Ultra-visoka čistoća (UHP) plinovi su životne vrijednosti industrije poluvodiča. Kako neviđena potražnja i poremećaji globalnih lanaca opskrbe povećavaju cijenu ultra-visokih tlačnih plinova, novi dizajn poluvodiča i proizvodne prakse povećavaju potrebnu razinu kontrole zagađenja. Za proizvođače poluvodiča, mogućnost osiguranja čistoće UHP plina je važnija nego ikad prije.

Ultra visoke čistoće (UHP) plinovi su apsolutno kritični u modernoj proizvodnji poluvodiča

Jedna od glavnih primjena UHP plina je inertizacija: UHP plin koristi se za pružanje zaštitne atmosfere oko komponenti poluvodiča, čime ih štiti od štetnih učinaka vlage, kisika i drugih onečišćenja u atmosferi. Međutim, inertizacija je samo jedna od mnogih različitih funkcija koje plinovi obavljaju u industriji poluvodiča. Od primarnih plinova u plazmi do reaktivnih plinova koji se koriste u jetkanju i žarenja, ultra-visoki tlačni plinovi koriste se u različite svrhe i ključni su u cijelom opskrbnom lancu poluvodiča.

Neki od "osnovnih" plinova u industriji poluvodiča uključujudušik(koristi se kao opći čišćenje i inertni plin),argon(koristi se kao primarni plin u plazmi u reakcijama jetkanja i taloženja),helij(koristi se kao inertni plin s posebnim svojstvima prijenosa topline) ivodik(Igra više uloga u žarenja, taloženja, epitaksije i čišćenja plazme).

Kako se tehnologija poluvodiča razvija i mijenjala, tako se i plinovi koriste u procesu proizvodnje. Danas postrojenja za proizvodnju poluvodiča koriste širok raspon plinova, od plemenitih plinova poputkriptonineonna reaktivne vrste poput dušikovog trifluorida (NF 3) i volfram -heksafluorida (WF 6).

Rastuća potražnja za čistoćom

Od izuma prvog komercijalnog mikročipa, svijet je bio svjedok zadivljujućeg gotovo eksponencijalnog povećanja uspješnosti poluvodičkih uređaja. Tijekom posljednjih pet godina, jedan od najsigurnijih načina postizanja ove vrste poboljšanja performansi prošao je kroz „skaliranje veličine“: smanjenje ključnih dimenzija postojećih arhitektura čipa kako bi se više tranzistora ugušila u određeni prostor. Uz sve to, razvoj novih arhitektura čipa i upotreba vrhunskih materijala proizveli su skokove u performansama uređaja.

Danas su kritične dimenzije vrhunskih poluvodiča sada toliko male da skaliranje veličine više nije održiv način za poboljšanje performansi uređaja. Umjesto toga, istraživači poluvodiča traže rješenja u obliku novih materijala i arhitektura 3D čipova.

Desetljeća neumornog redizajna znače da su današnji poluvodički uređaji daleko moćniji od starih mikročipova - ali oni su također krhki. Pojava 300 mm tehnologije izrade vafera povećala je razinu kontrole nečistoće koja je potrebna za proizvodnju poluvodiča. Čak i najmanja kontaminacija u procesu proizvodnje (posebno rijetkih ili inertnih plinova) može dovesti do katastrofalnog kvara opreme - tako da je čistoća plina sada važnija nego ikad.

Za tipično postrojenje za izradu poluvodiča, plin ultra-visoke čistoće već je najveći materijalni trošak nakon samog silicija. Očekuje se da će se ovi troškovi samo povećati jer potražnja za poluvodičima raste na nove visine. Događaji u Europi uzrokovali su dodatne poremećaje na tržištu prirodnog plina ultra-visokog pritiska. Ukrajina je jedan od najvećih svjetskih izvoznika visoke čistoćeneonznakovi; Ruska invazija znači da su zalihe rijetkog plina ograničene. To je zauzvrat dovelo do nedostataka i viših cijena drugih plemenitih plinova poputkriptoniksenon.