在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代,高純氦氣在眾多關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用。
在半導(dǎo)體制造過(guò)程中,高純氦氣被廣泛應(yīng)用于芯片的光刻、蝕刻以及薄膜沉積等工藝環(huán)節(jié)。
高純氦氣作為一種惰性保護(hù)氣體,能夠有效防止芯片在制造過(guò)程中受到雜質(zhì)的污染,確保芯片的微觀結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能的高度一致性與穩(wěn)定性。例如,在極紫外光刻(EUV)技術(shù)中,超純氦氣的能供應(yīng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)高精度的芯片圖案轉(zhuǎn)移至關(guān)重要,其微小的雜質(zhì)含量波動(dòng)都可能導(dǎo)致芯片出現(xiàn)缺陷,影響整個(gè)集成電路的性能與成品率。
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如何保證高純氦氣的供應(yīng)穩(wěn)定性,面臨的主要挑戰(zhàn)是什么?
制備高純氦氣主要有以下主流工藝。
要保證高純氦氣供應(yīng)的穩(wěn)定性,首先要確保穩(wěn)定的氦氣來(lái)源。這需要與可靠的氦氣生產(chǎn)企業(yè)建立長(zhǎng)期合作關(guān)系,例如從天燃?xì)馓镏刑崛『獾钠髽I(yè)。同時(shí),要有足夠的氦氣儲(chǔ)備設(shè)施,像大型的高壓氣罐或地下儲(chǔ)氣庫(kù)來(lái)應(yīng)對(duì)需求的波動(dòng)。
然而,面臨的挑戰(zhàn)也不少。一方面,氦氣資源分布極不均衡,主要集中在少數(shù)國(guó)家,供應(yīng)容易受到地緣政治因素的影響。另一方面,高純氦氣的生產(chǎn)和提純工藝復(fù)雜,設(shè)備投資大、維護(hù)成本高,任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都可能導(dǎo)致供應(yīng)中斷。
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生產(chǎn)高純氦氣的主要方法有哪些?
生產(chǎn)高純氦氣主要有以下方法。
一是低溫冷凝法。利用各種氣體沸點(diǎn)的差異,將含有氦氣的混合氣體深度冷卻,使其他氣體先液化,從而分離出氦氣。這種方法能獲得高純度的氦氣,但設(shè)備復(fù)雜,能耗高。
二是變壓吸附法。利用吸附劑在不同壓力下對(duì)不同氣體吸附能力的差異,在壓力變化過(guò)程中選擇性地吸附雜質(zhì)氣體,使氦氣得到提純。這種方法操作相對(duì)靈活簡(jiǎn)單,不過(guò)純度可能稍低于低溫冷凝法。
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