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半导体制程厂用水极为苛刻,台积电做到一滴水循环使用3.5次
发布日期:2024-05-11 07:10     点击次数:127

3月21日消息,据台湾地区《联合报》消息,台积电今日针对南科水情吃紧作出回应,称半导体公司就不同的限水阶段备有应对计划,同时携手政府、私人单位就节水与开发水资源等范畴共同努力。 

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半导体产业是名副其实的“水老虎”,在制造过程中需要依赖大量的水源,尤其是半导体制程需要使用超纯水(Ultrapure water),而制作超纯水的过程要使用几倍的自来水,用水量相当惊人。

超纯水(UPW)是被净化到高规格水平的水,其干净程度大约是自来水的1000倍。其标准是,水中仅含有H20,以及适度数量的H+和OH-离子。其电阻率为18.2MΩ.cm、TOC 

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为何晶圆生产要用到如此纯净的水?美国半导体工业协会(SIA)环境健康与安全主管Tom Diamond解释道:“加工晶圆有很多步骤,其中一个常见的步骤称为‘chemmech’,是化学机械抛光的缩写。化学部分是细砂浆,机械部分是抛光垫。表面抛光后,需要用超纯水将浆液洗掉。这些电路非常小,在某些情况下只有32纳米宽,并且尽可能紧密地塞在一起。用饮用水清洗时,水蒸发后会看到斑点,这些斑点来自溶解在水中的矿物质。这些矿物质分子可能会使数百个电路短路,这就是水必须如此纯净的原因。”

此外,产生超纯水所需的处理过程取决于水源的质量和制造过程的要求。“所需的超纯水量取决于许多因素,比如200毫米晶圆的用水量少于300毫米晶圆;与逻辑芯片相比,存储芯片所需的层数更少,而层数越多, 电子元器件采购网 所需的水就越多。”Diamond继续分析。行业统计数据表明,在300mm晶圆上创建集成电路总共需要大约2200加仑的水,其中就有1500加仑是超纯水。

正如Diamond所言,半导体制造过程中都需要用水反复清洗芯片基底,蚀刻图案,抛光层和冲洗组件。其主要原因就在于涉及到晶圆制程的良率问题,而且一旦没处理好甚至可能让整座晶圆厂停摆。

台积电称,应对减量供水橙灯,台积电南科厂区已通过自主节水(降低系统排水损失、厂务系统用水减量、增加厂务废水回收、提升系统产水量等)及再生水替代措施,达成南科管理局用水总量管制目标,借由台积电全面的营运持续管理政策及企业风险管理系统,不预期水情对营运有实质性影响。     台积电台南厂务处处长江世雄今日代表台积电参与台南市安平再生水厂通水启用典礼致辞时说,台积电全球最先进的半导体制程,对用水的水质近乎苛求,通过公司的支持、实际的采用,希望能抛砖引玉,让各界看见再生水技术的成熟、稳定,并一起支持使用再生水、建立不受极端气候风险危害的稳定工业水源,用水库高水位对抗极端气候风险,持续创造经济成长与可持续价值。台积电做到一滴水循环使用 3.5 次。随着安平再生水厂的落成,将让台积电的用水效率更上一层楼,通过其每日 1 万公吨的再生水挹注,明年扩大至每日 3 万 7,500 公吨供水量,大大地帮助台积电稳健达成 2030 年全公司用水 60% 替代率的目标。 

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