氢原子百科 
超纯水（Ultrapure water）简称UPW，是被净化到高规格水平的水，其纯度极高，杂质含量极低，不属于日常饮用水。 [1]超纯水是在纯净水的基础上，将水中的导电介质，不离解的胶体物质、气体及有机物几乎完全去除。[2]超纯水的标准是：水中仅含有 H20，以及适度数量的 H+ 和 OH- 离子。 其电阻率为 18.2 MΩ.cm、TOC < 10 ppb、细菌数 < 10 CFU/ml。 要归类为超纯水，水中不得含有任何可检测的内毒素。[3]
超纯水可用于清洗和制造半导体元件，以防止微粒和痕量污染物的存在影响产品质量。[4]电子级超纯水是半导体制造的基础性生产物料，在产品清洗和蚀刻中发挥重要作用，用量极大。[5]超纯水的制备过程包括多种净化技术，如过滤、紫外线消解、离子交换单元等，以达到几乎去除除水分子以外的所有杂质的目的。[6]在使用超纯水时，需要注意水质的稳定性和安全性。[7]
制备
超纯水的制备过程是复杂且精确的。[6]
| 步骤 | 作用 |
|---|---|
| 原水 | 可用自来水或普通蒸馏水或普通去离子水作原水 |
| 机械过滤 | 通过砂芯滤板和纤维柱滤除机械杂质，如铁锈和其他悬浮物等 |
| 活性炭过滤 | 活性炭是广谱吸附剂，可吸附气体成分，如水中的余氯等；吸附细菌 和某些过渡金属等。氯气能损害反渗透膜，因此应力求除尽 |
| 反渗透膜过滤 | 可滤除95%以上的电解质和大分子化合物，包括胶体微粒和病毒等。 由于绝大多数离子的去除，使离子交换柱的使用寿命大大延长 |
| 紫外线消解 | 借助于短波（180nm-254nm）紫外线照射分解水中的不易被活性炭吸 附的小有机化合物，如甲醇、乙醇等，使其转变成CO2和水，以降低TOC的指标 |
| 离子交换单元 | 已知混合离子交换床是除去水中离子的决定性手段。借助于多级混床获得超纯水也并不困难。但水的TOC指标主要来自树脂床。因此，高质量的离子交换树脂就成为成败的关键 |
| 0.2µm 滤膜过滤 | 以除去水中的颗粒物到每毫升1个（小于0.2µm的） |
| 参考资料：[6] | |
应用
超纯水在实验室分析试验中扮演着重要的角色，因为它的纯净性质使得实验结果更加准确和可靠。[8]在半导体行业中，超纯水用于清洗和制造半导体元件，以防止微粒和痕量污染物的存在影响产品质量。[4]电子级超纯水是半导体制造的基础性生产物料，在产品清洗和蚀刻中发挥重要作用，用量极大。[5]在芯片过程中,超纯水被广泛应用于清洗、蚀刻、沉积、光刻等多个关键步骤。由于芯片制造过程中使用的光刻机、蚀刻机等设备对水质要求极高,微小的颗粒或杂质都可能导致芯片缺陷,影响其性能和寿命。因此,超纯水在芯片制造过程中的作用不可或缺。[1]
注意事项
在使用超纯水时，需要注意水质的稳定性和安全性。超纯水在储存时可能会吸收空气中的杂质，因此建议使用新鲜的超纯水，并定期进行水质检测和系统的维护。此外，为了确保系统的长期稳定运行，给水质量的预处理也非常重要，以避免杂质导致耗材过早耗尽。[7]
参考资料 8
- 高频科技超纯水工艺，助力产业开启降本增效“芯”未来 — 中华网
- 自来水、矿泉水、纯净水、超纯水……有什么区别？ — 百家号
- 超纯水 — ELGA
- 高频科技推动超纯水技术发展，助力废水处理产业升级 — 中国网海峡频道
- 第五届电子行业超纯水制备与污水再生利用技术研讨会圆满举办 — 清华大学环境学院
- 纯化水与超纯水的制备原理 — 济宁学院
- 实验室超纯水设备 — SARTORIUS
- 实验室如何制取超纯水?超纯水适和作为饮用水吗? — 网易