激光氣體技術(shù)

激光氣體技術(shù)介紹1.激光氣體的提取通過(guò)添加少量其他簡(jiǎn)單的氣體，熟悉的霓虹燈發(fā)出的彩色電子輝光可以轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大的激光工具，并且是看不見的，可用于制造先進(jìn)的納米級(jí)芯片。之所以稱為準(zhǔn)分子激光器，是因?yàn)楣馐怯蓛蓚€(gè)分子的激發(fā)二聚體發(fā)出的（圖1）。圖1.此處顯示的是激光放電管中準(zhǔn)分子氣體混合物的激發(fā)。氣體混合物被引入到稱為共振器的腔室中，并且電流通過(guò)它。氣體分子原子中的電子吸收電流并被“激發(fā)”。它們開始圍繞原子核從低能軌道移動(dòng)到高能軌道，在此過(guò)程中，它們發(fā)出光粒子。它們能產(chǎn)生深紫外（DUV）光譜中特定波長(zhǎng)的光，該波長(zhǎng)甚至比太陽(yáng)產(chǎn)生的波長(zhǎng)還要短。這些激光用于幫助微芯片制造。準(zhǔn)分子激光氣體混合物是稀有氣體（氬，k,氙或氖）和鹵素氣體（氟或氯）的混合物。氣體混合物決定了產(chǎn)生的DUV光的波長(zhǎng)。氬+氟+氖（193nm）和++氟+氖（248nm）是最常用的兩種混合物。就數(shù)量而言；氖氣約占混合物的96-97.5%。氖氣，k氣和氙氣以及氦氣和氬氣被認(rèn)為是稀有氣體，僅以微量存在于空氣中。為了從空氣分離過(guò)程中以可行的量提取它們,需要每天至少有1000噸氧氣容量的大型處理裝置。最大的空氣分離裝置（ASU）可以每?jī)商焐a(chǎn)一瓶氙■246°C■273%-152%■183%-186%■246°C■273%-152%■183%-186%氙和氪相對(duì)于液態(tài)氧具有更高的沸點(diǎn)，并儲(chǔ)存在一個(gè)單獨(dú)的塔中，該塔的設(shè)計(jì)用于去除烴雜質(zhì)和氧，剩下90％的and和7-8％的氙的粗混合物，并將其進(jìn)一步純化處理。相對(duì)于氧氣沸點(diǎn)較低的氖通常與氮?dú)庖黄饛腁SU的低壓塔中抽出。粗產(chǎn)物中含有50％的氖，然后運(yùn)至另一濃縮廠，使用低溫分離技術(shù)進(jìn)行純化。這導(dǎo)致制造，凈化和存儲(chǔ)這些氣體非常困難。最重的稀有氣體氪氣和氙氣-在高于上述主要成分的冷凝點(diǎn)的溫度下作為液體從空氣中去除。空氣，包括氮?dú)?，氧氣和氬氣。然后通過(guò)分餾液體空氣將氬氣與氧氣和氮?dú)夥蛛x通過(guò)電解熔融的氟化鉀/氟化氫混合物產(chǎn)生了工業(yè)量的氟。氟以氣體形式產(chǎn)生并氣泡到混合物表面。捕集后，將氟純化并仔細(xì)包裝，以安全地容納這種高反應(yīng)性氣體。將稀有氣體與鹵素的特定混合物小心地混入特制的氣瓶中，以確保均勻性和較長(zhǎng)的存儲(chǔ)壽命。先進(jìn)的分析功能對(duì)于確保其遵循嚴(yán)格的質(zhì)量參數(shù)（以確保混合物的準(zhǔn)確性和純度）至關(guān)重要。2.激光氣體的應(yīng)用光刻：光刻工藝是微芯片小型化的關(guān)鍵。掃描儀的作用就像幻燈片放映機(jī)一樣：它吸收來(lái)自光源的光，該光源用于將圖像從原版圖案（刻在一塊玻璃上）轉(zhuǎn)印到覆蓋有光敏化學(xué)膜的半導(dǎo)體晶圓上。該圖像是將形成微芯片微小電路的圖案。退火：準(zhǔn)分子激光器還用于制造具有更高分辨率和色彩保真度的高端顯示屏。激光束用于將多個(gè)薄層加熱并融合在一起，從而使設(shè)備更快，更節(jié)能。醫(yī)療：準(zhǔn)分子激光產(chǎn)生的波長(zhǎng)約為200nm，可以通過(guò)燒蝕而不是蒸發(fā)精確地去除材料。消融避免了對(duì)周圍材料的熱損傷，因此在切割人體組織時(shí)可將疤痕降至最低。此屬性使其非常適合用于矯正眼科手術(shù)和某些皮膚病學(xué)疾病的治療。市場(chǎng)電子產(chǎn)品中激光氣體的當(dāng)前市場(chǎng)每年約3億升，并且還在增長(zhǎng)。這種增長(zhǎng)是由微芯片制造能力的整體增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)的，預(yù)計(jì)從2016年至2023年將以6％的復(fù)合年均增長(zhǎng)率（復(fù)合年增長(zhǎng)率）增長(zhǎng)，并在前沿節(jié)點(diǎn)使用多種圖案。多次構(gòu)圖光刻是指用DUV激光器執(zhí)行相同的構(gòu)圖步驟2X，3X，4X多次，以形成相同的特征，而在較大尺寸下，僅需執(zhí)行一個(gè)構(gòu)圖步驟。這樣做是為了創(chuàng)建更多的電路功能（如晶體管），而不增加芯片的物理尺寸。準(zhǔn)分子激光氣體的使用隨著步驟的增加而增加。未來(lái)與DUV相比，花樣步驟更短。EUV光是使用間接光源產(chǎn)生的。使用CO2激光產(chǎn)生的激光束用于擊中錫滴，然后產(chǎn)生EUV光。一些殘留的錫屑會(huì)積聚在光收集器中，必須定期使用氫氣清潔該腔室。CO2激光器本身是使用高純度氮?dú)?，氦氣和二氧化碳的混合物產(chǎn)生的。EUV將在很大程度上替代DUV光刻技術(shù)，并且