干貨分享 | 比純凈水還干凈的水怎么測？超純水采樣的 “挑剔” 日常

在半導體芯片、生物制藥等尖端領域，超純水比飲用純凈水純凈千萬倍，幾乎不含雜質。而如何準確采集超純水樣本，確保其品質檢測的可靠性，成為了科技產業鏈中至關重要的一環。

什么是超純水？為何它如此重要？
超純水是通過特殊工藝去除水中幾乎所有污染物的水，其電阻率大于18MΩ*cm，接近理論純水（18.3MΩ*cm）。

隨著各行業產品日益精密，對質量的要求也越來越高，超純水因此被廣泛應用于生物科技、醫藥、食品、汽車、電子、面板、半導體等多個領域。在半導體廠，超純水可用于超純藥劑的稀釋，將超純化學品稀釋至制程所需濃度，因為化學品為超純等級，所以所用水也必須是超純等級。此外，在每一個芯片制造程序中，很多環節都會使用超純水清洗產品或設備，以避免產品受到污染。

超純水采樣的 “嚴苛標準”
由于超純水質量要求極高，在采樣容器的材料、潔凈度，采樣流程，分析設備以及分析環境等方面都需達到最高標準。GB/T、ISO、ASTM、SEMI 等國內與國際規范，以及客戶自身的工藝規范，對超純水的雜質指標要求都極為嚴苛，涉及電阻率、TOC、離子雜質、金屬雜質、細菌、微顆粒數等多個方面。

超純水采樣技術
即便目前市場上的分析設備越來越精密，但采樣過程（包括環境與器具）仍是能否精確檢驗出這些微量雜質的重要因素。除了采樣容器需依據所測試項目選用不同材質，并預先用不同清洗方式清洗至極致干凈外，采樣過程中還需盡量避免受到環境污染。尤其需要注意的是，純水設備通常不放在潔凈室內，因此針對供水點（非使用點）的采集尤為重要，能采用閉環方式的應盡量采用閉環方式，例如電阻率、TOC、細菌、微顆粒數都可采用閉環式在線測試或采樣。

然而，并非所有的超純水采樣都能采用閉環方式。對于離子雜質與金屬雜質的采樣，就需要采用一些特殊的方法，以避免受到環境的影響。常用以下方式：

1. 采樣瓶多次潤洗法

■ 優點：操作快捷、便攜、適應復雜場地

■ 缺點：完成最后一次潤洗后充填樣品的幾秒鐘，有曝露在采樣環境的風險

2. 凈化微環境箱

■ 優點：經HEPA過濾顆粒后的空氣環境，可防范環境中金屬污染風險

■ 缺點：

• 無法過濾氣態離子污染
• HEPA材質outgassing帶來的額外污染
• 采樣箱本材質outgassing帶來的額外污染
• 體積大，不便移動，需電源

3. 充氮氮氣箱

■ 優點：在充滿氮氣環境下隔絕現場空氣品質問題

■ 缺點：

• 純氮氣指標只保證了O₂, CO, CO₂, H₂等氣態不純物，對金屬與離子雜質沒提供任何保證
• 采樣箱本材質outgassing帶來的額外污染
• 體積大，不便移動，需外接氮氣源
• 現場需有一定空間擺放

4. 連續閉環放流法

■ 優點：

• 完全閉環不接觸環境空氣與其他品質不確定的氣體
• 沒有HEPA或采樣箱本材質outgassing的風險
• 便攜、適應復雜場地

■ 缺點：每個點位的采樣都需要花費較多的時間