7N光电子级超纯氨.docx

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7N光电子级超纯氨

7N光电子级超纯氨

“浙江制造”标准编制说明

1项目背景

我国在研究超纯气体方面起步较晚，最初建立的超纯氨生产企业为林德公司投资建造，技术应用中主要通过纯化技术系统、Y塔蒸馏等方式实现，可实现7N纯度生产目标。

此后，国内较多超纯氨工厂兴建，如国外昭和电工、法国液化空气等企业均投资，这在一定程度上推动国内超纯氨技术的发展。

值得注意的是，超纯氨技术最初应用中，因MOCVD装置反应下，面临较大氨过量系数问题，跟着便导致通过尾气方式致使超纯氨被浪费，尾气量增多、原料成本提高，迫切要求做好技术优化工作。

而且当时国内没有真正意义上的国产企业在生产7N电子级超纯氨。

我国对氨净化、分析等的研究起步于80年代，当时为满足我国微电子工业的需要，光明化工研究设计院、北京氧气厂先后开展了电子级高纯氨的研究与生产，生产的产品满足了当时我国电子工业对氨的急需。

进入2000年，光明院又承担了国家十五863计划“超纯氨的研究与产业化生产”课题，在国家资金的资助下，经过系列的研究，在氨净化技术、大规模生产技术、产品包装技术等诸多方面有突破性进展，是目前国内唯一真正用于LED大规模实用化生产流水线的氨生产厂。

然而，其产能远远无法满足市场的需要，而且存在产品质量不稳定的问题。

这表明，7N光电子级超纯氨产品制造是有着巨大市场发展潜力的品种。

目前，国外并没有明确的国际标准，一般都根据客户的需求生产产品。

我国的电子级高纯气体市场大多靠外国进口，国内目前也只有GB/T14601-2009《电子工业用气体氨》，但7N光电级超纯氨技术指标远超该标准。

行业内也并没有明确的关于超纯氨的标准，因此制定本团体标准能弥补行业内的空白，使电子级高纯气体行业更加规范化，引领电子级高纯气体行业健康快速发展。

2项目来源

由海宁市英德赛电子有限公司向浙江省品牌建设联合会提出立项申请，经省品牌联论证通过并印发了（关于发布2019年第二批“浙江制造”标准制定计划的通知），项目名称：

《7N光电级超纯氨》。

3标准制定工作概况

3.1标准制定相关单位及人员

3.1.1本标准牵头组织制订单位：

浙江蓝箭万帮标准技术有限公司。

3.1.2本标准主要起草单位：

海宁市英德赛电子有限公司。

3.1.3本标准参与起草单位：

浙江理工大学、嘉兴学院、杭州士兰明芯科技有限公司（排名不分先后）。

3.1.4本标准起草人为：

陈树大、戚栋明、周春阳、朱盛霞、周平、彭昆鹏、查春峰、潘佳伟、卢勇华、王龙、庞德泉、陈华燕（排名不分先后）。

3.2主要工作过程

3.2.1前期准备工作。

浙江蓝箭万帮标准技术有限公司在获得立项通知后，牵头成立了标准起草小组，小组成员来自浙江蓝箭万帮标准技术有限公司、上海市计量测试技术研究院、浙江理工大学、嘉兴学院、杭州士兰明芯科技有限公司，并确定了工作计划和研制思路。

标准起草小组收集了国内外相关标准和资料，包含:

GB/T150压力容器第3部分：

设计

GB190危险货物包装标志

GB/T536液体无水氨

GB1589汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值

GB/T3723工业用化学产品采样安全通则

GB/T5832.3气体中微量水分的测定第3部分：

光腔衰荡光谱法

GB/T6678化工产品采样总则

GB/T6680液体化工产品采样通则

GB/T6681气体化工产品采样通则

GB/T7144气瓶颜色标志

GB/T13004钢质无缝气瓶定期检验与评定

GB/T14601电子工业用气体氨

GB/T14193液化气体气瓶充装规定

GB/T31573无机化学工业污染物排放排放标准

GB/T34972电子工业用气体中金属含量的测定电感耦合等离子体质谱法

TSGR0004固定式压力容器安全技术监察规程

TSGR0005气瓶安全技术监察规程

TSGR0006移动式压力容器安全技术监察规程

linde-datasheet-01Ammonia.NH3

Q/320507LAS03-20187N超纯氨

Q/JYMEC001-20167N超纯氨

并组织了对海宁市英德赛电子有限公司等生产企业的产品及企业的研发设计、选材、工艺、检验和装备能力的调研。

3.2.2标准草案研制。

标准起草小组以搜集的国内外相关标准和资料为基础，对比现有国家标准的差异点，对标国内各品牌的先进产品，分析各项目指标的合理性和可行性，按照“浙江制造”标准研制要求，增加了基本要求（产品设计、原材料、关键技术、工艺、设备等方面）、质量保证方面的内容。

经过标准起草小组共同努力，于2019年8月5日前形成了征求意见稿。

2019年8月7日上午在海宁市英德赛电子有限公司召开了“浙江制造”团体标准《7N光电子级超纯氨》启动暨研讨会，来自上海市计量测试技术研究院、浙江理工大学、嘉兴学院、杭州士兰明芯科技有限公司的专家和7N光电子级超纯氨生产企业代表、标准起草工作组成员参加了本次会议：

海宁市英德赛电子有限公司执行总裁彭昆鹏建议将标准名称“7N光电级超纯氨”改为“7N光电子级超纯氨”,改名后GB/T14601-2009的名称相一致。

经全体参会成员讨论后，上述建议被采纳。

嘉兴学院陈树大教授认为：

①“7N”需在3术语和定义中进行解释，同时关键性技术指标也可在3术语和定义中进行解释；②标准第4章基本要求中建议增加“安全”方面相关的内容；③4.4环保中建议增加废气处理以及废气零排放等相关环保方面的内容；④标准第8章标志、包装、贮运及安全要求中出现“高纯氨”，与制定的标准“超纯氨”有概念上冲突，建议都改为“超纯氨”。

经全体参会成员讨论后，上述建议被采纳。

浙江理工大学戚栋明专家提议：

①规范性引用文件中建议增加相关测试类文件；②术语和定义中建议增加体现产品稳定性、检测等相关解释；③4.1条研发能力中建议加入自身的优势、研发自检能力，包括检测仪器等内容；④4.3条生产制造中建议强调重要关键领先技术、设备和工艺，去除相关结论性表述；⑤5技术要求中“轻组分”表述不明确，建议改为“组分”；⑥8.2.3中“留有余压”建议改为“留有5%～10%余量”；⑦编制说明的项目背景中建议加入现有标准达到的技术水平。

经全体参会成员讨论后，上述建议被采纳。

上海市计量测试技术研究院魏王慧专家认为：

①标准草案的规范性引用文件与编制说明中引用的文件不一致，建议修改；②4.5检测能力中建议写检测仪器全称，以及在哪些方面的运用；③6试验方法中6.3序号编写重复，建议修改；④6试验方法中建议不要加入附录，可直接引用国家标准；⑤编制说明的项目背景中应加入为何制定该标准，制定该标准的意义以及必要性等相关内容。

经全体参会成员讨论后建议被采纳。

浙江蓝箭万帮标准技术有限公司朱盛霞部长认为：

①标准草案封面上的标准名称英文首字母为大写，其余都为小写；②1范围中标准适用部分“通过吸附预纯化、精馏提纯、终端纯化生产”等工艺表述将标准框的太窄，建议重新梳理标准适用范围；③1范围中“分子量”建议改为“相对分子质量”；④规范性引用文件顺序建议按编号从小到大排列，按需要注引用文件的日期；⑤4.2原料要求中GB/T536-2017的年代号可去掉，并建议将4.2.1与4.2.2合并成一句话；⑥9质量承诺中建议加入附件有效期；⑦编制说明的项目背景中“企业战略目标”等表述可不写。

以上建议经工作组逐条讨论进行了修改。

浙江理工大学戚栋明专家提议5技术要求中的技术指标应增加波动范围。

经全体参会成员讨论后，此建议不予采纳。

上海市计量测试技术研究院魏王慧专家建议5技术要求的技术指标中可加入杂质油的含量指标。

经全体参会成员讨论后，因目前无相关检测标准以及检测难度过大，此建议不予采纳。

按以上采纳的专家建议，标准起草小组进行了标准草案的修改完善，于2019年8月10日形成了《7N光电子级超纯氨》征求意见稿。

3.2.3征求意见（根据标准版次调整）。

3.2.4专家评审（根据标准版次调整）。

3.2.5标准报批（根据标准版次调整）。

4标准编制原则、主要内容及确定依据

4.1编制原则

4.1.1符合性原则

本标准主要按照GB/T14601-2009进行编写，标准框架按照“浙江制造”标准要求增加了3“术语和定义”、4“基本要求”和9“质量承诺”，标准编写规则符合GB/T1.1-2009的要求。

4.1.2用户需求原则

本标准所指的7N光电子级超纯氨产品主要是半导体工业，氮化硅、氮化镓的化学气相沉积，也可用于硅或氧化硅的氮化等生产工艺用气。

为此本标准制定过程中力求在原有的基础上提升了氨纯度的要求。

4.1.3先进性原则

本标准起草过程中将主要技术指标与国内外先进标准对标，做到国内一流、国际先进的水平。

4.2主要内容

本标准主要包含术语和定义、基本要求（研发能力、原料要求、生产制造、环保和检测能力）、技术要求（氨（NH3）纯度、氢（H2）含量、氧+氩（O2+Ar）含量、氮（N2）含量、烃（C1～C3）含量、一氧化碳（CO）含量、二氧化碳（CO2）含量、水分（H2O）含量和总杂质含量）、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及安全要求和质量承诺等内容。

4.3主要内容确定依据

4.3.1标准适用范围

本标准适用于半导体工业，氮化硅、氮化镓的化学气相沉积，也可用于硅或氧化硅的氮化。

4.3.2基本要求

主要以标准起草工作组调研结果为基础，按照“浙江制造”标准制订框架要求，增加了研发能力、原料要求、生产制造、环保、安全和检测能力等内容。

4.3.3技术要求

4.3.3.17N光电子级超纯氨产品应符合表1的要求。

表17N光电子级超纯氨产品技术指标

项目

指标

氨（NH3）纯度（体积分数）/10-2

≥99.99999

氢（H2）含量（体积分数）/10-6

＜0.01

氧（O2）（氩）含量（体积分数）/10-6

＜0.01

氮（N2）含量（体积分数）/10-6

＜0.01

烃（C1～C3）含量（体积分数）/10-6

＜0.01

一氧化碳（CO）含量（体积分数）/10-6

＜0.01

二氧化碳（CO2）含量（体积分数）/10-6

＜0.01

水分（H2O）含量（体积分数）/10-6

＜0.05

总杂质含量（体积分数）/10-6

≤0.1

4.3.3.27N光电子级超纯氨产品重金属含量应符合表2的要求。

表27N光电子级超纯氨产品重金属技术指标

重金属含量/10-6（质量分数）

指标

气相

液相

锑（Sb）＜

0.005

0.005

镉（Cd）＜

0.001

0.001

钙（Ca）＜

0.01

0.05

铬（Cr）＜

0.001

0.005

钴（Co）＜

0.001

0.005

铜（Cu）＜

0.005

0.01

镓（Ga）＜

0.001

0.005

碲（Te）＜

0.001

0.005

铅（Pb）＜

0.001

0.005

锂（Li）＜

0.001

0.001

镁（Mg）＜

0.001

0.005

锰（Mn）＜

0.001

0.005

钼（Mo）＜

0.001

0.005

镍（Ni）＜

0.001

0.01

钾（K）＜

0.001

0.001

硅（Si）＜

0.01

0.05

钠（Na）＜

0.005

0.01

锡（Sn）＜

0.001

0.01

锌（Zn）＜

0.005

0.01

砷（As）＜

0.001

0.005

锗（Ge）＜

0.001

0.005

铁（Fe）＜

0.005

0.01

磷（P）＜

0.005

0.01

4.3.4试验方法

4.3.4.1氨纯度

光电子级产品纯度按式

（1）计算：

Φ=100-（Φ1+Φ2+Φ3+Φ4+Φ5+Φ6+Φ7）×10-4…………………

（1）

式中：

Φ---氨纯度（体积分数），10-2；

Φ1---氢含量（体积分数），10-6；

Φ2---氧含量（体积分数），10-6；

Φ3---氮含量（体积分数），10-6；

Φ6---烃（C1～C3）含量（体积分数），10-6；

Φ4---一氧化碳含量（体积分数），10-6；

Φ5---二氧化碳含量（体积分数），10-6；

Φ7---水分含量（体积分数），10-6。

4.3.4.2测定氨中的杂质含量时，应有氨尾气处理措施，以防止氨对环境的污染。

4.3.4.3氢、氧（氩）、氮、烃（C1～C3）、一氧化碳、二氧化碳含量的测定。

4.3.4.3.1氢、氧（氩）、氮、烃（C1～C3）、一氧化碳、二氧化碳含量的测定按GB/T14601的规定执行。

4.3.4.3.2允许采用其他等效的方法测定氨中的微量氢、氧（氩）、氮、烃（C1～C3）、一氧化碳、二氧化碳含量。

当以上测定结果有异议，以4.3.4.3.1规定的方法为仲裁方法。

4.3.4.4水分含量的测定

4.3.4.4.1水分含量的测定按GB/T5832.3的规定执行。

4.3.4.4.2允许采用其他等效的方法测定氨中的微量水。

当以上测定结果有异议，以4.3.4.4.1规定的方法为仲裁方法。

4.3.4.5重金属含量的测定

4.3.4.5.1重金属含量的测定按GB/T34972的规定执行。

4.3.4.5.2允许采用其他等效的方法测定氨中的微量重金属。

当以上测定结果有异议，以4.3.4.5.1规定的方法为仲裁方法。

4.3.5检验规则

标准规定了检验分类，强化了出厂检验，采取了逐个检验；超纯氨采样安全应符合GB/T3723、GB/T6678、GB/T6680、GB/T6681的相关规定。

4.3.6标志、包装和贮存安全要求

标准规定了标志、包装和储存的要求，其中充装氨的气瓶应符合GB/T13004的有关规定，公称工作压力不得低于3.0MPa，气瓶颜色标志应符合GB/T7144-2016的规定。

气瓶的运输标志应符合GB190-2009第3章规定。

气瓶应符合GB/T150规定，瓶阀应为钢质，不得使用铜或铜合金瓶阀。

充装超纯氨的槽罐车，公称工作压力不得低于2.2MPa，罐体外表面为铝白色。

运输标志应符合GB190规定，整车外廓尺寸符合GB1589规定，罐体结构设计符合GB/T150的有关规定，配备至少一套压力测量装置、安全阀、紧急切断阀、接地装置、每侧一只干粉灭火器。

气瓶充装应符合GB/T14193和《气瓶安全技术监察规程》、《固定式压力容器安全技术监察规程》、《移动式压力容器安全技术监察规程》的相关规定。

4.3.7质量承诺

主要以标准起草工作组调研结果为基础，按照“浙江制造”标准制订框架要求，增加了质量承诺的内容。

5标准先进性体现

5.1型式试验内规定的所有指标对比分析情况。

因国内行业标准均基于国际标准，而国际标准是进入国外市场的准入标准，本标准是按国内一流、国际先进的要求制定，故型式试验符合国际标准是基本要求。

本标准的主要技术指标设定是根据产品性能特点，各项指标均优于国内外标准，具体列表如下：

项目

德国林德集团linde-datasheet-01-ammonia.NH3

GB/T14601-2009

电子工业用气体氨

苏州金宏气体股份有限公司

Q/320507LAS03-2018

7N超纯氨

浙江建业微电子材料有限公司

Q/JYMEC001-2016

7N超纯氨

本次制订标准确定的指标要求

氨（NH3）纯度（体积分数）/10-2

≥99.99995

≥99.99994

≥

99.99999

≥99.99999

≥99.99999

氢（H2）含量（体积分数）/10-6

0.1

＜0.1

＜0.01

＜0.01

＜0.01

氧+氩（O2+Ar）含量（体积分数）/10-6

0.1

＜0.1

＜0.01

＜0.01

＜0.01

氮（N2）含量（体积分数）/10-6

0.1

/

＜0.01

＜0.05

＜0.01

烃（C1~C3）含量（体积分数）/10-6

0.02

＜0.05

＜0.01

＜0.01

＜0.01

一氧化碳（CO）含量（体积分数）/10-6

0.01

＜0.05

＜0.01

＜0.01

＜0.01

二氧化碳（CO2）含量（体积分数）/10-6

0.01

＜0.1

＜0.01

＜0.01

＜0.01

水分（H2O）含量（体积分数）/10-6

0.1

＜0.2

＜0.05

＜0.05

＜0.05

总杂质含量（体积分数）/10-6

/

≤0.6

≤0.1

≤0.1

≤0.1

本标准在国家标准的基础上提高了产品的生产要求，产品质量稳定性更好、品质更高。

同时通过吸附预纯化、精馏提纯、终端纯化生产等加工制成，具有高的纯度。

因此执行本标准生产的质量在国际处于先进水平，如本标准得于发布实施，执行本标准生产的此类产品品质将处于国内一流水平，国际先进水平。

5.2基本要求（型式试验规定技术指标外的产品设计、原材料、关键技术、工艺、设备等方面）、质量承诺等体现“浙江制造”标准“四精”特征的相关先进性的对比情况。

5.2.1产品设计方面提出应具备超纯氨纯化工艺设计，超纯氨精馏工艺设计，超纯氨提纯工艺设计，超纯氨深度净化工艺设计和超纯氨智能充装工艺设计，体现研发设计先进性。

5.2.2在选材方面根据相关要求建立了原料和辅料管理办法，原料应采用符合GB/T536规定的液体无水氨，且每批次到货原料应进行外观质量、水分检测，确保原料质量。

5.2.3在工艺和设备方面提出采用气化连续进料，实现了进料和采出的连续性，增加了生产工艺的稳定性；采用双塔精馏工艺及节能降耗装置，替代了传统工艺中的吸附工艺，降低了生产过程的能耗增大了产线的电线产能，实现7N高纯氨稳定采出。

5.2.4在生产环保方面提出生产线采用有毒气体检测装置与水喷淋相联锁，故障泄漏时实现自动化喷淋，同时生产线采用SIS控制系统，故障发生时第一时间联锁停机，有效减低安全风险，实现安全智能化。

全过程采用物理分离操作，废氨经过环保处理，部分废氨冷凝回流至储罐，部分经废水处理设备吸收，废水率为零，提高了产品的环保性，同时为了克服以上工艺过程中生产质量不稳定的难题。

5.2.5在检测能力方面提出采用DCS控制系统，实现各关键控制点的在线分析和集中控制；在生产线产品采出口设置自动分析系统，实现产品时时在线分析，一方面减少了人为干预，另一方面实现了自动化分析。

5.3标准中能体现“智能制造”、“绿色制造”先进性的内容说明。

（若无相关先进性也应说明）。

本标准强调采用自动化的工艺和设备贯穿在产品从超纯氨生产到成品充装的整个过程，要求回收废气、废固进行并进行集中无害化处理，并鼓励采用可回收材料，并在产品的限用物质及限制要求中提出低于欧盟标准70%的限制水平，符合“智能制造”、“绿色制造”的先进性，整个生产过程，公司从原料，配方设计，生产设备等进行了改造，已经基本达到智能制造和绿色制造的水平。

6与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性

6.1目前国内主要执行的标准有：

无

6.2本标准与相关法律、法规、规章、强制性标准相冲突情况。

不存在标准低于相关国标、行标和地标等推荐性标准的情况。

6.3本标准引用了以下文件：

GB/T150压力容器第3部分：

设计

GB190危险货物包装标志

GB/T536液体无水氨

GB1589汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值

GB/T3723工业用化学产品采样安全通则

GB/T5832.3气体中微量水分的测定第3部分：

光腔衰荡光谱法

GB/T6678化工产品采样总则

GB/T6680液体化工产品采样通则

GB/T6681气体化工产品采样通则

GB/T7144气瓶颜色标志

GB/T13004钢质无缝气瓶定期检验与评定

GB/T14601电子工业用气体氨

GB/T14193液化气体气瓶充装规定

GB/T31573无机化学工业污染物排放排放标准

GB/T34972电子工业用气体中金属含量的测定电感耦合等离子体质谱法

TSGR0004固定式压力容器安全技术监察规程

TSGR0005气瓶安全技术监察规程

TSGR0006移动式压力容器安全技术监察规程

引用文件现行有效。

7社会效益

通过制定7N光电子级超纯氨产品团体标准，不仅能弥补当前国内空白，还对超纯氨生产企业和使用单位有指导作用，避免产品质量过剩或不足所带来的经济损失，过剩的质量将造成生产工厂自身成本上升带来的经济损失，不足的质量又会造成后续加工企业在生产效率和经济效益方面所带来的危害与损失。

7N光电子级超纯氨作为半导体行业急需且用量巨大的原材料，项目的市场供需情况良好，具有开发和进行产业化的必要性，它不仅提升了企业的技术水平、市场竞争能力和为企业创造良好的经济效益，还解决了一定的社会就业、为国家和地方创造税收、促进了我国半导体行业高速的发展，具有良好的经济和社会效益。

8重大分歧意见的处理经过和依据

无

9废止现行相关标准的建议

无

10提出标准强制实施或推荐实施的建议和理由

本标准为浙江省品牌建设联合会团体标准。

11贯彻标准的要求和措施建议

已批准发布的“浙江制造”标准，文本由浙江省品牌建设联合会在官方网站（

标准主要起草单位将在企业标准信息公共服务平台（

12其他应予说明的事项

标准无涉及专利

《7N光电子级超纯氨》标准研制工作组

2019年8月10日