氟化氫有哪些生產企業（日本禁止出口的高純氟化氫有多難生產）

2023-08-05 16:16:15 1

前段時間，日本和韓國兩個鄰居又吵起來了，而日本直接使出了殺手鐧，限制高純氟化氫、氟聚醯亞胺和光刻膠向韓國出口。這三種材料都是高精尖半導體行業使用的，掐中了韓國的命脈。今天說說，這個高純氟化氫，生產起來有多難。

一、氟化氫和氫氟酸

氟化氫是一種有毒氣體，溶於水形成氫氟酸。氫氟酸是一種弱酸，具有特殊腐蝕性，所謂特殊腐蝕性，是指它能腐蝕其他強酸所不能腐蝕的玻璃、單晶矽等半導體材料。在半導體生產工藝中有重要應用。

氫氟酸的生產並不困難，其主要原料是螢石，而我國螢石的探明儲量與南非並列世界第一位，按說是具有得天獨厚優勢的。但應用於半導體生產的氫氟酸可不是普通的氫氟酸，是超淨高純的電子級氫氟酸。普通工業級氫氟酸，洗個玻璃還行，用來洗半導體，基本上只能生產出廢品來。因為普通工業級氫氟酸，含有大量雜質，這些雜質對晶片生產是致命的。

那高純氟化氫有多純呢？以前我們都聽說過千足金的說法，也就是純度為99.9%，含有0.1%的雜質，後來又有人提出萬足金，就是99.99%，含有0.01%的雜質。而日本產的最高純度的氫氟酸純度為99.9999999999%甚至更高，這個在目前最先進的晶片生產工藝中都可以放心使用。而中國目前能生產的最高純度也比這個純度低十倍左右，而這只是其中一個指標，此外還有控制粒徑、顆粒個數等指標。

二、生產工藝

如前所說，氟化氫的生產並不困難，只需要讓螢石跟硫酸進行反應，就可以製得氟化氫。再用水溶解掉氟化氫，就變成了氫氟酸。這個生產過程技術含量並不高，工藝也不複雜。但生產出來的只是工業級的氫氟酸，要想應用到電子行業，必須做非常精密的提純。難就難在了提純上。

嚴格來說，提純的工藝流程也不是很複雜。主要是利用氟化氫的揮發性以及不同物質沸點不同，採用精餾、蒸餾、亞沸蒸餾、減壓蒸餾、氣體吸收等技術對氟化氫進行純化。在此過程中，要把三價砷的氟化物氧化成五價，以免它跟著氟化氫一起蒸餾出來。然後用高純水溶解氟化氫，再過超濾膜過濾雜質，最後進行檢驗和無塵灌裝。我們國家相關的純化工藝專利有很多。隨著我國化學工藝研究水平的提高，一套合格的生產工藝設計並不難，難就難在生產廠房和設備上了。

先說生產廠房，雖說我國已經發展成為基建強國，但對於超淨高純氫氟酸廠房這樣的特殊基建還沒有成熟經驗。這樣的廠房要求與外界嚴密隔離，要設置多重的過濾系統，爭取不讓任何灰塵進入生產區。廠房不僅要有雙層的門窗和多重的通風過濾系統，而且要精打細算到每個工作區都用小的隔斷隔開，設置獨立的過濾系統，保證外來的「新鮮空氣」，經過多重過濾和殺菌以後達到萬級以上的淨化度（具體標準指標參考百度百科），灌裝車間甚至要求達到百級以上。由於氟化氫的腐蝕性，對廠房裝修也提出了很高的要求，要使用完整的幾乎沒有拼接的裝修材料，表面光滑整潔，邊角要易於清潔。所有的裝修材料包括工作檯、隔層、器皿等都要使用防靜電的材質。因為靜電吸附灰塵，會給生產帶來幹擾。目前國內生產的高純氟化氫，往往會出錢顆粒不達標的情況，正是生產車間建設不達標帶來的問題。穿著乞丐服生產高檔美食，其結果可想而知。

超淨室

然後再說設備問題。其實設備的設計不存在太大的困難，難就難在設備的製作材料和生產工藝。由於氟化氫和氫氟酸的腐蝕性，一般的金屬設備是不能用來生產高純氟化氫的。要麼使用鉑、金等貴金屬材質，要麼使用增加防腐蝕內襯的不鏽鋼設備。內襯材料往往是氟塑料，如聚四氟乙烯、PFA等塑料材質。但國內生產的氟塑料，往往摻入碳酸鈣、二氧化矽、滑石粉等材料，這些物質對氟化氫生產工藝帶來新的汙染。還有就是塑料表面的光滑整潔度，也影響產品的質量，這些往往是我國材料生產和加工的薄弱環節。再有，國外能夠生產噸級方桶和儲罐，方便儲運氫氟酸，而國內只能生產幾十升的容器。