在當今科技飛速發(fā)展的時代,高純氦氣在眾多關鍵領域發(fā)揮著不可或缺的作用。
在半導體制造過程中,高純氦氣被廣泛應用于芯片的光刻、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氣體,能夠有效防止芯片在制造過程中受到雜質的污染,確保芯片的微觀結構和電學性能的高度一致性與穩(wěn)定性。例如,在極紫外光刻(EUV)技術中,超純氦氣的能供應對于實現(xiàn)高精度的芯片圖案轉移至關重要,其微小的雜質含量波動都可能導致芯片出現(xiàn)缺陷,影響整個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的穩(wěn)定性,首先要確保穩(wěn)定的氦氣來源。這需要與可靠的氦氣生產企業(yè)建立長期合作關系,例如從天燃氣田中提取氦氣的企業(yè)。同時,要有足夠的氦氣儲備設施,像大型的高壓氣罐或地下儲氣庫來應對需求的波動。
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)國家,供應容易受到地緣政治因素的影響。另一方面,高純氦氣的生產和提純工藝復雜,設備投資大、維護成本高,任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能導致供應中斷。
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生產高純氦氣的主要方法有哪些?
生產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,但設備復雜,能耗高。
二是變壓吸附法。利用吸附劑在不同壓力下對不同氣體吸附能力的差異,在壓力變化過程中選擇性地吸附雜質氣體,使氦氣得到提純。這種方法操作相對靈活簡單,不過純度可能稍低于低溫冷凝法。
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