August 26, 2026

創新故事

閉合晶片製造業的循環

在半導體產業中,出於環境、經濟和安全的原因,氫氣回收已成為不可或缺的。
A GA15FF rotary screw compressor provides air to the oxygen generator that enables the biogas process.

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) 。

氫氣回收系統 愛德華開發的氫氣回收系統 (HRS) 能將回收的氫氣純化至超純度。

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。

氫氣回收系統的工作原理

Zach Dunbar 表示:「解決方案的核心是類似燃料電池的電化學裝置。」
 

「從 EUV 排氣流中回收的氫氣被送入系統,在系統中進行電化學分離以去除分子層級的雜質。
 

「此過程同時壓縮純化的氫氣,因此不需要在下游進行機械壓縮。這項核心技術周圍是一個整合式系統,可在氣體重新引入 EUV 工具之前對其進行調節、監控和認證。"
 

「任何碰觸晶圓的東西都會被圍住。Anthony Keen 解釋道:「這就是他們的利潤。」 因此,任何回收的氫氣都必須純化、驗證並壓縮回可用的壓力,而不會引入污染或操作風險。該系統目前的目標氫氣回收率約為 80%。

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