昆山市富乐化工有限公司
电子级氢氟酸生产工艺介绍
电子级氢氟酸是我公司的主打产品之一，在1990年就开始生产氢氟酸，2004年搬迁至昆山千灯化工区，是当时苏州地区唯一一家生产氢氟酸的厂家，2006年随着光伏行业及半导体制造业向中国大陆的逐渐转移，相关行业发展迅速，对电子级氢氟酸的需求也逐年升高，为弥补电子级氢氟酸国内短缺，我公司投产了台湾的电子级氢氟酸设备，产品的指标控制在10-100PPB内。产品级别有EL级和UP级。
我公司的电子集氢氟酸生产工艺如下：
1、生产工艺
将工业无水氢氟酸经化学预处理后，进入精馏塔通过精馏操作，得到的氟化氢气体经冷却后，在吸收塔中用超纯水吸收，并采用控制喷淋密度、气液比等方法使电子级氢氟酸进一步纯化，随后经0.2μm以下超滤工序，最后在密闭洁净环境条件下( 百级以下) 进行灌装得到最终产品———电子级氢氟酸。
2、生产方法的难点
3.1 分析控制与产品检测要求高。制备电子级氢氟酸所应用的测试仪器如下: (1)电感耦合等离子高频质谱分析仪( ICP - MS)；(2)电感耦合等离子原子发射分析仪( ICP - AES)；(3)原子吸收分光光度计；(4)氧原子发生无焰原子吸收分析仪；(5)离子色谱分析仪；(6)激光散射液体微粒计数器；(7)水表面杂质分析系统；(8)原子间力显微镜；(9)光学显微镜微粒计数器；(10)扫描电子显微镜；(11)光学膜厚测定和表面仿形仪；(12)表面张力测定仪；(13) 空气中尘埃微粒测定仪；(14)水电阻率测定仪。
3.2 对水质要求高，要求水的电阻率≥18.0MΩ·cm。
高纯水是生产电子氢氟酸中不可缺少的原料,也是包装容器的清洗剂,其纯度将直接影响到电子级氢氟酸的产品质量。高纯水的主要控制指标是电阻率和固体颗粒,其他辅助指标有可氧化的总碳量(TOC) 、细菌、被溶解的二氧化硅、离子浓度等。目前,高纯水的生产工艺较为成熟,较常见是先通过离
子交换柱和微过滤器,得到普通纯水,然后再采用反渗透、电渗析等各类膜技术进一步处理,最后配合杀菌和超微过滤便可得到高纯水。
3.3 对主要生产设备材料及设备制造技术、包装技术的要求较为严格。
3.4 厂房、分析室、仓库等环境洁净度要求较高，与成品接触部分要达到100级。
3.5 整个生产过程中对产品质量管理要求极高。
4 生产工艺技术特征
4.1杂质砷是电子级氢氟酸中需要控制的一种重要杂质指标，在氢氟酸原料中砷一般以三价态形式存在，而且AsF3与氢氟酸的沸点相差不大，所以仅靠精馏对其分离的效果不会十分理想。为去除杂质砷，可在精馏前，加入适量的强氧化剂（如高锰酸钾等）将三价态的砷进行氧化，使其在精馏过程中沉积于塔釜中而被除去。
4.2生产设备与工艺：生产设备全采用碳钢衬聚四氟乙烯材料，生产工艺采用常压、全封闭、连续化，采用热水低温(小于100度)精馏.蒸馏工艺,工艺参数采用DCS集散控制系统生产。
4.3高纯水制备：通过离子交换与过滤器先制得普通纯水，再经过反渗透、电渗析后进入杀菌、超微过滤制得高纯水。
4.4在无水氢氟酸预处理槽边、精馏塔及蒸馏塔边、成品包装区设置HF有毒气体浓度探测、集中报警系统。
4.5设置尾气吸收塔、碱吸收塔，尾气可达标排放。
5 质量指标
目前，因各微电子生产企业对电子级氢氟酸要求的标准不同，可将其划分为四个档次：①低档产品，用于>1.2μmIC工艺技术的制作；②中低档产品，适用于0.8～1.2μmIC工艺技术的制作；③中高档产品，适用于0.2～0.6μmIC工艺技术的制作；④高档产品，适用于0.09～0.2μm和＜0.09μm IC工艺技术的制作。
产品包装方法：采用高密度聚乙烯（或四氟乙烯、氟烷基乙烯基醚共聚物、聚四氟乙烯）专用密封工艺制造塑料桶1000L\25公斤\4L桶装。
国际SEMI（Semiconductor Equipment and Materials International）标准化组织根据高纯试剂在世界范围内的实际发展情况，按品种进行分类，每个品种归并为一个指导性的标准，其中包括多个用于不同工艺技术的等级，具体见下表。
SEMI国际标准等级
SEMI标准 | C1 (Grade1) | C7 (Grade2) | C8 (Grade3) | C12 (Grade4) | (Grade5) | C11 (VLSIGrade) |
金属杂质 | ≤1ppm | ≤10 ppb | ≤1 ppb | ≤0.1 ppb | ≤0.01 ppb | ≤50 ppb |
控制粒径μm | ≥1.0 | ≥0.5 | ≥0.5 | ≤0.2 | / | ≥0.5 |
颗粒，个/mL | ≤25 | ≤25 | ≤5 | / | / | ≤250 |
适应范围 | 适用于 ＞1.2μm IC技术的制作 | 适用于 0.8-1.2μm IC技术的制作 | 适用于 0.2-0.6μm IC技术的制作 | 适用于 0.09-0.2μm IC技术的制作 | 适用于 ＜0.09μm IC技术的制作 | 适用于 0.8-1.2μm IC技术的制作 |
