一、核心水质指标的精准控制要点（硬性达标，缺一不可）

1. 离子含量控制（核心指标：电阻率≥18.2MΩ・cm@25℃）

• 控制要求：电导率＜0.055μS/cm，所有金属离子（Na⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、K⁺等）单项≤0.1ppb，阴离子（Cl⁻、SO₄²⁻、NO₃⁻等）≤0.1ppb；
• 关键控制措施：
  ① 采用双级 RO+EDI + 抛光混床的三级脱盐组合，逐级去除离子，抛光混床选用核级无硅泄漏树脂，实现微量离子的深度脱除；
  ② 严控进水水质，RO 进水 SDI＜3、余氯＜0.01mg/L，EDI 进水电阻率≥5MΩ・cm，避免污染物影响脱盐单元效率；
  ③ 实时在线监测电阻率，在 EDI 出水、抛光出水、用水点均设置高精度电阻率仪，超标立即自动切换备用系统。

2. 有机污染物控制（核心指标：TOC≤10ppb，先进制程≤5ppb）

• 控制要求：总有机碳是半导体超纯水的关键指标，TOC 过高会导致晶圆表面有机污染、光刻工艺显影不良；
• 关键控制措施：
  ① 预处理阶段采用椰壳颗粒活性炭吸附大分子有机物，配合超滤（UF）截留胶体态有机物，降低进水 TOC 至＜500ppb；
  ② 深度处理采用185nm+254nm 双波长 UV-TOC 降解器，185nm 紫外线产生羟基自由基，将微量 TOC 氧化分解为 CO₂和水，降解效率≥80%；
  ③ 抛光阶段采用TOC 专用吸附树脂，去除 UV 降解后残留的小分子有机物，同时严控管路 / 设备的有机溶出。

3. 微粒控制（核心指标：≥0.05μm≤10 个 / L，≥0.1μm≤2 个 / L）

• 控制要求：微粒是半导体晶圆制造的 “致命污染物”，即使微米级微粒也会导致芯片线路短路，需实现微粒的全流程截留；
• 关键控制措施：
  ① 预处理阶段通过多介质过滤→精密过滤（5μm→1μm）→超滤（0.02μm） 逐级截留微粒，出水浊度＜0.05NTU；
  ② 深度 / 精处理阶段在 RO、EDI、抛光混床出水端均设置保安过滤芯，用水点前端配备0.02μm 终端超滤 / 0.1μm 微滤，实现终端抛光；
  ③ 系统采用无死角设计，管路弯头用大曲率半径，设备无死水区，防止微粒积累；
  ④ 在线配备激光微粒计数器，实时监测微粒数量，超标立即启动管路冲洗。

4. 微生物控制（核心指标：细菌总数≤1CFU/mL，内毒素≤0.03EU/mL）

• 控制要求：细菌、内毒素会在晶圆表面形成生物膜，导致刻蚀、沉积工艺缺陷，需实现微生物的 “杀灭 + 截留” 双重控制；
• 关键控制措施：
  ① 杀菌：采用254nm 紫外线杀菌（全流程多点布置）、定期巴氏消毒（80℃热水循环管路 / 设备），杜绝细菌滋生；
  ② 截留：超滤膜（0.02μm）、终端微滤膜可有效截留细菌、菌胶团，防止微生物进入用水点；
  ③ 环境控制：超纯水系统安装在万级 / 十万级洁净室，避免空气中的微生物进入系统；
  ④ 材质控制：所有与水接触材质光滑不挂壁（PVDF/PTFE/316L），防止细菌附着。

5. 溶解气体控制（核心指标：DO≤10ppb，CO₂≤10ppb）

• 控制要求：溶解氧（DO）会导致晶圆金属布线氧化腐蚀，溶解二氧化碳（CO₂）与水反应生成 H⁺/HCO₃⁻，降低电阻率、引入离子污染；
• 关键控制措施：
  ① 采用中空纤维脱气膜，通过真空 / 氮气吹扫，实现 DO 和 CO₂的同步脱除，脱氧效率≥99%，脱 CO₂效率≥95%；
  ② 系统采用闭式循环设计，所有管路、设备无敞口，防止空气中的 O₂、CO₂溶入超纯水；
  ③ 用水点采用氮气封水，维持水体的无氧环境。

6. 硅化物控制（核心指标：总硅≤0.5ppb，活性硅≤0.1ppb）

• 控制要求：硅化物（活性硅、胶体硅、总硅）是半导体超纯水的专属关键指标，硅会在晶圆表面形成氧化硅薄膜，影响光刻和刻蚀工艺的精度，先进制程对硅的要求更严苛；
• 关键控制措施：
  ① 脱盐阶段选用高脱硅率 RO 膜（脱硅率≥99.9%）、EDI 模块选用专用脱硅树脂，实现离子态硅的深度去除；
  ② 预处理阶段采用超滤膜截留胶体硅，配合活性炭吸附部分有机硅；
  ③ 抛光混床选用无硅泄漏核级树脂，杜绝树脂溶出硅污染；
  ④ 采用ICP-MS（电感耦合等离子体质谱） 定期检测硅含量，在线配备硅化物监测仪，实现精准把控。

二、全流程工艺的水质控制要点（从原水到用水点，层层把控）

1. 原水预处理环节：核心目标是降负荷、防污染，出水需满足：浊度＜0.05NTU、SDI＜2、余氯＜0.01mg/L、硬度≈0、TOC＜500ppb，为 RO 膜提供合格进水，防止膜结垢、氧化、堵塞；
2. 深度脱盐环节（双级 RO+EDI）：核心目标是大幅脱除离子、TDS，出水需满足：电阻率≥15MΩ・cm、TOC＜50ppb、各金属离子≤1ppb、总硅＜1ppb，为精处理提供基础；
3. 精处理 / 抛光环节：核心目标是深度去除微量污染物，出水需满足 1 级电子级水标准，是水质达标的 “最后一道防线”；
4. 后处理 / 输送环节：核心目标是保持水质、防止二次污染，通过闭式循环、脱气膜、终端精滤、洁净管路，确保用水点的水质与系统出水水质一致，无衰减；
5. 回用水处理环节：核心目标是循环回用、严控污染，生产回用水（清洗水、浓水）需经UF+RO处理后，回用到预处理进水，回用水质需满足预处理进水要求，防止回用水引入污染物。

三、设备与材质的水质控制要点（从源头杜绝污染溶出）

1. 设备材质：RO/EDI 压力容器采用316L 卫生级不锈钢（内外抛光），过滤罐采用UPVC 或玻璃钢，水泵泵体采用316L 不锈钢或 PVDF，杜绝金属离子溶出；
2. 管路 / 阀门材质：主管路采用PVDF、PTFE 或卫生级 UPVC，精密管路（用水点端）采用 PTFE，阀门采用PFA 隔膜阀（无填料、无死角），杜绝阀门密封件的有机溶出；
3. 滤芯 / 膜组件材质：所有过滤芯（精密、超滤、微滤）采用聚四氟乙烯（PTFE）或聚丙烯（PP），RO/EDI 膜片采用耐污染、低溶出的芳香族聚酰胺，超滤膜采用 PVDF；
4. 树脂材质：抛光混床采用核级强酸 / 强碱离子交换树脂，无硅、无有机溶出，EDI 填充树脂采用专用低溶出树脂；
5. 密封件材质：所有密封圈、垫片采用氟橡胶（FKM）或全氟醚橡胶（FFKM），杜绝橡胶溶出物污染。

四、运行与运维的水质控制要点（全周期保持水质稳定）

1. 运行控制

• 自动化精准控制：采用 PLC 中控系统，精准控制各单元的压力、流量、pH、温度，RO 系统浓水回流比、EDI 电流 / 电压、脱气膜真空度均实现自动调节，避免人工操作导致的水质波动；
• 水质联动控制：在线监测仪表与系统联动，电阻率、TOC、微粒等指标超标时，系统自动启动冲洗、切换备用单元、停止供水，防止超标水进入生产环节；
• 稳定工况控制：保持系统在额定工况下运行，避免超负荷、低负荷运行，防止 RO 膜通量衰减、EDI 树脂极化、滤芯堵塞等问题，影响出水水质。

2. 运维控制

• 膜 / 滤芯定期更换 / 清洗：RO 膜每 3~6 个月进行酸洗 + 碱洗（酸洗除结垢、碱洗除有机物），EDI 模块每 6~12 个月清洗一次，精密滤芯 1~3 个月更换，超滤 / 终端膜 3~6 个月更换；
• 树脂定期更换：抛光混床树脂失效后（电阻率＜18.2MΩ・cm）立即更换，不采用酸碱再生（避免再生剂污染和二次溶出）；
• 定期杀菌消毒：每月对系统进行一次紫外线强化杀菌，每季度进行一次巴氏消毒（80℃热水循环 30~60min），每年进行一次化学消毒（过氧乙酸）；
• 管路定期冲洗：每天启动管路大流量冲洗（流速≥2m/s），防止微粒、细菌在管路内积累，每周对循环管路进行一次全流程冲洗；
• 仪表定期校准：在线电阻率仪、TOC 分析仪、微粒计数器、DO 分析仪等，每月校准一次，每年进行一次第三方检测，确保检测数据准确；
• 定期水质检测：每日进行在线全指标监测，每周进行实验室人工检测，每季度委托第三方检测机构进行全项指标检测，确保符合国标 1 级水标准；
• 环境管控：洁净室保持温度 20~25℃、湿度 40%~60%，每日清洁消毒，定期检测洁净度，防止灰尘、微生物进入系统。

五、特殊场景的水质控制要点（先进制程 / 封装测试差异化把控）

1. 12 英寸晶圆制造 / 先进制程（7nm/5nm）：需执行内控超高标准，TOC≤5ppb、金属离子≤0.05ppb、总硅≤0.1ppb，需增加超纯化柱、TOC 深度降解器、ppt 级在线监测仪，同时严控系统的微振动、温湿度波动；
2. 芯片封装 / 测试产线：水质要求略低（可参考国标 2 级水），可简化工艺（单级 RO+EDI + 常规精处理），重点控制微粒、细菌、离子三大指标，适当降低 TOC、硅化物的控制标准，节省运行成本；
3. 光伏硅片生产：核心控制离子、硅化物、微粒，DO 和 TOC 可适当放宽，重点优化脱盐和脱硅工艺，兼顾水质和水利用率。