Plinovi ultra-visoke čistoće (UHP) su žila kucavica industrije poluprovodnika. Kako potražnja bez presedana i poremećaji u globalnim lancima nabavke podižu cijenu plina pod ultra visokim pritiskom, novi dizajn poluvodiča i proizvodne prakse povećavaju potreban nivo kontrole zagađenja. Za proizvođače poluvodiča važnija je nego ikad mogućnost da osiguraju čistoću UHP plina.

Plinovi ultra visoke čistoće (UHP) apsolutno su kritični u modernoj proizvodnji poluprovodnika

Jedna od glavnih primjena UHP plina je inertizacija: UHP plin se koristi za stvaranje zaštitne atmosfere oko poluvodičkih komponenti, štiteći ih na taj način od štetnog djelovanja vlage, kisika i drugih zagađivača u atmosferi. Međutim, inertizacija je samo jedna od mnogih različitih funkcija koje plinovi obavljaju u industriji poluvodiča. Od primarnih plinova plazme do reaktivnih plinova koji se koriste u jetkanju i žarenju, plinovi pod ultra visokim pritiskom koriste se za mnoge različite svrhe i neophodni su u cijelom lancu opskrbe poluvodiča.

Neki od "jezgri" plinova u industriji poluvodiča uključujuazot(koristi se kao generalno čišćenje i inertni plin),argon(koristi se kao primarni plin plazme u reakcijama jetkanja i taloženja),helijum(koristi se kao inertni gas sa posebnim svojstvima prenosa toplote) ivodonik(ima višestruke uloge u žarenju, taloženju, epitaksiji i čišćenju plazmom).

Kako se tehnologija poluvodiča razvijala i mijenjala, tako su se razvijali i plinovi koji se koriste u procesu proizvodnje. Danas pogoni za proizvodnju poluprovodnika koriste širok spektar plinova, od plemenitih plinova kao nprkriptonineonna reaktivne vrste kao što su azot trifluorid (NF 3 ) i volfram heksafluorid (WF 6 ).

Rastuća potražnja za čistoćom

Od pronalaska prvog komercijalnog mikročipa, svijet je svjedočio zapanjujućem skoro eksponencijalnom povećanju performansi poluvodičkih uređaja. Tokom proteklih pet godina, jedan od najsigurnijih načina da se postigne ovakva vrsta poboljšanja performansi bio je „skaliranje veličine“: smanjenje ključnih dimenzija postojećih arhitektura čipa kako bi se više tranzistora uguralo u dati prostor. Pored toga, razvoj novih arhitektura čipova i upotreba najsavremenijih materijala doveli su do skokova u performansama uređaja.

Danas su kritične dimenzije najsavremenijih poluprovodnika 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 3D arhitektura čipova.

Decenije neumornog redizajna znače da su današnji poluprovodnički uređaji daleko moćniji od starih mikročipova — ali su i krhkiji. Pojava tehnologije proizvodnje 300 mm pločice povećala je nivo kontrole nečistoća potreban za proizvodnju poluprovodnika. Čak i najmanja kontaminacija u proizvodnom procesu (naročito rijetki ili inertni plinovi) može dovesti do katastrofalnog kvara opreme – stoga je čistoća plina sada važnija nego ikad.

Za tipično postrojenje za proizvodnju poluprovodnika, plin ultra visoke čistoće je već najveći trošak materijala nakon samog silicija. Očekuje se da će se ovi troškovi samo povećati kako potražnja za poluprovodnicima poraste na nove visine. Događaji u Evropi izazvali su dodatni poremećaj na napetom tržištu prirodnog gasa pod ultra visokim pritiskom. Ukrajina je jedan od najvećih svjetskih izvoznika visoko čistoćeneonznakovi; Invazija Rusije znači da su zalihe retkog gasa ograničene. To je pak dovelo do nestašice i viših cijena drugih plemenitih plinova kao nprkriptonixenon.