Jeste li ikada čuli za ekstremnu ultraljubičastu litografiju, ili EUV? Ova tehnologija proizvodi svjetlo izvan uobičajenih vidljivih valnih duljina pomoću visokoučinkovitog lasera i koristi se za graviranje uzoraka na poluvodičkim pločicama koje se koriste u silicijskim čipovima. Kako bi se spriječila kontaminacija, EUV proces odvija se u okruženju bogatom vodikom.
Proizvođači poluvodiča (poluvodičke tvornice) počeli su koristiti EUV sredinom 2000-ih jer omogućuje manje, brže i snažnije čipove za pametne telefone i napredna računalna rješenja.
Kako su poluvodičke tvornice povećavale usvajanje EUV tehnologije, suočile su se s tri izazova: osigurati dovoljno vodika, prilagoditi veliku infrastrukturu za vakuum i smanjenje emisija te smanjiti emisije.
Iskorištavanje desetljeća stručnosti
Edwards, brend vakuumske tehnologije unutar Atlas Copco Group, prihvatio je izazov inovacija. Tim je već od kraja 1990-ih izgradio "zlatnu nit" stručnosti u kemiji plinova, pročišćavanju i integraciji sustava za industriju poluvodiča.
"Za razliku od mnogih procesa u proizvodnji poluvodiča, EUV radi u stabilnom stanju i u njemu nema neugodne kemije," kaže Chris Bailey, potpredsjednik za nove tehnologije u odjelu za poluvodiče Grupe. "Već smo obavili neki posao na recikliranju vodika u drugoj tehnologiji, pa ako bismo to mogli napraviti u bilo čemu, mogli bismo i ovdje."
Tim je surađivao s tvrtkom za elektrokemijsku tehnologiju i integratorom sustava, oba sa sjedištem u saveznoj državi New York, te s NYSERDA-om (Agencija za istraživanje i razvoj energije savezne države New York) kako bi razvio sustav za oporabu vodika (HRS) sposoban pročišćavati oporavljeni vodik do ultra-čistog stupnja.
Sustav za oporabu vodika (HRS), koji je razvio Edwards, sposoban je pročistiti oporavljeni vodik do ultra-čistog stupnja.
Smanjene emisije
Većina vodika u svijetu proizvodi se iz fosilnih goriva. Sustavima za oporavak vodika moguće je izbjeći emisiju ugljika.
„Ovdje apsolutno postoji veliki čimbenik vezan uz okoliš,“ kaže voditelj tehnologije Zach Dunbar koji se pridružio timu 2016. godine kada je projekt započeo s izgradnjom elektrokemije iza sustava.
Obično se vodik proizvodi iz metana, ali može biti i iz ugljena ili nafte, pa se pri njegovoj proizvodnji emitira puno CO2. Jasno je da ako reciklirate vodik, tada ne koristite taj metan ili bilo što drugo što proizvodi CO2.
Uklanjanje rizika u opskrbi
Još jedan podjednako snažan pokretač za kupce je logistika. Lanci opskrbe i sigurnosni propisi stvaraju dodatna ograničenja za skladištenje i isporuke na licu mjesta.
"Postoje logistička ograničenja, osobito na otoku poput Tajvana gdje se nalaze neki od najvećih proizvođača čipova. Svaki molekul vodika mora se uvesti," kaže Chris.
"Na nekim lokacijama govorimo o svakodnevnoj isporuci cisterni s tekućim vodikom," dodaje Anthony Keen, globalni menadžer za EUV tehnologiju i aplikacije u odjelu za poluvodiče.
Recikliranjem vodika na mjestu uporabe, HRS može smanjiti broj konvoja za dostavu, ublažiti rizike u opskrbnom lancu, poboljšati sigurnosne margine i osloboditi skladišni prostor.
Od teorije do tehnologije
Ono što je započelo kao istraživački i razvojni projekt, preraslo je u komercijalnu ponudu usklađenu s planom razvoja industrije poluvodiča.
"Pročišćavanjem i kontrolom plina koji se vraća u EUV sustav, sada uspostavljamo sučelje i na izlaznoj i na ulaznoj strani. Gradimo sustav koji mora biti stabilan na oba kraja," objašnjava Chris.
"U ovoj industriji možete imati sjajnu ideju prije 10 ili 15 godina koja postaje relevantna tek sada," kaže Anthony.
Razvoj je trajao dugo, ali ovo je tehnologija čije je vrijeme došlo.
