高純水

水的純度通常是以水中所含雜質的相對含量來表示的。但當水的純度達一定水平後，水中的雜質總量已很少了，個別雜質的濃度更低，有些已不易檢出。在這種情況下，常用水的電導率（或電阻率）來表示水的純度。因為純水中H⁺和OH^-離子的濃度都是10^-7 mol/L，其電導率很低，幾乎不導電。而當水中含有某些雜質（如可溶性鹽）時，由於雜質離子能導電，使其電導率迅速上升。因此水的電導率是與其純度密切相關的。

高純水是化學純度極高的水，是指將水中的導電介質幾乎全部去除，又將水中不離解的膠體物質、氣體和有機物均去除至很低程度的水，其中雜質的含量小於0.1 mg/L，電導率小於0.1 μS/cm， pH在6.8～7.0之間。人們製成的高純水的純度已經達到99.999999%，其中雜質含量低於0.01 mg/L ^[2]  。

高純水製備的典型工藝流程如下 ^[3]  ：

源水→過濾→活性炭過濾器（或有機大孔樹脂吸附器）→反滲透器（或電滲析器）→陽離子交換柱→陰離子交換柱→ 混合離子交換柱→有機物吸附柱→紫外燈殺菌器→精密過濾器→高純水。

高純水的製備流程由預處理、脱鹽和後處理三部分組成，根據用水的要求，選擇合適的工藝組合。

（1）預處理。主要是除去懸浮物、有機物，常用的方法有砂濾、膜過濾、活性炭吸附等。

（2）脱鹽。主要是除去各種鹽類，常用的方法有電滲析、反滲透、離子交換等。

（3）後處理。主要是除去細菌、微顆粒，常用的方法有紫外殺菌、臭氧殺菌、超過濾、微孔過濾等。

制定高純水標準中各項指標的主要依據有三個方面：一是微電子工藝對水質的要求；二是制水工藝的發展水平；三是水中雜質監測技術的現狀 ^[4]  。

我國高純水的國家標準將電子級水分為五個級別，相應標準為EW-I、EW-Ⅱ、EW-Ⅲ、EW-IV、EW-V，其中EW-I為最高級，它所要求的雜質控制指標如下：電阻率在90%時間內達到18 MQ·cm（25℃），其餘時間最小值為17 MQ·cm（25℃），大於0.5 μm的微粒數少於100個/mL，細菌個數最大值1個/mL，總有機碳含量不大於50 μg/L，二氧化硅總含量不大於2 μg/L，氯、鉀、鋁、鐵、鈣的含量均不大於0.5 μg/L，而銅、鋅含量不大於0.2 μg/L。

近年來，隨着超大規模集成電路的發展，對水中總有機碳(TOC)及溶解氧（DO）也提出了更為嚴格的要求，如256 M或1 G位超大規模集成電路製造中，要求高純水的溶解氧及總有機碳均小於2 μg/L或更低。

高純水主要應用在電子和微電子工業上，也用於食品、造紙、醫藥等行業。隨着半導體器件由過去的單電路發展到集成電路，對水質的要求就越來越高。在半導體切片和研磨過程中，須用高純水進行清洗，即使只有微粒塵埃雜質，也會影響產品質量 ^[5]  。