Τα αέρια εξαιρετικά υψηλής καθαρότητας (UHP) είναι η ψυχή της βιομηχανίας ημιαγωγών. Καθώς η άνευ προηγουμένου ζήτηση και διαταραχές στις παγκόσμιες αλυσίδες εφοδιασμού ωθεί την τιμή του υπερ-υψηλού αερίου πίεσης, οι νέες πρακτικές σχεδιασμού και παραγωγής νέων ημιαγωγών αυξάνουν το επίπεδο ελέγχου της ρύπανσης. Για τους κατασκευαστές ημιαγωγών, η δυνατότητα εξασφάλισης της καθαρότητας του αερίου UHP είναι πιο σημαντική από ποτέ.

Τα αέρια Ultra High Purity (UHP) είναι απολύτως κρίσιμα στη σύγχρονη παραγωγή ημιαγωγών

Μία από τις κύριες εφαρμογές του αερίου UHP είναι η αδράνεια: Το αέριο UHP χρησιμοποιείται για να παρέχει μια προστατευτική ατμόσφαιρα γύρω από τα συστατικά ημιαγωγών, προστατεύοντάς τα από τις βλαβερές επιδράσεις της υγρασίας, του οξυγόνου και άλλων μολυσματικών ουσιών στην ατμόσφαιρα. Ωστόσο, η αδράνεια είναι μόνο μία από τις πολλές διαφορετικές λειτουργίες που εκτελούν τα αέρια στη βιομηχανία ημιαγωγών. Από τα πρωτογενή αέρια πλάσματος έως τα αντιδραστικά αέρια που χρησιμοποιούνται στη χάραξη και την ανόπτηση, χρησιμοποιούνται αέρια υψηλής πίεσης για πολλούς διαφορετικούς σκοπούς και είναι απαραίτητα σε όλη την αλυσίδα εφοδιασμού των ημιαγωγών.

Ορισμένα από τα αέρια "πυρήνα" στη βιομηχανία ημιαγωγών περιλαμβάνουνάζωτο(χρησιμοποιείται ως γενικός καθαρισμός και αδρανές αέριο),αργόν(χρησιμοποιείται ως πρωτεύον αέριο πλάσματος σε αντιδράσεις χάραξης και εναπόθεσης),ήλιο(χρησιμοποιείται ως αδρανές αέριο με ειδικές ιδιότητες μεταφοράς θερμότητας) καιυδρογόνο(διαδραματίζει πολλαπλούς ρόλους στην ανόπτηση, την εναπόθεση, την επιταξία και τον καθαρισμό του πλάσματος).

Καθώς η τεχνολογία των ημιαγωγών έχει εξελιχθεί και αλλάξει, έτσι και τα αέρια που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία κατασκευής. Σήμερα, τα εργοστάσια παραγωγής ημιαγωγών χρησιμοποιούν ένα ευρύ φάσμα αερίων, από ευγενή αέρια όπωςκρυπτόνκαινέοσε αντιδραστικά είδη όπως το τριφθορίδιο αζώτου (NF 3) και το εξαφθορίδη βολφραμίου (WF 6).

Αυξανόμενη ζήτηση για αγνότητα

Από την εφεύρεση του πρώτου εμπορικού μικροτσίπ, ο κόσμος έχει δει μια εκπληκτική σχεδόν εκθετική αύξηση των επιδόσεων των συσκευών ημιαγωγών. Τα τελευταία πέντε χρόνια, ένας από τους πιο σίγουρους τρόπους για την επίτευξη αυτού του είδους βελτίωσης της απόδοσης ήταν μέσω της "κλιμάκωσης μεγέθους": μείωση των βασικών διαστάσεων των υφιστάμενων αρχιτεκτονικών τσιπ προκειμένου να συμπιέσει περισσότερα τρανζίστορ σε ένα δεδομένο χώρο. Εκτός από αυτό, η ανάπτυξη νέων αρχιτεκτονικών τσιπ και η χρήση υλικών αιχμής έχουν προκαλέσει άλματα στην απόδοση της συσκευής.

Σήμερα, οι κρίσιμες διαστάσεις των ημιαγωγών αιχμής είναι τώρα τόσο μικρές ώστε η κλιμάκωση του μεγέθους δεν είναι πλέον ένας βιώσιμος τρόπος για τη βελτίωση της απόδοσης της συσκευής. Αντ 'αυτού, οι ερευνητές ημιαγωγών αναζητούν λύσεις με τη μορφή νέων υλικών και αρχιτεκτονικών 3D Chip.

Οι δεκαετίες του ακούραστη επανασχεδιασμός σημαίνουν σήμερα οι σημερινές συσκευές ημιαγωγών είναι πολύ πιο ισχυρές από τις μικροτσίπ του παλιού - αλλά είναι επίσης πιο εύθραυστες. Η έλευση της τεχνολογίας κατασκευής πλακιδίων 300mm έχει αυξήσει το επίπεδο ελέγχου των ακαθαρσιών που απαιτείται για την κατασκευή ημιαγωγών. Ακόμη και η παραμικρή μόλυνση σε μια διαδικασία κατασκευής (ιδιαίτερα σπάνια ή αδρανή αέρια) μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφική αποτυχία εξοπλισμού - έτσι η καθαρότητα του αερίου είναι πλέον πιο σημαντική από ποτέ.

Για ένα τυπικό εργοστάσιο κατασκευής ημιαγωγών, το αέριο υψηλής υψηλής ποιότητας είναι ήδη το μεγαλύτερο υλικό δαπάνη μετά από το ίδιο το πυρίτιο. Αυτά τα έξοδα αναμένεται να αυξηθούν μόνο καθώς η ζήτηση για ημιαγωγούς αυξάνεται σε νέα ύψη. Τα γεγονότα στην Ευρώπη έχουν προκαλέσει πρόσθετη διαταραχή στην αγορά φυσικού αερίου εξαιρετικά υψηλής πίεσης. Η Ουκρανία είναι ένας από τους μεγαλύτερους εξαγωγείς υψηλής καθαρότητας στον κόσμονέοσημάδια Η εισβολή της Ρωσίας σημαίνει ότι οι προμήθειες του σπάνιου αερίου περιορίζονται. Αυτό με τη σειρά του οδήγησε σε ελλείψεις και υψηλότερες τιμές άλλων ευγενών αερίων όπωςκρυπτόνκαιξένο.