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SK海力士与韩国材料及设备企业 联手,合作研发半导体行业首项氖气回收技术

By 2024年04月01日 4月 2nd, 2024 No Comments

SK海力士4月1日宣布,近期与韩国半导体气体制造企业(TEMC)合作,于业内首次开发了氖(Ne)气回收技术。由于近期国际局势不稳定,公司长期依赖的进口氖气供应不确定性增大。为应对这一挑战,公司决定与韩国材料及设备企业合作,共同开发氖气回收技术,并仅在一年多内就取得了显著成果。

今年2月,SK海力士公布了 “再生材料使用中长期路线图”,并提出2025年将再生材料的使用比例提高到25%、2030年提高到30%以上的目标。与该路线图目标保持一致,此次氖气回收技术的开发将成为材料回收部门一项有意义的成就。

氖气回收工序

图1. 氖气回收工序

 

作为一种稀有气体1,氖气是半导体光刻工艺2中所必需使用的准分子激光气体(Excimer Laser Gas)的主要组成部分。当氖气作为激光光源使用时,具备不发生化学分解或转变的特性。因此,使用过的氖可以通过分离和净化去除杂质,以便回收再利用。

认识到这一点后,公司成功开发出氖气回收技术。在完成光刻工艺后,SK海力士与TEMC通过洗涤器3将排放到空气中的氖气捕集到集气罐中;TEMC通过气体处理工艺有选择性地对氖气进行分离和净化;提纯后的氖气供应给SK海力士,用于半导体制造。目前,公司的氖气回收率(排放量*收集量*净化率)已达到72.7%。SK海力士计划继续提高净化率,将回收率提高至77%。

1稀有气体(Rare Gas):是一种在空气中含量极少、难以大量生产,且不可进行人工制造的超稀有工业气体,包括氦(He)气、氖(Ne)气、氩(Ar)气、氪(Kr)气、氙(Xe)气、氡(Rn)气等。
2光刻工艺 (Photolithography):使用激光等技术在晶圆上绘制半导体电路的工艺。
3洗涤器(Scrubber):在半导体生产过程中,用于过滤和去除所产生的气体及化合物的装置。

SK海力士携手合作伙伴通过“一个团队”体系通力合作,以减少采购成本

SK海力士与材料及设备合作商携手,共同进行氖气回收

图2. SK海力士与材料及设备合作商携手,共同进行氖气回收

 

公司强调,这项技术的开发是SK海力士和材料及设备合作商,以各自领域的专业知识为基础紧密合作取得的成果。未来,公司计划进一步与具备专业性的公司发展合作伙伴关系。

如果氖气回收技术应用于半导体厂商,预计每年将节省约400亿韩元4的氖气采购费用。

4根据2022年氖气单价及龙仁半导体集群内一座晶圆厂施行的适用标准。

迈出2025年开发十项再生材料回收技术目标”的第一步

材料回收部门成员,(左起)宋奂旭TL、宋夫燮组长、及郑镛俊TL 共同参加材料回收技术会议

图3. 材料回收部门成员,(左起)宋奂旭TL、宋夫燮组长、及郑镛俊TL 共同参加材料回收技术会议

 

氖气再利用技术的开发,由SK海力士碳管理委员会5旗下材料回收部门6主导,其最终目标是对半导体制造工艺中,所有未发生化学降解或转化的材料进行回收再利用。该部门计划于2025年前开发包括氖气、氘气(D2)、氢气(H2)、氦气(He)四种气体材料和硫酸(H2SO4)等化学材料在内的共10种原材料的回收再利用技术。公司计划的目标是,到2030年完成对所有未发生化学变化材料的技术审查。

5碳管理委员会:是一个由研究、制造、设备、环境、采购等部门组成的跨部门组织,旨在实现2050年的净零排放目标。该委员会正在推进低能耗设备开发、工艺气体减排、及以AI/DT技术为基础的节能工作。
6材料回收部门:作为碳管理委员会旗下的12个部门之一。该部门以未经化学降解的材料为对象,开发回收再利用技术,进而构建支持材料循环再利用的工厂环境。

 

图4. 开发回收技术的5个阶段

 

为此,该部门根据“技术成熟度”,将回收技术步骤分为五个阶段,并计划到2025年前,确保包括氖气在内的10种原材料达到第三阶段(材料质量认证)或其以上的 技术水平。(如上图)

SK海力士的最终目标是,计划解决对国外材料供应高度依赖的问题,为提升公司竞争力做出贡献。

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