电子级磷酸 编制说明.docx

1

《电子级磷酸》编制说明（征求意见稿）

一、工作简况

（一）项目目的与意义

磷酸（H3PO4）是一种常见的无机酸，为无色、无臭的粘稠状液体，不易挥发不易分解，具有酸的通性，在空气中易潮解，主要用于农业、化工、冶金、国防、食品、医药和电子工业等领域。电子级磷酸是芯片制造过程中比较重要的原材料。在大屏幕液晶显示器和超大规模集成电路等微电子工业中，电子级磷酸被广泛使用，主要应用于芯片的湿法蚀刻和湿法清洗，包括基片涂胶前的清洗，光刻过程中的蚀刻、去胶以及硅片本身制作过程中的清洗和绝缘膜蚀刻、半导体膜蚀刻、导体膜蚀刻、有机材料蚀刻等。随着目前半导体制程技术的更新迭代，对湿电子化学品的要求也越来越高，电子级磷酸也面临同样的问题，国标虽然对湿电子化学品有分类，但是却不适用于电子级磷酸，现用的电子级磷酸国标（GB/T28159-2011）制定于2011年，该标准将电子级磷酸分为E1和E2等级，其中E2等级Fe为50ppb（检出限为20ppb），无颗粒度要求。当下半导体制程对电子级磷酸的需求早已超出国标很多倍，现亟需对电子级磷酸国标进行更新修订。

（二）任务来源

电子级磷酸被称为磷化工行业皇冠上的明珠，纯度要求高，生产技术难度大，长期被美国、日本、韩国垄断。国产化前，电子级磷酸全部依赖进口，国际知名电子级磷酸供应商有日本RASA、日本关东化学、韩国OCI等企业，其产品品质均达到了金属离子小于5ppb的水平。目前，国内以湖北兴福电子材料股份有限公司为代表的生产的电子级磷酸产品金属离子含量可稳定控制在3ppb以内，远超现有的电子级磷酸国家标准（GB/T28159-2011）最高等级E2级要求，主要技术指标已达到SEMIC36-1121电子级磷酸产品标准最高等级G3等级。2022年11月，经中国电子材料行业协会组织专家组鉴定，电子级磷酸相关成果整体技术达到国际先进水平。2024年1月11日，中国电子技术标化研究院发布关于征集《平板显示器偏光片测试方法第1部分：理化性能》等34项国家标准编制组成员（包含电子级磷酸）的通知，面向各有关单位公开征集标准编制组成员，《电子级磷酸》项目计划编号为T-469，阶段代码为20.20（组成工作组，起草标准草案征求意见稿），标准起草单位为中国电子技术标准化研究院、湖北兴福电子材料股份有限公司、江苏江阴市润玛电子材料有限公司、晶瑞电子材料股份有限公司。

2

（三）主要工作过程

1预研阶段

1.1电子级磷酸生产工艺、质量调研

2023年，在全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会组织下，成立了以湖北兴福电子材料股份有限为主的标准编制小组。标准编制小组2023年开展标准调研工作，调研电子级磷酸的生产工艺、设备等过程，电子级磷酸产品金属杂质及不溶性固体颗粒物含量等相关情况，并对电子级磷酸的具体化学成分进行取样分析。

经查阅资料、调研分析，目前电子级磷酸的制备方法主要有热法制备、湿法制备和磷酸直接净化法，湿法磷酸是指用无机酸或硫酸处理磷矿石而产生的磷酸；用湿法磷酸采用提纯净化的方法生产的电子级磷酸其杂质含量要控制在合理范围之内；热法磷酸是指通过在高温炉或电炉中产生电子级元素磷然后通过燃烧液化而获得的磷酸；将工业级磷酸通过深度净化也可得到高纯电子级磷酸，其净化法主要有萃取法、离子交换法、电渗析法和结晶法等。

1.1.1热法制备

a、高纯磷（P4）制备电子级磷酸

该方法利用精制的高纯黄磷在干净、干燥的空气中燃烧生成五氧化二磷烟气，再用超纯水进行喷淋吸收，即可制备电子级磷酸，再通过磷酸深度净化，可制备更高级的电子级磷酸。采用高纯磷酸制备电子级磷酸装置的燃烧塔、管道、阀门材质均有特殊要求；空气须经净化处理；吸收用水为纯水。用高纯磷制备电子级磷酸的工艺流程简单，生产成本较低，是电子级磷酸生产的主要方法之一。高纯磷制备电子级磷酸法减少了以工业磷酸为原料的许多化学和物理方法净化过程，解决了浓磷酸粘度大、不易过滤和磷酸不能精馏提纯的难题；产品质量便于控制，稳定性好，易升级，但其对原料纯度要求高。

b、三氯氧磷（POCl3）制备电子级磷酸

POCl3水解法制备电子级磷酸的第一步是首先将工业级POCl3进行精馏提纯得到高纯的POCl3，精制的POCl3再与超纯水反应生成电子级磷酸和HCl，反应中生成的HCl副产物采用蒸馏的方法除去，由于HCl对设备的材质有一定的腐蚀能力，且需反复精馏能耗高故此法在生产中很少用。

c、磷化氢（PH3）制备电子级磷酸

将黄磷在碱的