अति-उच्च शुद्धतेचे (UHP) वायू हे सेमीकंडक्टर उद्योगाचा कणा आहेत. अभूतपूर्व मागणी आणि जागतिक पुरवठा साखळीतील व्यत्ययांमुळे अति-उच्च दाबाच्या वायूच्या किमती वाढत असताना, नवीन सेमीकंडक्टर डिझाइन आणि उत्पादन पद्धतींमुळे आवश्यक प्रदूषण नियंत्रणाची पातळी वाढत आहे. सेमीकंडक्टर उत्पादकांसाठी, UHP वायूची शुद्धता सुनिश्चित करणे हे पूर्वीपेक्षा अधिक महत्त्वाचे झाले आहे.

आधुनिक सेमीकंडक्टर उत्पादनामध्ये अति उच्च शुद्धतेचे (UHP) वायू अत्यंत महत्त्वाचे आहेत.

अति-उच्च दाब वायूच्या (UHP gas) मुख्य उपयोगांपैकी एक म्हणजे निष्क्रियीकरण (inertization): सेमीकंडक्टर घटकांभोवती संरक्षक वातावरण तयार करण्यासाठी UHP वायूचा वापर केला जातो, ज्यामुळे वातावरणातील आर्द्रता, ऑक्सिजन आणि इतर प्रदूषकांच्या हानिकारक परिणामांपासून त्यांचे संरक्षण होते. तथापि, निष्क्रियीकरण हे सेमीकंडक्टर उद्योगात वायूंद्वारे केल्या जाणाऱ्या अनेक विविध कार्यांपैकी केवळ एक आहे. प्राथमिक प्लाझ्मा वायूंपासून ते एचिंग (etching) आणि ॲनीलिंगमध्ये (annealing) वापरल्या जाणाऱ्या प्रतिक्रियाशील वायूंपर्यंत, अति-उच्च दाब वायू अनेक वेगवेगळ्या उद्देशांसाठी वापरले जातात आणि संपूर्ण सेमीकंडक्टर पुरवठा साखळीत ते अत्यावश्यक आहेत.

सेमीकंडक्टर उद्योगातील काही प्रमुख वायूंमध्ये यांचा समावेश होतोनायट्रोजन(सर्वसाधारण साफसफाई आणि निष्क्रिय वायू म्हणून वापरला जातो),आर्गॉन(एच्चिंग आणि निक्षेपण अभिक्रियांमध्ये प्राथमिक प्लाझ्मा वायू म्हणून वापरला जातो),हेलियम(विशेष उष्णता-हस्तांतरण गुणधर्म असलेला निष्क्रिय वायू म्हणून वापरला जातो) आणिहायड्रोजन(ॲनीलिंग, डिपॉझिशन, एपिटॅक्सी आणि प्लाझ्मा क्लीनिंगमध्ये अनेक भूमिका बजावते).

सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञान जसजसे विकसित आणि बदलले आहे, तसतसे त्याच्या उत्पादन प्रक्रियेत वापरले जाणारे वायूदेखील बदलले आहेत. आज, सेमीकंडक्टर उत्पादन कारखाने निष्क्रिय वायूंसारख्या विविध प्रकारच्या वायूंचा वापर करतात.क्रिप्टनआणिनिऑननायट्रोजन ट्रायफ्ल्युओराइड (NF 3 ) आणि टंगस्टन हेक्साफ्ल्युओराइड (WF 6 ) सारख्या प्रतिक्रियाशील प्रजातींना.

शुद्धतेची वाढती मागणी

पहिल्या व्यावसायिक मायक्रोचिपच्या शोधापासून, जगाने सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या कार्यक्षमतेत आश्चर्यकारक, जवळपास घातांकीय वाढ अनुभवली आहे. गेल्या पाच वर्षांत, अशा प्रकारची कार्यक्षमतेतील सुधारणा साध्य करण्याचा एक सर्वात खात्रीशीर मार्ग म्हणजे “साईज स्केलिंग” (आकाराचे लहान करणे) हा राहिला आहे: म्हणजेच, दिलेल्या जागेत अधिक ट्रान्झिस्टर बसवण्यासाठी विद्यमान चिप आर्किटेक्चरचे महत्त्वाचे आकारमान कमी करणे. याव्यतिरिक्त, नवीन चिप आर्किटेक्चरच्या विकासामुळे आणि अत्याधुनिक सामग्रीच्या वापरामुळे उपकरणांच्या कार्यक्षमतेत मोठी झेप घेतली गेली आहे.

आज, अत्याधुनिक सेमीकंडक्टर्सचे महत्त्वपूर्ण आकारमान इतके लहान झाले आहे की, डिव्हाइसची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आकार लहान करणे हा आता व्यवहार्य मार्ग राहिलेला नाही. त्याऐवजी, सेमीकंडक्टर संशोधक नवीन सामग्री आणि ३डी चिप आर्किटेक्चरच्या स्वरूपात उपाय शोधत आहेत.

अनेक दशकांच्या अथक पुनर्रचनेमुळे आजची सेमीकंडक्टर उपकरणे जुन्या मायक्रोचिप्सपेक्षा खूपच अधिक शक्तिशाली आहेत — पण ती अधिक नाजूकही आहेत. ३०० मिमी वेफर फॅब्रिकेशन तंत्रज्ञानाच्या आगमनाने सेमीकंडक्टर उत्पादनासाठी आवश्यक असलेल्या अशुद्धता नियंत्रणाची पातळी वाढली आहे. उत्पादन प्रक्रियेतील अगदी किरकोळ दूषिततेमुळे (विशेषतः दुर्मिळ किंवा निष्क्रिय वायूंमुळे) उपकरणांचे मोठे नुकसान होऊ शकते – त्यामुळे वायूची शुद्धता आता पूर्वीपेक्षा अधिक महत्त्वाची झाली आहे.

एका सामान्य सेमीकंडक्टर निर्मिती प्रकल्पासाठी, सिलिकॉननंतरचा सर्वात मोठा खर्च हा आधीच अति-उच्च-शुद्धता वायूवर होतो. सेमीकंडक्टरची मागणी नवीन उंचीवर पोहोचत असल्याने, हे खर्च आणखी वाढण्याचीच अपेक्षा आहे. युरोपमधील घटनांमुळे आधीच तणावपूर्ण असलेल्या अति-उच्च दाबाच्या नैसर्गिक वायूच्या बाजारपेठेत आणखी व्यत्यय आला आहे. युक्रेन हा उच्च-शुद्धता वायूच्या जगातील सर्वात मोठ्या निर्यातदारांपैकी एक आहे.निऑनचिन्हे; रशियाच्या आक्रमणामुळे दुर्मिळ वायूच्या पुरवठ्यावर मर्यादा येत आहेत. यामुळे परिणामी इतर निष्क्रिय वायूंचा तुटवडा निर्माण झाला आणि त्यांच्या किमती वाढल्या, जसे कीक्रिप्टनआणिझेनॉन.