TCCGA 30003-2019 超純三氟化氮

T/CCGA30003—2019

超純三氟化氮

1范圍

本標準規(guī)定了瓶裝超純三氟化氮的技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及包裝、標志、運輸、儲存和安

全。

本標準適用于電解合成粗品三氟化氮，通過精餾提純生產的超純三氟化氮。它主要用作電子工業(yè)中

等離子體工藝蝕刻劑和化學氣相沉積的清洗劑。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB190危險貨物包裝標志

GB/T5099鋼質無縫氣瓶

GB/T5832.3氣體中微量水分的測定第3部分光腔衰蕩光譜法

GB/T6681氣體化工產品采樣通則

GB/T7144氣瓶顏色標志

GB/T14194壓縮氣體充裝規(guī)定

氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程

3技術要求

超純三氟化氮應符合表1的要求。

表1技術指標

項目指標

-2

三氟化氮(NF3)（體積分數(shù)），10≥99.999

-6

四氟化碳(CF4)（體積分數(shù)），10≤5

-6

氮(N2)（體積分數(shù)），10≤1

-6

氧+氬(O2+Ar)（體積分數(shù)），10≤1

一氧化碳(CO)（體積分數(shù)），10-6≤0.5

-6

二氧化碳(CO2)（體積分數(shù)），10≤0.5

-6

氧化亞氮(N2O)（體積分數(shù)），10≤0.5

-6

六氟化硫(SF6)（體積分數(shù)），10≤0.5

酸度(以HF計)（體積分數(shù)），10-6≤0.5

-6

水（H2O）（體積分數(shù)），10≤0.5

4試驗方法

4.1抽樣、判定和復驗

4.1.1從同一來源穩(wěn)定充裝的超純三氟化氮氣體構成一批，并建立批次的定義規(guī)則。一般以生產日期

+充裝位置定義產品批次，以便于產品追溯。

4.1.2對于超純三氟化氮(一般單獨包裝重量不小于200公斤)應按照表1的要求逐一檢驗，當各雜質指

標符合表1的要求時，即可認為產品符合超純三氟化氮的要求，產品中三氟化氮含量可利用差減法計算

得到。

4.1.3對于逐一檢驗的產品，當檢驗結果有一項不符合表1的要求時，應判定該產品不合格。

4.1.4當客戶要求產品包裝較?。ū热鐔为毎b重量不大于25公斤/瓶）時，對不易受到外界環(huán)境影響

的雜質，如酸度(以HF計)和水（H2O），可按照表2規(guī)定從每批產品中進行抽樣，取樣應當符合GB/T6681

1

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中的相關規(guī)定，確保所取得樣品的代表性。對容易受到外界環(huán)境影響的雜質，如氧+氬(O2+Ar)、氮(N2)、

一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、四氟化碳(CF4)、氧化亞氮(N2O)、六氟化硫(SF6)等氣相雜質應逐一檢測。

表2瓶裝超純三氟化氮產品抽樣表

每批氣瓶數(shù)最少抽樣氣瓶數(shù)

11

2～82

9～153

16～255

＞258

4.1.5對于抽檢的產品指標，當抽檢結果有一項不符合本標準要求時，應判定該批不合格或者轉為逐一

檢測篩選合格產品。

4.2超純三氟化氮純度

三氟化氮純度按式（1）計算：

-4

Φ=100-（Φ1+Φ2+Φ3+Φ4+Φ5+Φ6+Φ7+Φ8+Φ9）×10…(1)

式中:

Φ——三氟化氮(NF3)純度的體積分數(shù)，10-2；

Φ1——四氟化碳(CF4)的體積分數(shù)，10-6；

Φ2——氮(N2)的體積分數(shù)，10-6；

Φ3——氧加氬(O2+Ar)的體積分數(shù)，10-6；

Φ4——一氧化碳(CO)的體積分數(shù)，10-6；

Φ5——二氧化碳(CO2)的體積分數(shù)，10-6；

Φ6——氧化亞氮(N2O)的體積分數(shù)，10-6；

Φ7——六氟化硫(SF6)的體積分數(shù)，10-6；

Φ8——酸度(以HF計)的體積分數(shù)，10-6；

Φ9——水（H2O）的體積分數(shù)，10-6。

4.3氧+氬、氮、一氧化碳、二氧化碳、四氟化碳、氧化亞氮、六氟化硫含量的測定

4.3.1儀器

采用配備氦離子化檢測器的氣相色譜儀（允許使用配備其他等效檢測器的氣相色譜儀）測定三氟化

氮中氧+氬、氮、一氧化碳、二氧化碳、四氟化碳、氧化亞氮、六氟化硫的含量。

以上儀器應當配備氣路切割系統(tǒng)，用于切除樣品氣中絕大部分的三氟化氮。典型的氣路切割示意圖

參見附錄A。

4.3.2測定條件

4.3.2.1儀器檢測限

所采用的氣相色譜儀對三氟化氮中氧+氬、氮、一氧化碳、二氧化碳、四氟化碳、氧化亞氮、六氟

化硫的檢測限應分別不大于本標準表1所列相應雜質指標的1/5。

4.3.2.2色譜柱

預分離柱1：長2.0m，內徑3mm，內裝粒度為0.150mm～0.180mm的CST不銹鋼色譜柱。色譜柱在180℃

通載氣活化2h后備用，預分離柱使用溫度為50℃?；虿捎闷渌刃V柱。

預分離柱2：長5.0m，內徑3mm，內裝粒度為0.18mm～0.25mm的PorapakQ不銹鋼柱。色譜柱在180℃

通載氣活化2h后備用，預分離柱使用溫度為50℃?；虿捎闷渌刃V柱。

分析柱1：長3.0m，內徑3mm，內裝粒度為0.150mm～0.180mmmm的MS-13X（或5A）分子篩，分子

篩預先在馬弗爐中于450℃活化3h，冷至室溫后裝柱，然后再在儀器上以載氣和流速與分析樣品時同

樣的條件于150℃活化2h，分析柱柱溫約50℃?；虿捎闷渌刃V柱。

分析柱2：長7.0m，內徑3mm，內裝粒度為0.180mm～0.250mm的PorapakQ有機多孔聚合物的不

銹鋼柱。色譜柱在180℃通載氣活化2h后備用，分析柱柱溫約50℃?；虿捎闷渌刃V柱。

4.3.2.3氣體標準樣品

2

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所采用的氣體標準樣品中雜質的含量應當與被測試樣中所對應的含量相近，當不具備相應條件時，

氣體標準樣品中氮、氧+氬、一氧化碳、二氧化碳、氧化亞氮、四氟化碳、六氟化硫的含量應約為5×10-

6（體積分數(shù)），平衡氣為氦氣，氣體標準樣品定值的不確定度應小于10%。

色譜儀的其它測定條件按照相應的儀器說明書執(zhí)行。

4.3.3測定步驟

4.3.3.1啟動儀器

在確保所采用色譜儀的每路氣體氣密性的前提下，按儀器說明書開啟儀器，待儀器達到測定條件后

即可進行測定。

4.3.3.2測定

用氣體標準樣品進樣，記錄氣體標準樣品中組分的色譜信號。初次測定時，應當確定切割閥開啟時

間和關閉的適當時間。在切割閥開啟的時間內，氣路切除樣品中的絕大部分乃至全部三氟化氮組分。重

復進樣至少兩次，直至兩次平行測定的相對偏差不大于5%，取其平均值。

將超純三氟化氮樣氣連接到儀器的進樣系統(tǒng)，待儀器穩(wěn)定后，以測定氣體標準樣品同樣的測定條件

進樣，記錄超純三氟化氮樣品中組分的色譜信號，重復進樣至少兩次，直至兩次平行測定的相對偏差不

大于5%，取其平均值。

4.3.3.3結果處理

以測得樣品氣中組分的峰面積，按式（2）分別計算三氟化氮中氮、氧+氬、一氧化碳、二氧化碳、

氧化亞氮、四氟化碳、六氟化硫的含量。

Φs=Φc×……（2）

式中：????????

????????

Φs——三氟化氮樣品中組分的含量（體積分數(shù)）；

Φc——氣體標準樣品中相應組分的含量（體積分數(shù)）；

As——三氟化氮樣品中相應組分的峰面積；

Ac——氣體標準樣品中相應組分的峰面積。

4.3.4結果判定

當兩種方法的測定結果有異議時，以氦離子化氣相色譜法為仲裁方法。

4.4酸度(以HF計)的測定

酸度(以HF計)測定方法應符合附錄B的規(guī)定。

水分含量的測定

按GB/T5832.3的規(guī)定執(zhí)行，允許采用其它等效方法測定。當測定結果有異議，以GB/T5832.3規(guī)定

的方法為仲裁方法。

5包裝、標志、貯運及安全

5.1超純三氟化氮的化學性質和部分物理參數(shù)參見GB/T21287-2007中附錄D。

5.2生產廠可根據(jù)用戶需要選用相應容積的超純三氟化氮氣瓶，目前常規(guī)使用的氣瓶類型有單瓶、瓶

組、Y瓶和管束式集裝箱，均應符合GB/T5099、氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程等相關規(guī)定。

5.3超純三氟化氮氣瓶閥門應選用專用閥門，采用316L不銹鋼或其它等效材料制造，閥門的泄漏率應不

大于1×10-7Pa?L/s。氣瓶應經過內表面處理，且符合氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程要求，氣瓶內表面粗糙度

（Ra）應不大于0.4μm并滿足本標準對水分的要求。依據(jù)氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程，超純三氟化氮氣瓶

定期檢驗周期為8年。

5.4超純三氟化氮氣瓶顏色標志及字樣應符合GB/T7144的相關規(guī)定，運輸包裝標志應符合GB190的相

關規(guī)定。

5.5超純三氟化氮氣瓶的充裝應符合GB/T14194、氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程的相關規(guī)定。氣瓶公稱壓力

為12.5MPa時，充裝量應不大于0.55kg/L。返廠氣瓶的余壓不應低于0.5MPa。

5.6氣瓶在出廠前應在瓶閥出口加裝帶螺紋的不銹鋼堵頭，同時對閥門全部塑封，防止閥門的污染和泄

漏。

5.7每批出廠的超純三氟化氮產品應附有質量合格證，其內容應至少包括以下內容：

a）產品名稱；

3

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b）生產廠名稱；

c）批號、氣瓶編號、凈重；

d）生產日期和執(zhí)行標準編號；

e）分析結果。

5.8超純三氟化氮的保質期為兩年，以質量檢驗日期開始計算。

6安全警示

6.1超純三氟化氮是一種無色，無味，無毒的氣體，在工作場所允許的最高濃度為10×10-6(體積分

數(shù))，否則人長期吸入一定量后會引起高鐵血紅蛋白癥，造成肝、腎、脾腫大。在使用超純三氟化氮時

應有防止環(huán)境污染的防護措施。

6.2超純三氟化氮氣體常溫下較穩(wěn)定，隨著溫度的增高其活性亦增加，當溫度升至250℃～350℃時，

成為強氧化劑。在其使用場地不應有明火、熱源及易燃易爆物品。

4

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A

A

附錄A

（資料性）

切割氣路流程示意圖

圖A.1給出了測定三氟化氮中氮、氧+氬、四氟化碳、氧化亞氮、一氧化碳、二氧化碳、六氟化硫時

所采用的一種氣路切割裝置的參考氣路流程示意圖。

說明：

1——樣品氣進口；

2——預柱1（CST柱）；

3——分子篩分析色譜柱；

4——預柱2（PorapakQ色譜柱）；

5——PorapakQ色譜柱；

6——樣品氣出口；

7、8、9、10——色譜載氣入口；

11、12、13——色譜載氣入口；

14——氣體進檢測器入口；

15、16——樣品定量環(huán)；

17、18、19、20、21——針型閥。

圖A.1氣路切割裝置流程示意圖

5

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B

B

附錄B

（規(guī)范性）

酸度（以HF計）的測定

B.1原理

將試樣氣體通入吸收瓶中，其酸和酸性物質被水吸收，以溴甲酚紫為指示劑，用氫氧化鈉標準溶液

滴定被吸收的酸至終點，從而測定出試樣的總酸度(以HF計)。

B.2試劑和溶液

酸度（以HF計）的測定的試劑和溶液包括以下內容：

——005mol/L的氫氧化鈉標準溶液，由0.1mol/L標準溶液稀釋制取；

——溴甲酚紫0.1%乙醇(20%)溶液；

——無水乙醇,分析純。

B.3儀器與設備

酸度（以HF計）的測定的儀器與設備包括以下內容：

——微量滴定管1mL，分度值為0.01mL或0.005mL；

——質量流量計。

B.4測定步驟

超純三氟化氮中酸分的吸收裝置示意圖參見圖B.1。吸收瓶均為100mL磨口封蓋的錐形瓶，吸收瓶

內分別裝入60mL高純水，通氣量20L左右，由質量流量計計量。通氣完畢，分別在樣品吸收瓶的溶液

中與空白背景瓶的溶液中，加入3～4滴指示劑(溴甲酚紫0.1%乙醇(20%)溶液)，用0.005mol/L氫氧化

鈉標準溶液滴定，溶液由黃色變?yōu)樽仙珵榻K點。

B.5結果處理

按式（B.1）計算出樣品中的總酸度：

Φ=.××()×××…………（B.1）

氣體吸收量××3

224?????????????0760????10

式中：

273P

Φ——樣品中的總酸度(體積分數(shù))，10-6；

V——樣品吸收瓶溶液消耗氫氧化鈉標準溶液的體積，mL；

V0——空白背景瓶溶液消耗氫氧化鈉標準溶液的體積，mL；

F——NAOH標準溶液的濃度，mol/L；

760——標準大氣壓，mmHg；

氣體吸收量——氣體樣品的取樣量，L；

P——校正壓力，mmHg；

T——校正溫度，K。

6

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說明：

1——氮氣鋼瓶；

2——三氟化氮瓶；

3——質量流量計；

4——緩沖瓶；

5——樣品吸收瓶；

6——空白背景瓶；

7——去尾氣吸收裝置；

8、9——NaOH吸收溶液。

圖B.1酸分吸收裝置示意圖

7

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參考文獻

[1]GB/T21287-2007電子工業(yè)用氣體三氟化氮

中國氣體協(xié)會官網

8

ICS71.100.20

CCSG86

CCGA

中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會團體標準

T/CCGA30003—2019

超純三氟化氮

Ultrapurenitrogentrifluoride

2019-10-29發(fā)布2020-01-29實施

中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會發(fā)布

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超純三氟化氮

1范圍

本標準規(guī)定了瓶裝超純三氟化氮的技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及包裝、標志、運輸、儲存和安

全。

本標準適用于電解合成粗品三氟化氮，通過精餾提純生產的超純三氟化氮。它主要用作電子工業(yè)中

等離子體工藝蝕刻劑和化學氣相沉積的清洗劑。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB190危險貨物包裝標志

GB/T5099鋼質無縫氣瓶

GB/T5832.3氣體中微量水分的測定第3部分光腔衰蕩光譜法

GB/T6681氣體化工產品采樣通則

GB/T7144氣瓶顏色標志

GB/T14194壓縮氣體充裝規(guī)定

氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程

3技術要求

超純三氟化氮應符合表1的要求。

表1技術指標

項目指標

-2

三氟化氮(NF3)（體積分數(shù)），10≥99.999

-6

四氟化碳(CF4)（體積分數(shù)），10≤5

-6

氮(N2)（體積分數(shù)），10≤1

-6

氧+氬(O2+Ar)（體積分數(shù)），10≤1

一氧化碳(CO)（體積分數(shù)），10-6≤0.5

-6

二氧化碳(CO2)（體積分數(shù)），10≤0.5

-6

氧化亞氮(N2O)（體積分數(shù)），10≤0.5

-6

六氟化硫(SF6)（體積分數(shù)），10≤0.5

酸度(以HF計)（體積分數(shù)），10-6≤0.5

-6

水（H2O）（體積分數(shù)），10≤0.5

4試驗方法

4.1抽樣、判定和復驗

4.1.1從同一來源穩(wěn)定充裝的超純三氟化氮氣體構成一批，并建立批次的定義規(guī)則。一般以生產日期

+充裝位置定義產品批次，以便于產品追溯。

4.1.2對于超純三氟化氮(一般單獨包裝重量不小于200公斤)應按照表1的要求逐一檢驗，當各雜質指

標符合表1的要求時，即可認為產品符合超純三氟化氮的要求，產品中三氟化氮含量可利用差減法計算

得到。

4.1.3對于逐一檢驗的產品，當檢驗結果有一項不符合表1的要求時，應判定該產品不合格。

4.1.4當客戶要求產品包裝較?。ū热鐔为毎b重量不大于25公斤/瓶）時，對不易受到外界環(huán)境影響

的雜質，如酸度(以HF計)和水（H2O），可按照表2規(guī)定從每批產品中進行抽樣，取樣應當符合GB/T6681

1

T/CCGA30003—2019

中的相關規(guī)定，確保所取得樣品的代表性。對容易受到外界環(huán)境影響的雜質，如氧+氬(O2+Ar)、氮(N2)、

一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、四氟化碳(CF4)、氧化亞氮(N2O)、六氟化硫(SF6)等氣相雜質應逐一檢測。

表2瓶裝超純三氟化氮產品抽樣表

每批氣瓶數(shù)最少抽樣氣瓶數(shù)

11

2～82

9～153

16～255