Công nghệ tạo Ozone bán dẫn | Hệ thống Ozone điện Feili

Ngoài việc khử trùng: Công nghệ Ozone đi vào trung tâm của ngành sản xuất tiên tiến chất bán dẫn

Đối với hầu hết mọi người, ozone có nghĩa là một điều: khử trùng. Bể bơi, nước uống, phòng khách sạn, nhà máy chế biến thực phẩm—đây là những ứng dụng mà bạn nghĩ đến. Và quả thực, Feili Electric đã dành mười lăm năm để làm chủ tầng ozone cho chính những mục đích này.

Nhưng có một thế giới khác nơi ozone đóng một vai trò quan trọng không kém, khác xa với mùi quen thuộc của nước hồ bơi hay không khí vô trùng trong phòng khách sạn. Đó là một thế giới được đo bằng nanomet, trong đó một hạt ô nhiễm có thể phá hủy sản phẩm trị giá hàng triệu đô la. Đó là thế giới sản xuất chất bán dẫn. Và ở đây, ozone không chỉ là chất khử trùng mà còn là yếu tố thúc đẩy sự tiến bộ.

Sự chuyển đổi từ hóa chất truyền thống sang Ozone

Trong nhiều thập kỷ, các nhà máy sản xuất chất bán dẫn đã dựa vào các hỗn hợp hóa học mạnh để làm sạch các tấm bán dẫn. Phương pháp tiêu chuẩn – được gọi là SPM (hỗn hợp axit sunfuric và hydro peroxide) – có hiệu quả nhưng có nhiều vấn đề. Nó tiêu thụ một lượng lớn hóa chất, tạo ra chất thải nguy hại và có thể làm hỏng các cấu trúc chip ngày càng mỏng manh khi chiều rộng đường truyền giảm xuống dưới 5 nanomet.

Nhập ozon. Là nhà sản xuất thiết bị bán dẫn hàng đầu gần đây đã khẳng định với các nhà đầu tư rằng “làm sạch bằng ozone là một trong những hướng phát triển của công nghệ làm sạch cho các quy trình tiên tiến, với các ưu điểm như bảo vệ môi trường, hiệu quả cao, ít hư hỏng và đã được áp dụng trong nhiều liên kết quy trình quan trọng”.

Đây không phải là một ý kiến ​​thích hợp. Các công ty nghiên cứu trong ngành đã xác định sự chuyển đổi từ làm sạch bằng hóa chất truyền thống sang các quy trình dựa trên ozone là một xu hướng thị trường rõ ràng. Logic rất đơn giản: khi các con chip trở nên nhỏ hơn và phức tạp hơn, biên độ lỗi sẽ giảm đi. Các hóa chất truyền thống để lại dư lượng và có thể khắc các vật liệu nhạy cảm. Ngược lại, Ozone oxy hóa các chất ô nhiễm hữu cơ ở cấp độ phân tử sau đó phân hủy thành oxy, không để lại gì.

Làn sóng mới: Ozone nồng độ cực cao để làm sạch FEOL/BEOL

Những diễn biến thú vị nhất đang diễn ra ở phân khúc cao cấp của thị trường. Các công ty như Hefei Hengxin Semiconductor gần đây đã đảm bảo được các vòng tài trợ mới đặc biệt để cung cấp các hệ thống tạo ozone cấp bán dẫn. Đây không phải là máy tạo ozone mà bạn tìm thấy trong phòng thiết bị bể bơi. Đây là những dụng cụ chính xác có giá trị hơn 10 triệu nhân dân tệ (khoảng 1,4 triệu USD) mỗi chiếc.

Điều gì biện minh cho một mức giá như vậy? Hiệu suất. Các hệ thống này đạt được nồng độ ozone vượt quá 300 mg/L và tốc độ dòng chảy 200 SLM (lít tiêu chuẩn mỗi phút)—thông số kỹ thuật khiến chúng phải cạnh tranh trực tiếp với các công ty quốc tế lâu đời như MKS Instruments (Hoa Kỳ) và Sumitomo Precision Products (Nhật Bản).

Các ứng dụng này có yêu cầu khắt khe như thông số kỹ thuật: làm sạch FEOL (front-end-of-line) và BEOL (back-end-of-line) trong sản xuất chip bộ nhớ và logic tiên tiến. Đối với bối cảnh, quá trình làm sạch FEOL xảy ra trước khi hình thành bóng bán dẫn, khi đó bất kỳ sự nhiễm bẩn nào cũng có thể làm hỏng vĩnh viễn hiệu suất của thiết bị. Quá trình làm sạch BEOL diễn ra trong giai đoạn nối dây, nơi cặn bám có thể gây ra sự cố về điện. Trong cả hai trường hợp, ozone mang lại sự kết hợp hoàn hảo: hiệu quả loại bỏ hạt vượt trội với mức độ hư hại bề mặt tối thiểu.

Sự bắt buộc thay thế trong nước

Sự thúc đẩy công nghệ này không xảy ra trong chân không. Nó được thúc đẩy bởi một mệnh lệnh chiến lược: sự độc lập của chuỗi cung ứng chất bán dẫn. Trong nhiều năm, các nhà máy Trung Quốc phụ thuộc vào hệ thống ozone nhập khẩu từ các nhà cung cấp Nhật Bản và Mỹ. Nhưng khi các biện pháp kiểm soát xuất khẩu được thắt chặt và nhu cầu tự cung tự cấp ngày càng tăng, các nhà sản xuất trong nước đang đẩy mạnh hoạt động.

Các công ty như Qingdao Guolin Technology đã phát triển các bộ thiết bị khí ozone siêu tinh khiết, nồng độ cao và hệ thống nước chức năng cho các ứng dụng bán dẫn, quang điện và hiển thị bảng điều khiển. Những hệ thống này không chỉ là bản sao của các thiết kế nước ngoài mà còn kết hợp những cải tiến độc quyền trong thiết kế ống xả, kiểm soát nhiệt độ, giám sát nồng độ và hệ thống an toàn.

Thời điểm là rất quan trọng. Theo phân tích của ngành, thị trường thiết bị làm sạch chất bán dẫn toàn cầu trị giá khoảng 12 tỷ USD hàng năm, trong đó phân khúc thiết bị ozone chiếm 1,8-2,4 tỷ USD trong tổng số đó. Đây không phải là một cơ hội thích hợp – đây là một thị trường quan trọng nơi các nhà cung cấp trong nước hiện chưa có đủ đại diện.

Nơi khử trùng truyền thống kết hợp với sản xuất tiên tiến

Đối với một công ty như Feili Electric, sự phát triển thị trường này đặt ra một câu hỏi thú vị: ứng dụng ozone truyền thống kết thúc ở đâu và ứng dụng bán dẫn tiên tiến bắt đầu từ đâu? Câu trả lời là họ ngày càng được kết nối nhiều hơn.

Công nghệ cốt lõi tương tự—tạo ra khí ozone phóng ra từ hào quang—cung cấp năng lượng cho cả hệ thống bể bơi và công cụ chế tạo chất bán dẫn. Điều khác biệt là độ chính xác của việc kiểm soát, độ tinh khiết của vật liệu và sự phức tạp của việc giám sát. Máy tạo ozone trong bể bơi hoạt động ở nồng độ phần triệu; một hệ thống bán dẫn hoạt động ở mức độ tinh khiết một phần tỷ. Một đơn vị thương mại chạy bằng không khí xung quanh; một hệ thống bán dẫn yêu cầu nguồn cấp oxy có độ tinh khiết cực cao với khả năng lọc tuyệt đối.

Nhưng vật lý cơ bản là như nhau. Và chuyên môn sản xuất cần thiết để chế tạo thiết bị tạo ozone bền bỉ, đáng tin cậy có thể được chuyển giao trực tiếp.

Vị trí của Feili Electric trong thị trường đang phát triển

Là một Doanh nghiệp Công nghệ Cao Quốc gia với gần 40 bằng sáng chế và khách hàng tại hơn 130 quốc gia, Feili Electric đã tạo dựng được danh tiếng của mình về các ứng dụng ozone thương mại và công nghiệp. Hệ thống Máy làm sạch không khí Ozone thương mại của chúng tôi phục vụ các khách sạn, nhà hàng, phòng tập thể dục và cơ sở y tế trên toàn thế giới. Các sản phẩm Máy lọc không khí Ozone của chúng tôi được tin cậy nhờ kết cấu bằng thép không gỉ 304, bộ điều khiển kỹ thuật số chính xác và hiệu suất đáng tin cậy.

Chúng ta vẫn chưa bước vào không gian bán dẫn. Nhưng chúng tôi theo dõi nó chặt chẽ. Sự hội tụ của ba xu hướng—chuyển sang làm sạch bằng ozone ở các nút tiên tiến, yêu cầu độc lập về chuỗi cung ứng trong nước và sự thành công đã được chứng minh của các nhà sản xuất Trung Quốc trong việc phát triển công nghệ ozone đẳng cấp thế giới—cho thấy thị trường ozone bán dẫn sẽ tiếp tục phát triển nhanh chóng.

Đối với các khách hàng hiện tại của chúng tôi, bối cảnh này rất quan trọng vì nó thể hiện chiều sâu nền tảng công nghệ của Feili. Chúng tôi không phải là một công ty vấp phải ozone. Chúng tôi là một công ty đã cống hiến mười lăm năm để tìm hiểu khoa học, kỹ thuật phần cứng và hoàn thiện các quy trình sản xuất giúp tạo ra ozone đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí.

Bức tranh lớn hơn: Ozone như một công nghệ nền tảng

Điều mà việc áp dụng ozone của ngành công nghiệp bán dẫn cho thấy rằng ozone không chỉ đơn thuần là chất khử trùng—nó là một công nghệ nền tảng với các ứng dụng vượt xa việc vệ sinh truyền thống. Trong xử lý nước, ozone loại bỏ các chất ô nhiễm vi mô mà clo không thể chạm tới. Trong chế biến thực phẩm, nó kéo dài thời hạn sử dụng mà không có dư lượng hóa chất. Trong chăm sóc sức khỏe, nó khử trùng thiết bị và không gian mà không tạo ra sản phẩm phụ độc hại. Trong sản xuất chất bán dẫn, nó làm sạch các tấm bán dẫn ở quy mô nguyên tử.

Tính linh hoạt này là lý do Feili Electric tiếp tục đầu tư vào công nghệ ozone từ năm này qua năm khác. Cùng một tế bào phóng điện hào quang tạo ra ôzôn cho phòng khách sạn, với kỹ thuật phù hợp, có thể tạo ra ôzôn cho nhà máy bán dẫn trị giá hàng tỷ đô la. Sự khác biệt nằm ở độ chính xác, độ tinh khiết và khả năng kiểm soát—tất cả các lĩnh vực mà Feili có chuyên môn sâu.

Nhìn về phía trước

Khi ngành công nghiệp bán dẫn tiếp tục tiến tới các nút nhỏ hơn và hiệu suất cao hơn, nhu cầu về công nghệ làm sạch tiên tiến sẽ chỉ tăng lên. Ozone được định vị độc đáo để đáp ứng nhu cầu đó, mang đến sự kết hợp giữa hiệu quả, khả năng tương thích với môi trường và hiệu quả chi phí mà các quy trình hóa học truyền thống không thể sánh được.

Đối với các nhà sản xuất thiết bị ozone bán dẫn cấp Trung Quốc, cơ hội là rất rõ ràng. Thị trường rộng lớn, rào cản gia nhập cao (đòi hỏi chuyên môn kỹ thuật sâu và khả năng sản xuất chính xác), và nhu cầu chiến lược đối với nguồn cung trong nước là mạnh mẽ. Các công ty như Hengxin Semiconductor đã chứng minh rằng hệ thống ozone đẳng cấp thế giới có thể được thiết kế và xây dựng ở Trung Quốc.

Đối với Feili Electric, thị trường bán dẫn vẫn là cơ hội trong tương lai hơn là trọng tâm hiện tại. Nhưng các xu hướng thúc đẩy thị trường đó—sự chuyển đổi từ hóa chất sang ozon, nhu cầu về độ chính xác cao hơn, nhu cầu về nguồn cung nội địa đáng tin cậy—là những xu hướng xác nhận luận điểm cốt lõi của chúng tôi: ozon là một công nghệ biến đổi và những ai làm chủ được nó sẽ có vị thế tốt cho tương lai.