一种高稳定性半导体工艺超纯水供水系统的制作方法

本技术涉及半导体制造用水处理，特别是涉及一种高稳定性半导体工艺超纯水供水系统。

背景技术：

1、半导体器件制造过程对生产环境和原材料纯度要求极高，超纯水作为关键的工艺介质，广泛应用于晶圆清洗、蚀刻、光刻等核心工序。其作用是去除晶圆表面的微小颗粒、金属离子、有机污染物等杂质，避免杂质影响半导体器件的电性能、可靠性及成品率，因此半导体工艺用超纯水需满足极高的纯度标准，通常要求电阻率不低于15mω・cm。

2、为保证超纯水稳定可靠供应，现有半导体超纯水供水系统普遍采用“制备-储存-外供”的流程，即先通过edi、反渗透等工艺制备出合格超纯水，再储存于储水箱内，按需向生产工序输送。由于超纯水作为高纯度溶剂，对空气中的二氧化碳、细菌、尘埃等杂质溶解能力极强，一旦与空气接触，水质会快速恶化：实践证明，电阻率15mω・cm以上的超纯水暴露在空气中1分钟，电阻率便会降至3-4mω・cm，3分钟后进一步下降至2mω・cm左右，无法满足半导体工艺要求。

3、为解决超纯水储存阶段的二次污染问题，现有技术中普遍采用氮封储水箱进行超纯水存储。该方式通过向密封水箱内充入压力不大于30kpa的惰性氮气，在水面形成密闭的氮气隔离层，阻断超纯水与空气的接触，从而防止二氧化碳等杂质溶入水中，避免水质下降。

4、然而，半导体生产对超纯水的连续供应性要求极高，虽可通过氮封储水箱保障常规储存水质，但生产过程中偶发的设备故障、系统停机等意外仍无法完全避免。意外恢复后，超纯水从重新注入氮封水箱到水质稳定合格，通常需要2-3天时间，在此期间不仅无法满足生产用水需求，还会因水质不达标产生大量废弃超纯水，同时消耗巨额电力资源，造成严重的能源浪费和生产成本增加。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种快速使得重新注入氮封水箱内的超纯水的水质稳定合格，减少超纯水的浪费，同时减少能源浪费和降低生产成本的高稳定性半导体工艺超纯水供水系统。

2、本实用新型的一种高稳定性半导体工艺超纯水供水系统，包括水箱本体，水箱本体的顶端分别连通安装有高纯氮气通入管和超纯水输送管，所述水箱本体内与超纯水输送管连通的管路伸入至水箱本体的底部，所述水箱本体的圆周侧壁的顶部和底部分别连通安装有溢流管和超纯水排出管，超纯水排出管和超纯水输送管上均连通安装有开关阀，所述高纯氮气通入管上连通安装有截止阀和氮封阀，还包括：

3、排气管，所述排气管安装在水箱本体的顶端，且排气管与水箱本体内部连通，所述排气管的初始段连通安装有排气阀；

4、所述溢流管的初始段连通安装有溢流排放阀；

5、所述水箱本体的一侧放置有用于排气管和溢流管的液封机构。

6、进一步的，所述液封机构包括液封水箱，所述液封水箱的顶端设置有与腔室连通的开口，所述排气管和溢流管均连通安装有延长管，排气管和溢流管的延长管均通过开口伸入至液封水箱的水面以下。

7、进一步的，所述水箱本体的圆周侧壁的底部连通安装有辅助管，辅助管上安装有排气阀。

8、进一步的，所述水箱本体的内部腔室的顶端中部安装有气体均布器，气体均布器与高纯氮气通入管的输出端连通，气体均布器周向连通均布有若干出气管，出气管的形状与水箱本体的顶端形状适配，且出气管靠近水箱本体的腔室的顶端但不接触，出气管的顶端均布有若干出气小孔。

9、进一步的，若干所述出气管的外端均连通设置有导流孔。

10、进一步的，所述水箱本体的顶端连通安装有呼吸阀和微压表。

11、进一步的，所述液封水箱的侧壁的顶部连通安装有补水管，且补水管延伸至液封水箱内，位于液封水箱内的补水管安装有浮球阀。

12、进一步的，所述开关阀、截止阀、排气阀以及溢流排气阀设置为手动阀或电动阀。

13、与现有技术相比本实用新型的有益效果为：

14、1、大幅缩短故障恢复后水质稳定时间：通过“关排气管/溢流管-开辅助管排气阀通氮气”的定向排气技术，结合底部辅助管排气，减少水箱内空气残留，超纯水注入时溶气量降低，无需长时间等待即可达标，满足连续生产用水需求。

15、2、减少资源浪费与成本：采用“先排净空气再注超纯水”逻辑，从源头避免水质恶化，减少废弃超纯水产生；同时降低反复处理不合格水的电力消耗，缩减生产成本。

16、3、提升氮封稳定性：通过气体均布器与导流孔出气管形成均匀氮气隔离层，配合微压表实时监测、氮封阀精准控压、呼吸阀平衡压力，避免氮封不均导致的局部水质波动。

17、4、简化操作并提升安全性：辅助管与排气管分阶段通断、溢流阀延迟开启，使故障恢复流程更清晰可控，减少操作失误，提升系统运行安全性。

18、5、强化液封可靠性：液封水箱与延长管实现基础密封，补水管搭配浮球阀自动维持液封水位，避免空气倒灌；同时可通过排气管流水判断水箱满箱，增强液封与氮封的协同保护效果。

1.一种高稳定性半导体工艺超纯水供水系统，包括水箱本体（1），水箱本体（1）的顶端分别连通安装有高纯氮气通入管（2）和超纯水输送管（3），所述水箱本体（1）内与超纯水输送管（3）连通的管路伸入至水箱本体（1）的底部，所述水箱本体（1）的圆周侧壁的顶部和底部分别连通安装有溢流管（4）和超纯水排出管（5），超纯水排出管（5）和超纯水输送管（3）上均连通安装有开关阀（6），所述高纯氮气通入管（2）上连通安装有截止阀（7）和氮封阀（8），其特征在于，还包括：

2.如权利要求1所述的一种高稳定性半导体工艺超纯水供水系统，其特征在于，所述液封机构包括液封水箱（11），所述液封水箱（11）的顶端设置有与腔室连通的开口，所述排气管（9）和溢流管（4）均连通安装有延长管（12），排气管（9）和溢流管（4）的延长管（12）均通过开口伸入至液封水箱（11）的水面以下。

3.如权利要求1所述的一种高稳定性半导体工艺超纯水供水系统，其特征在于，所述水箱本体（1）的圆周侧壁的底部连通安装有辅助管（13），辅助管（13）上安装有排气阀。

4.如权利要求3所述的一种高稳定性半导体工艺超纯水供水系统，其特征在于，所述水箱本体（1）的内部腔室的顶端中部安装有气体均布器（14），气体均布器（14）与高纯氮气通入管（2）的输出端连通，气体均布器（14）周向连通均布有若干出气管（15），出气管（15）的形状与水箱本体（1）的顶端形状适配，且出气管（15）靠近水箱本体（1）的腔室的顶端但不接触，出气管（15）的顶端均布有若干出气小孔。

5.如权利要求4所述的一种高稳定性半导体工艺超纯水供水系统，其特征在于，若干所述出气管（15）的外端均连通设置有导流孔（16）。

6.如权利要求1所述的一种高稳定性半导体工艺超纯水供水系统，其特征在于，所述水箱本体（1）的顶端连通安装有呼吸阀（17）和微压表（18）。

7.如权利要求2所述的一种高稳定性半导体工艺超纯水供水系统，其特征在于，所述液封水箱（11）的侧壁的顶部连通安装有补水管（19），且补水管（19）延伸至液封水箱（11）内，位于液封水箱（11）内的补水管（19）安装有浮球阀（20）。

8.如权利要求1-7任一项所述的一种高稳定性半导体工艺超纯水供水系统，其特征在于，所述开关阀（6）、截止阀（7）、排气阀以及溢流排气阀设置为手动阀或电动阀。