氦气作为半导体制造环节中不可或缺的惰性保护介质，其采购成本近年随上游矿产资源约束持续攀升，头部晶圆厂的氦气回收再利用率已成为衡量生产能效的核心指标之一，而刻蚀工序产生的副产物残留，是阻碍回收氦气纯度达标、无法直接回用到生产端的核心障碍。这类副产物多为晶圆表面硅基材料、掺杂剂与刻蚀气体反应生成的纳米级颗粒物、挥发性金属有机化合物以及未完全反应的含氟残基，沸点跨度大且部分组分浓度仅为ppm级，常规的过滤与吸附工艺无法实现深度脱除。
当前主流的工业处理路径中，第一步通常采用多级梯度过滤工艺，先通过精度1微米的熔喷聚四氟乙烯滤芯截留大颗粒副产物团聚体，再经由0.01微米的金属烧结滤芯完成亚微米级颗粒物的捕集，该环节可去除99.8%以上的固态杂质，避免后续吸附单元出现孔道堵塞问题。完成粗滤的氦气随后进入低温吸附单元，吸附剂选用经金属离子改性的分子筛材料，在-80摄氏度左右的恒温环境下与气流充分接触，可针对性吸附沸点高于氦气的挥发性有机副产物，同时兼容脱除气流中夹带的微量水分与二氧化碳组分，处理后气流的总烃含量可降低至0.1ppm以下。
针对常规吸附工艺无法脱除的含氟小分子刻蚀残基，行业普遍采用催化裂解耦合化学吸收的组合工艺，在280摄氏度的催化床层内，负载铂钯的氧化铝催化剂可将含氟残基分解为氟化氢与小分子惰性组分，后续通过装填钙基碱性吸附剂的吸收单元完成酸性组分的固定，该环节可将氦气中的氟离子残留控制在1ppb以内，完全匹配先进制程对气源杂质的管控要求。整个处理单元的末端会串联在线纯度监测模块，实时反馈氦气的杂质组分浓度，一旦出现组分波动可自动触发旁路切换，避免不合格气源流入生产管线造成晶圆报废。
整套处理流程的能耗仅为原生氦气提纯工艺的17%左右，处理后的氦气纯度可稳定维持在99.9999%以上，完全满足14纳米及以下制程的刻蚀工序用气要求。国内部分量产线已通过该工艺实现氦气闭环回收，单厂年减氦气采购量可达数十万立方米，同时也降低了含副产物尾气直排带来的环保处理压力，在半导体制造的降本与合规维度均具备明确的落地价值。
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