Počuli ste už o extrémnej ultrafialovej litografii alebo EUV? Táto technológia vytvára svetlo nad rámec bežných viditeľných vlnových dĺžok pomocou vysoko výkonného lasera a používa sa na leptanie vzorov na polovodičových doštičkách používaných v kremíkových čipoch. Na zabránenie kontaminácii sa proces EUV uskutočňuje v prostredí bohatom na vodík.
Výrobcovia polovodičov (semi-fabs) začali používať EUV v polovici 2000-tych rokov, pretože umožňuje menšie, rýchlejšie a výkonnejšie čipy pre smartfóny a pokročilé výpočty.
Keď polofabrikáty rozšírili prijatie EUV, čelili trom výzvam: zabezpečenie dostatočného množstva vodíka, umiestnenie veľkej infraštruktúry vákua a čistenia a zníženie emisií.
Využívanie desaťročí odborných znalostí
Edwards, značka vákuovej technológie v rámci skupiny Atlas Copco Group, prijala výzvu inovácie. Tím si už od konca 1990-tych rokov vybudoval „zlaté vlákno“ odborných znalostí v oblasti chémie plynu, čistenia a integrácie systémov pre polovodičový priemysel.
„Na rozdiel od mnohých polovodičových procesov pracuje EUV v stabilnom stave a neobsahuje žiadne nepríjemné chemikálie,“ hovorí Chris Bailey, viceprezident pre nové technológie v divízii polovodičov skupiny. „Už sme vykonali nejakú prácu na recyklácii vodíka v inej technológii, takže ak by sme to mohli urobiť na čomkoľvek, mohli by sme to urobiť na tomto.“
Tím spolupracoval s elektrochemickou technologickou spoločnosťou a systémovým integrátorom so sídlom v štáte New York a NYSERDA (New York State Energy Research and Development Authority) na vývoji systému na regeneráciu vodíka (HRS) schopného purifikovať regenerovaný vodík na ultračistú kvalitu.
Systém na regeneráciu vodíka (HRS), vyvinutý spoločnosťou Edwards, je schopný purifikovať regenerovaný vodík na ultračistú kvalitu.
Znížené emisie
Väčšina vodíka na svete sa vyrába z fosílnych palív. Pomocou systémov na regeneráciu vodíka je možné zabrániť emisiám uhlíka.
„Tu je absolútne veľký environmentálny faktor,“ hovorí technologický manažér Zach Dunbar, ktorý sa k tímu pripojil v roku 2016, keď sa začal projekt výstavby elektrochemického systému.
„Vodík sa zvyčajne vyrába z metánového plynu, ale môže to byť uhlie alebo ropa, takže pri jeho výrobe uvoľňujete veľa CO2. Jasné, ak recyklujete vodík, potom nepoužívate tento metán alebo čokoľvek iné, čo produkuje CO2.“
Eliminácia rizík týkajúcich sa dodávok
Ďalším, rovnako silným hnacím motorom zákazníkov je logistika. Dodávateľské reťazce a bezpečnostné predpisy vytvárajú dodatočné obmedzenia pre skladovanie a dodávky na mieste.
"Obzvlášť na ostrove, ako je Taiwan, kde sa nachádzajú niektorí z najväčších výrobcov čipov, existujú logistické obmedzenia. Každá molekula vodíka sa musí importovať," hovorí Chris.
„Na niektorých miestach hovoríme o prívesoch na potrubia s kvapalným vodíkom, ktoré sa dodávajú každý deň,“ dodáva Anthony Keen, Global EUV Technology and Apps Manager v divízii Semiconductor.
Recykláciou vodíka v mieste použitia môže spoločnosť HRS znížiť počet dodávacích konvojov, znížiť riziko v dodávateľskom reťazci, zlepšiť bezpečnostné marže a uvoľniť skladovanie.
Od teórie k technológii
To, čo začalo ako prieskumný projekt výskumu a vývoja, vyrástlo do komerčnej ponuky v súlade s plánom odvetvia polovodičov.
"Čistením a kontrolou plynu privádzaného späť do nástroja EUV teraz prepájame výstupnú aj vstupnú stranu. Vytvárame systém, ktorý musí byť stabilný na oboch koncoch," vysvetľuje Chris.
„V tomto odvetví môžete mať skvelý nápad pred 10 alebo 15 rokmi, ktorý je relevantný až teraz,“ hovorí Anthony.
Vyvíja sa to už dlho, ale je to technológia, ktorej čas prišiel.
