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Das neue Wasserstoffrückgewinnungssystem von Edwards verringert Kosten, Risiken und Umweltauswirkungen der EUV-Lithografie
GLOBAL | 1. Dezember 2022 | 15:00
Das neue Wasserstoffrückgewinnungssystem von Edwards verringert Kosten, Risiken und Umweltauswirkungen der EUV-Lithografie
Edwards, führender Anbieter von Vakuum- und Abgasreinigungsprodukten, Dienstleistungen und Lösungen für die globale Halbleiterindustrie, gab heute die Einführung seines neuen Wasserstoffrückgewinnungssystems (Hydrogen Recovery System, HRS) für Anwendungen wie EUV-Lithografie, die einen großen kontinuierlichen Wasserstofffluss erfordern, bekannt.
Das HRS lässt sich in Vakuumpumpen und die Abgasreinigungssysteme von Edwards integrieren, um den Wasserstoff zum größten Teil (mindestens 70 %) zurückzugewinnen und wiederzuverwenden. Das System senkt den Netto-Wasserstoffverbrauch und die Kosten, reduziert die finanziellen und Prozessrisiken durch Lieferunterbrechungen sowie die Sicherheitsrisiken bei Transport und Verteilung von Wasserstoff, verringert den Gesamtenergieverbrauch und verbessert die CO2-Bilanz der EUV-Lithografie.
„Die EUV-Lithografie ist bei allen erweiterten Knotenprozessen von entscheidender Bedeutung“, so Chris Bailey, Vice President Emerging Technologies bei Edwards. „Und sie verbraucht viel Wasserstoff. Darüber hinaus steigt der Wasserstoffverbrauch vorhandener Werkzeuge, da ihre Leistung steigt und täglich mehr Werkzeuge ans Netz gehen. Durch die Wiederverwertung von Wasserstoff können Hersteller ihren Bedarf drastisch senken, was sowohl die Betriebskosten als auch die Anfälligkeit für Unterbrechungen verringert. Und, gleichermaßen wichtig: Die CO2-Bilanz wird verbessert und der Energieverbrauch des EUV-Lithografieprozesses wird reduziert.“
In EUV-Systemen kommen hohe Durchflussraten von Wasserstoff bei niedrigem Druck zum Einsatz, damit sich keine Partikelverunreinigungen auf den empfindlichen Oberflächen der Spiegel ablagern, die die EUV-Belichtung formen und fokussieren. Das HRS lässt sich in die Vakuum- und Abgasreinigungssysteme integrieren, die Wasserstoff aus dem Litografie-System gewinnen. Es leitet Gas aus dem EUV-Quellenmodul zum Wasserstoffrückgewinnungsstapel und leitet Gas vom Erfassungsmodul (viel kleinere Durchflussrate mit wahrscheinlichen Verunreinigungen aufgrund von Freisetzung durch den Fotolack) zum Abgasreinigungssystem. Im Rückgewinnungsstapel wird das gewonnene Gas durch elektrochemisches Pumpen kombiniert mit Membranfiltration gereinigt, um hochreinen Wasserstoff rückzugewinnen. Vor der Rückleitung an das EUV-System bestätigt das HRS den Reinheitsgrad des Gases. Im Fall von Statusänderungen des HRS oder des Abgasreinigungssystems wurde zudem eine ausfallsichere Umleitung des Gasstroms integriert.
Bailey weiter: „Dieses System ist das Ergebnis eines zehnjährigen Entwicklungsprogramms, das eine enge Zusammenarbeit mit unseren Partnern bei IMEC umfasste. Es verkörpert unser Engagement für ‚Nachhaltigkeit durch Zusammenarbeit‘. Vielen Dank an unsere Partner bei IMEC für ihren enormen Beitrag.“
Vincent Nollet, VP von Fab Engineering bei IMEC, äußerst sich dazu: „Das HRS wurde für unsere 300-mm-Pilotlinie installiert und im Rahmen unseres Programms für nachhaltige Halbleitertechnologien und -systeme (Sustainable Semiconductor Technologies and Systems) validiert. Wir konnten nachweisen, dass es Wasserstoff zurückgewinnen sowie den Nettoenergieverbrauch und die Scope-3-Emissionen des EUV-Prozesses reduziert.“
Obwohl es sich bei Wasserstoff um das am häufigsten vorkommende Element im Universum handelt, wird der Großteil des kommerziell gehandelten Wasserstoffs durch Dampfreformierung von Erdgas erzeugt. Bei diesem Prozess wird sehr viel Energie verbraucht und Kohlendioxid ausgestoßen – sowohl auf direktem Wege durch die Dampfreformierung und die darauffolgende Wassergas-Shift-Reaktion, als auch indirekt durch den Strom, der zur Erzeugung von Hochtemperatur-/Hochdruckdampf benötigt wird. Durch die Reduzierung des Netto-Wasserstoffverbrauchs wird die CO2-Bilanz des EUV-Prozesses verbessert. Da geringere Mengen Wasserstoff gereinigt werden müssen, wird während des Reinigungsprozesses auch weniger Energie verbraucht und weniger CO2 abgegeben.