳定，起伏波动较大，而电阻率的值则相对比较平稳。当电阻率在15MΩ-cm以上时，TOC与电阻率几乎看不出它们之 |
