您是否聽過極紫外光刻或 EUV?此技術利用高功率雷射產生超過正常可見波長的光線,並用於在矽晶片中使用的半導體晶圓上蝕刻圖案。為防止污染,EUV 製程在富氫環境中進行。
半導體製造商(半製造商)在 2000 年代中期開始使用 EUV,因為它為智慧型手機和進階計算提供了更小、更快、更強大的晶片。
隨著半工廠擴大採用 EUV,他們面臨三大挑戰:確保足夠的氫氣、適應大型真空和廢氣處理基礎設施,以及減少排放。
運用數十年的專業知識
愛德華是阿特拉斯 · 科普柯集團旗下的真空技術品牌,迎接了創新挑戰。自二十世紀九十年代末以來,該團隊已經為半導體產業建立了氣體化學、純化和系統整合方面的專業知識「金線」。
「與許多半導體製程不同,EUV 在穩定狀態下運作,並且不存在惡劣的化學物質,」集團半導體部門新興技術副總裁 Chris Bailey 表示。「我們已經在其他技術中進行了一些氫氣回收工作,所以如果我們能夠在任何方面做到,我們就可以做到。」
該團隊與一家位於紐約州的電化學技術公司和系統整合商以及 NYSERDA(紐約州能源研究與開發局)合作,開發了一套能夠將回收氫淨化至超純水等級的氫回收系統 (HRS) 。
減少排放
全球大部分氫氣都是從化石燃料的起點製成。使用氫氣回收系統可以避免碳排放。
「這裡絕對有一個大的環境因素,」技術經理 Zach Dunbar 表示,他在 2016 年加入團隊,當時該專案開始建立系統背後的電化學。
「一般來說,氫氣是由甲烷氣體產生,但它可以是煤炭或石油,因此生產時會排放大量的二氧化碳。很明顯,如果您正在回收氫氣,就不會使用甲烷或其他產生二氧化碳的物質。」
消除供應風險
另一個同樣強大的客戶驅動因素是物流。供應鏈和安全法規對現場儲存和交付造成了額外的限制。
「物流方面存在限制,特別是在台灣這樣的島上,其中有一些最大的晶片製造商。Chris 表示:「每個氫分子都必須進口。」
半導體部門的全球 EUV 技術與應用經理 Anthony Keen 補充道:「在某些地點,您正在談論每天都會交付液氫的管式拖車。」
透過在使用點回收氫氣,HRS 可減少交付車隊、減輕供應鏈風險、改善安全利潤並釋放儲存空間。
從理論到技術
從探索性研發項目開始,已經成熟為符合半導體產業路線圖的商業產品。
「透過淨化和控制送回 EUV 工具的氣體,我們現在在輸出和輸入側都進行介面。Chris 解釋道:「我們正在打造一個兩端都必須穩定的系統。」
Anthony 表示:「在這個產業中,您可能在 10 或 15 年前有一個很好的想法,而這個想法現在才會變得有意義。」
這種技術已經發展了很長一段時間,但現在已經到時了。