अति-उच्च शुद्धता (UHP) वायू सेमीकंडक्टर उद्योगाचे जीवन रक्त आहेत. अभूतपूर्व मागणी आणि जागतिक पुरवठा साखळीतील व्यत्ययांमुळे अल्ट्रा-हाय प्रेशर गॅसच्या किमतीत वाढ होत असल्याने, नवीन सेमीकंडक्टर डिझाइन आणि उत्पादन पद्धती आवश्यक प्रदूषण नियंत्रण पातळी वाढवत आहेत. सेमीकंडक्टर उत्पादकांसाठी, UHP गॅसची शुद्धता सुनिश्चित करण्यात सक्षम असणे नेहमीपेक्षा अधिक महत्त्वाचे आहे.

आधुनिक सेमीकंडक्टर उत्पादनामध्ये अल्ट्रा हाय प्युरिटी (यूएचपी) वायू पूर्णपणे गंभीर आहेत

UHP गॅसचा एक मुख्य उपयोग म्हणजे जडत्व: UHP गॅसचा वापर अर्धसंवाहक घटकांभोवती एक संरक्षणात्मक वातावरण प्रदान करण्यासाठी केला जातो, ज्यामुळे वातावरणातील आर्द्रता, ऑक्सिजन आणि इतर दूषित घटकांच्या हानिकारक प्रभावांपासून त्यांचे संरक्षण होते. तथापि, अर्धसंवाहक उद्योगात वायू करत असलेल्या विविध कार्यांपैकी जडीकरण हे फक्त एक आहे. प्राथमिक प्लाझ्मा वायूंपासून ते एचिंग आणि ॲनिलिंगमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या प्रतिक्रियाशील वायूंपर्यंत, अति-उच्च दाब वायू अनेक वेगवेगळ्या कारणांसाठी वापरल्या जातात आणि संपूर्ण अर्धसंवाहक पुरवठा साखळीमध्ये आवश्यक असतात.

अर्धसंवाहक उद्योगातील काही “कोर” वायूंचा समावेश होतोनायट्रोजन(सामान्य साफसफाई आणि अक्रिय वायू म्हणून वापरले जाते),आर्गॉन(इचिंग आणि डिपॉझिशन रिॲक्शनमध्ये प्राथमिक प्लाझ्मा गॅस म्हणून वापरला जातो),हेलियम(विशेष उष्णता-हस्तांतरण गुणधर्मांसह अक्रिय वायू म्हणून वापरला जातो) आणिहायड्रोजन(ॲनिलिंग, डिपॉझिशन, एपिटॅक्सी आणि प्लाझ्मा क्लीनिंगमध्ये अनेक भूमिका बजावते).

सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञान विकसित आणि बदलले आहे, त्याचप्रमाणे उत्पादन प्रक्रियेत वायू वापरल्या गेल्या आहेत. आज, अर्धसंवाहक उत्पादन संयंत्रे मोठ्या प्रमाणात वायूंचा वापर करतात, जसे की उदात्त वायूंपासूनक्रिप्टनआणिनिऑननायट्रोजन ट्रायफ्लोराइड (NF 3) आणि टंगस्टन हेक्साफ्लोराइड (WF 6 ) सारख्या प्रतिक्रियाशील प्रजातींसाठी.

शुद्धतेची वाढती मागणी

पहिल्या व्यावसायिक मायक्रोचिपचा शोध लागल्यापासून, जगाने अर्धसंवाहक उपकरणांच्या कार्यक्षमतेत आश्चर्यकारक जवळपास-घातांक वाढ पाहिली आहे. गेल्या पाच वर्षांमध्ये, या प्रकारची कामगिरी सुधारण्याचा एक खात्रीचा मार्ग म्हणजे "आकार स्केलिंग": दिलेल्या जागेत अधिक ट्रान्झिस्टर पिळून काढण्यासाठी विद्यमान चिप आर्किटेक्चरचे मुख्य परिमाण कमी करणे. या व्यतिरिक्त, नवीन चिप आर्किटेक्चर्सचा विकास आणि अत्याधुनिक सामग्रीच्या वापरामुळे डिव्हाइसच्या कार्यक्षमतेत वाढ झाली आहे.

आज, अत्याधुनिक अर्धसंवाहकांची गंभीर परिमाणे आता इतकी लहान आहेत की उपकरणाची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आकार मोजणे हा आता व्यवहार्य मार्ग नाही. त्याऐवजी, सेमीकंडक्टर संशोधक कादंबरी सामग्री आणि 3D चिप आर्किटेक्चरच्या स्वरूपात उपाय शोधत आहेत.

अनेक दशकांच्या अथक रीडिझाइनचा अर्थ असा आहे की आजची सेमीकंडक्टर उपकरणे जुन्या मायक्रोचिपपेक्षा कितीतरी अधिक शक्तिशाली आहेत - परंतु ते अधिक नाजूक देखील आहेत. 300 मिमी वेफर फॅब्रिकेशन तंत्रज्ञानाच्या आगमनाने सेमीकंडक्टर उत्पादनासाठी आवश्यक अशुद्धता नियंत्रण पातळी वाढली आहे. उत्पादन प्रक्रियेतील अगदी कमी दूषिततेमुळे (विशेषत: दुर्मिळ किंवा निष्क्रिय वायू) आपत्तीजनक उपकरणे निकामी होऊ शकतात – म्हणून गॅस शुद्धता आता पूर्वीपेक्षा अधिक महत्त्वाची आहे.

सामान्य सेमीकंडक्टर फॅब्रिकेशन प्लांटसाठी, अति-उच्च-शुद्धता वायू हा आधीच सिलिकॉन नंतर सर्वात मोठा भौतिक खर्च आहे. सेमीकंडक्टरची मागणी नवीन उंचीवर गेल्याने या खर्चात वाढ होण्याची अपेक्षा आहे. युरोपमधील घटनांमुळे तणावग्रस्त अति-उच्च दाब नैसर्गिक वायू बाजारपेठेत अतिरिक्त व्यत्यय निर्माण झाला आहे. युक्रेन हा उच्च शुद्धतेचा जगातील सर्वात मोठा निर्यातदार आहेनिऑनचिन्हे; रशियाचे आक्रमण म्हणजे दुर्मिळ वायूचा पुरवठा रोखला जात आहे. यामुळे इतर उदात्त वायूंचा तुटवडा आणि उच्च किमती जसे कीक्रिप्टनआणिझेनॉन.