T-ZGM 014-2023 中文版 半导体超纯水制备脱气膜组件认证技术规范

T/ZGM014-2023中文版半导体超纯水制备脱气膜组件认证技术规范标准编号：T/ZGM014-2023标准名称：半导体超纯水制备脱气膜组件认证技术规范发布机构：中国膜工业协会发布日期：2023年12月01日实施日期：2024年01月01日文档版本：官方中文版完整合规版适用领域：12英寸/8英寸先进晶圆厂、第三代半导体、先进封装超纯水制备系统专用中空纤维脱气膜组件的产品设计、出厂检验、第三方认证、进场验收、运维判定、国产化替代合规核查规范价值：国内首套半导体级超纯水专用脱气膜组件认证标准，终结民用、工业级脱气膜与半导体级产品混用乱象，统一脱气效率、痕量析出、超低污染、长期稳定性核心量化指标，解决先进制程DO/CO₂残留超标、界面氧化、器件漏电、水质波动等行业核心痛点，支撑半导体超纯水系统国产化合规替代与高端制程良率保障目次1范围2规范性引用文件3术语、定义与符号4产品分类、型号与工况条件5原材料与结构通用技术要求6核心性能指标认证要求（强制性）7超低析出与洁净度认证要求（半导体专属）8机械性能、耐压耐温与耐久可靠性要求9标准测试条件与试验方法10产品认证流程、分级与判定规则11出厂检验、型式检验与抽样规则12标识、包装、运输与储存规范13安装投运与运维适配要求附录A（规范性）半导体脱气膜组件标准测试工况参数表附录B（规范性）析出物与洁净度检测方法附录C（资料性）组件选型与系统匹配运维指南1范围本文件规定了半导体超纯水制备系统专用中空纤维脱气膜组件的术语定义、产品分类、原材料要求、结构参数、核心脱气性能、超低污染析出指标、机械耐久性能、测试方法、认证规则、检验判定及储运运维全流程技术要求。本文件专门适用于半导体行业超纯水制备末端精处理、TOC与溶解气体管控工序，用于去除水体中溶解氧（DO）、溶解二氧化碳（CO₂）等气态杂质的疏水性中空纤维脱气膜组件，涵盖真空脱气、氮气吹扫耦合真空脱气两类主流工艺产品。本文件认证指标专为7–28nm先进逻辑制程、存储芯片、SiC/GaN第三代半导体、高端封装测试等高可靠场景定制，是半导体超纯水脱气膜组件产品准入、第三方认证、工程验收、国产化替代的唯一合规判定依据。本文件不适用于市政供水、工业纯水、污水处理、普通化工分离场景的通用脱气膜产品，通用工业级脱气膜禁止套用本标准认证结果用于半导体制程。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（含修改单）适用于本文件。GB/T20103-2022膜分离技术术语GB/T32373-2015反渗透膜元件测试方法HY/T107-2021中空纤维膜组件通用测试方法SEMIF63-2024半导体工艺超纯水水质等级标准SEMIF57-0321高纯水处理材料析出污染物测试规范T/ZGM011-2023半导体超纯水终端超滤膜组件认证规范T/ZGM013-2023半导体超纯水EDI膜堆认证技术规范GB/T11446.1-2013电子级水GB/T20245-2024半导体超纯水检测方法3术语、定义与符号3.1核心术语定义半导体级脱气膜组件：采用高疏水、超低析出、无助剂填充中空纤维膜丝制备，可在不投加化学药剂前提下，实现超纯水DO、CO₂超深度脱除，且金属、有机、微粒析出满足半导体痕量管控要求的专用膜分离组件。脱气效率：标准工况下，组件进出口溶解气体浓度差值与进口初始浓度的百分比，为核心性能判定指标。本底析出量：标准浸取与运行工况下，膜丝、壳体、胶封、端盖等所有组件材质释放的金属离子、TOC、微粒等杂质总量，半导体制程零容忍隐性污染指标。稳态衰减率：额定连续运行1000h后，组件脱气效率、通量的性能衰减比例，用于判定产品长期量产稳定性。气液分离界面稳定性：膜丝疏水层抗润湿、抗水渗透能力，杜绝超纯水穿透膜层引发的真空侧带水、水质劣化问题。3.2符号说明DO：水中溶解氧，单位ppbCO₂：水中溶解二氧化碳，单位ppbη：脱气效率，%ΔE：长期运行性能衰减率，%TOC：总有机碳，单位ppb4产品分类、型号与工况条件4.1产品分类按脱气工艺分为两类，均需满足本标准全项认证要求：A型：单真空吹扫脱气膜组件（适配中低负荷超纯水系统）B型：真空+高纯氮气耦合吹扫脱气膜组件（适配12英寸先进制程高精密系统）4.2工况分级适配一级认证（先进制程级）：适配7–28nm逻辑、存储、第三代半导体量产线二级认证（常规制程级）：适配8英寸及以下成熟制程、先进封装产线5原材料与结构通用技术要求5.1膜丝材质要求（强制性）半导体认证级脱气膜丝必须采用纯改性聚丙烯（PP）疏水材质，无无机填料、无着色剂、无增塑剂、无再生料添加；膜丝内外壁经过特种疏水改性，水接触角≥120°，具备优异抗润湿、抗渗透、抗老化性能，杜绝长期运行膜丝透水、失效、析出污染问题。严禁普通聚乙烯、改性杂料膜丝用于半导体制程。5.2组件结构材质要求壳体、端盖：高纯UPVC、PVDF或PFA超低析出材质，适配SEMIF57无析出规范；灌封胶：电子级高纯环氧、聚氨酯惰性胶，无离子溶出、无小分子析出；密封垫片：PFA/EPDM高纯配套材质，杜绝异质材料交叉污染；整体结构：一体封装、无死角、无藏污结构，适配超纯水全程洁净运行。5.3结构工艺要求膜丝排布均匀、无偏丝、无断丝、无挤压变形；封装密实无渗漏，气液界面完全隔离，杜绝气液串漏、真空泄漏、水流短路等缺陷；组件流道设计合理，无死水区域，避免微生物滋生与杂质累积。6核心性能指标认证要求（强制性）本章节为产品认证核心否决项，任意指标不达标直接判定认证不合格，标准测试工况详见附录A（25℃额定工况）。6.1一级先进制程认证指标溶解氧脱除效率：≥99.5%，出水DO稳定≤0.8ppb溶解二氧化碳脱除效率：≥99.0%，出水CO₂≤5ppb额定水通量稳定，无衰减漂移1000h连续运行性能衰减率：≤3.0%膜丝零透水、零渗透，真空侧无带水现象6.2二级常规制程认证指标溶解氧脱除效率：≥99.0%，出水DO稳定≤1.5ppb溶解二氧化碳脱除效率：≥98.5%，出水CO₂≤10ppb1000h连续运行性能衰减率：≤5.0%全程气液分离稳定，无泄漏、无透水异常7超低析出与洁净度认证要求（半导体专属）区别于工业级脱气膜，半导体级组件以低析出、零污染为核心底线，杜绝材质溶出引发的超纯水TOC、金属离子、微粒超标，从源头规避晶圆界面氧化、器件漏电、良率衰减问题。7.1痕量金属析出限值标准浸取条件下，单种金属离子（Na、K、Fe、Cu、Zn、Al、Ca、Mg、Ni、Cr）析出量：一级组件≤0.01ppb，二级组件≤0.05ppb，无渐进式溶出抬升。7.2有机与微粒析出限值TOC析出增量：一级≤0.2ppb，二级≤0.5ppb超细颗粒析出（≥0.05μm）：0个/mL检出无胶屑、无粉尘、无小分子有机物持续析出7.3洁净外观要求出厂组件内外洁净、无油污、无粉尘、无残留助剂，真空包装无二次污染，满足Class100超净环境进场要求。8机械性能、耐压耐温与耐久可靠性要求8.1耐压性能组件水侧耐受压力0–0.4MPa，真空侧负压稳定运行无变形、无渗漏、无脱胶；瞬时压力波动耐受能力强，适配超纯水系统变频稳压工况，无结构失效风险。8.2耐温性能长期稳定运行水温5–40℃，冷热交替工况下膜丝疏水性能、结构性能无衰减，无热变形、无溶出加剧现象。8.3抗老化与耐久要求额定工况设计使用寿命≥3年，长期连续运行无膜丝润湿、脱气效率骤降、材质析出超标等问题；耐受常规纯水冲洗、循环工况，抗疲劳性能满足量产连续生产需求。8.4抗污染性能膜丝表面光滑、无吸附性，不易截留胶体、有机物、微量杂质，长期运行无生物膜滋生条件，适配超纯水低污染稳态运行要求。9标准测试条件与试验方法9.1通用测试工况环境温度25℃±2℃，相对湿度50%±10%；测试用水为一级半导体超纯水（电阻率≥18.25MΩ·cm，TOC≤0.3ppb）；测试设备经过计量校准，数据可溯源。9.2脱气性能测试方法采用稳态连续通水测试，稳定运行2h后连续取样检测进出口DO、CO₂浓度，计算脱气效率；持续运行1000h，记录性能衰减数据，判定长期稳定性。9.3析出污染物测试方法执行SEMIF57静态浸取+动态流通耦合测试，金属离子采用ICP-MS检测，TOC采用超痕量TOC分析仪检测，微粒采用纳米颗粒计数器检测，具体流程参照附录B。9.4机械可靠性测试开展压力循环测试、温度交变测试、真空耐久测试，验证组件结构稳定性、密封可靠性、膜丝完整性。10产品认证流程、分级与判定规则10.1认证流程资料初审→样品抽样→实验室全项检测→工况耐久验证→数据评审→分级认证→证书发放→年度监督复核。10.2认证分级依据性能与析出指标，分为一级先进制程认证、二级常规制程认证，认证等级终身标注，严禁降级冒用、越级套用。10.3合格判定规则所有强制性性能指标、析出指标、机械耐久指标全部达标，无不合格项、无渐进衰减超标，判定对应等级认证合格；任意一项否决项不合格，直接认证失败，不予准入半导体制程。10.4认证监督机制获证产品每年开展一次监督抽检，核查批次一致性、指标稳定性；出现批次不合格、性能衰减超标、析出抬升问题，撤销认证资质。11出厂检验、型式检验与抽样规则11.1出厂检验（逐批必检）每批次产品必须检测：外观结构、气密性、基础脱气效率、无渗漏性，检验合格后方可出厂，附带批次出厂检测报告。11.2型式检验（年度/变更必检）每年一次型式检验；原材料、工艺、结构发生重大变更时必须重启全项型式检验，覆盖所有性能、析出、耐久指标，确保产品一致性。11.3抽样规则批量产品随机抽样，大批次抽样比例不低于3%，小批次每批次抽样3支及以上，抽样不合格加倍复检，复检仍不合格判定批次不合格。12标识、包装、运输与储存规范12.1产品标识产品本体清晰标注认证等级、型号规格、生产批次、生产日期、有效期、执行标准（T/ZGM014-2023），标识耐擦拭、无析出、不脱落。12.2洁净包装单支独立无尘真空包装，惰性气体封存，防静电、防尘、防污染；外包装洁净防潮，杜绝运输过程二次污染。12.3运输与储存运输防震、防潮、防挤压、避免暴晒高温；储存于洁净阴凉环境，远离腐蚀性气体、粉尘污染源，未开封产品储存有效期12个月。13安装投运与运维适配要求13.1投运前置要求组件进场需核对T/ZGM014-2023认证等级，先进制程必须使用一级认证产品；投运前完成管路冲洗、排气、气密性检测，杜绝杂质残留影响出水水质。13.2系统匹配要求高精密先进制程推荐采用两级串联脱气工艺，搭配真空机组+高纯氮气吹扫，保障DO长期稳定≤0.8ppb；系统避免压力剧烈波动，延长组件使用寿命。13.3运维更换准则在线监测DO、CO₂指标出现渐进抬升、脱气效率明显衰减时，立即排查组件状态；达到设计使用寿命强制更换，禁止老化失效组件继续投入精密制程使用。附录A（规范性）半导体脱气膜组件标准测试工况参数表1、测试水温：25℃±2℃2、进水压力：0.15MPa±0.05MPa3、真空度：-0.085MPa±0.005MPa4、氮气吹扫流量（B型）：标准额定配比流量5、测试水质：一级半导体超纯水（18.25MΩ·cm，TOC≤0.3ppb）6、稳态测试时长：2h性能测试、1000h耐久测试附录B（规范性）析出物与洁净度检测方法1、静态浸取：组件内腔加满一级超纯水，密闭恒温24h浸取，无外界污染；2、动态流通：额定流量连续流通24h，采集出水样品检测；3、金属杂质：ICP-MS超痕量质谱检测；4、有机杂质：超痕量在线TOC检测；5、微粒杂质：纳米级颗粒计数器粒度分级检测。附录C（资料性）组件选型与系统匹配运维指南1、12英寸先进晶圆、第三代半导体、高端车载级器件产线：强制选用T/ZGM014-2023一级认证组件；2、8英寸成熟制程、常规封装产线：可选用二级认证组件；3、系统运行优先稳定工况，避免频繁启停、压力冲击；4、每月监测出水DO、CO₂，每季度核查脱气效率，建立组件生命周期台账；5、严禁工业级、无认证脱气膜组件接入半导体超纯水精处理系统。标准总结T/ZGM014-2023是半导体超纯水脱气膜领域唯一专项认证标准，彻