ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงมาก (UHP) เป็นหัวใจสำคัญของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ เนื่องจากความต้องการที่ไม่เคยมีมาก่อนและการหยุดชะงักของห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกทำให้ราคาก๊าซความดันสูงพิเศษพุ่งสูงขึ้น แนวทางการออกแบบและการผลิตเซมิคอนดักเตอร์แบบใหม่จึงเพิ่มระดับการควบคุมมลพิษที่จำเป็น สำหรับผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ การรับประกันความบริสุทธิ์ของก๊าซ UHP จึงมีความสำคัญมากกว่าที่เคย

ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงมาก (UHP) มีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่

หนึ่งในแอปพลิเคชันหลักของก๊าซ UHP คือการทำให้เป็นสภาวะเฉื่อย: ก๊าซ UHP ใช้เพื่อสร้างบรรยากาศป้องกันรอบ ๆ ชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ จึงช่วยปกป้องชิ้นส่วนเหล่านั้นจากผลกระทบที่เป็นอันตรายของความชื้น ออกซิเจน และสารปนเปื้อนอื่น ๆ ในบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม การทำให้เป็นสภาวะเฉื่อยเป็นเพียงหนึ่งในหลาย ๆ หน้าที่ที่ก๊าซทำหน้าที่ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ตั้งแต่ก๊าซพลาสมาหลักไปจนถึงก๊าซทำปฏิกิริยาที่ใช้ในการกัดและการอบอ่อน ก๊าซความดันสูงพิเศษถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันมากมายและมีความสำคัญอย่างยิ่งตลอดห่วงโซ่อุปทานของเซมิคอนดักเตอร์

ก๊าซ "หลัก" บางชนิดในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ได้แก่ไนโตรเจน(ใช้เป็นก๊าซทำความสะอาดทั่วไปและก๊าซเฉื่อย)อาร์กอน(ใช้เป็นก๊าซพลาสมาหลักในปฏิกิริยาการกัดและการตกตะกอน)ฮีเลียม(ใช้เป็นก๊าซเฉื่อยที่มีคุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนพิเศษ) และไฮโดรเจน(มีบทบาทหลายอย่างในกระบวนการอบอ่อน การตกตะกอน การเจริญเติบโตของผลึก และการทำความสะอาดด้วยพลาสมา)

เนื่องจากเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์มีการพัฒนาและเปลี่ยนแปลงไป ก๊าซที่ใช้ในกระบวนการผลิตก็เปลี่ยนแปลงไปด้วยเช่นกัน ปัจจุบันโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ใช้ก๊าซหลากหลายชนิด ตั้งแต่ก๊าซเฉื่อย เช่น...คริปทอนและนีออนต่อสารที่ทำปฏิกิริยาได้ เช่น ไนโตรเจนไตรฟลูออไรด์ (NF 3 ) และทังสเตนเฮกซาฟลูออไรด์ (WF 6 )

ความต้องการความบริสุทธิ์ที่เพิ่มขึ้น

นับตั้งแต่การประดิษฐ์ไมโครชิปเชิงพาณิชย์ตัวแรก โลกได้เห็นการเพิ่มขึ้นอย่างน่าทึ่งเกือบจะแบบทวีคูณในประสิทธิภาพของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา วิธีที่แน่นอนที่สุดวิธีหนึ่งในการบรรลุการปรับปรุงประสิทธิภาพประเภทนี้คือการ "ปรับขนาด" กล่าวคือ การลดมิติที่สำคัญของสถาปัตยกรรมชิปที่มีอยู่ เพื่อให้สามารถบรรจุทรานซิสเตอร์ได้มากขึ้นในพื้นที่ที่กำหนด นอกจากนี้ การพัฒนาสถาปัตยกรรมชิปใหม่และการใช้วัสดุที่ล้ำสมัยยังทำให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ก้าวหน้าไปอย่างมาก

ในปัจจุบัน ขนาดที่สำคัญของเซมิคอนดักเตอร์ล้ำสมัยนั้นเล็กมากจนการลดขนาดไม่ใช่แนวทางที่ได้ผลอีกต่อไปในการปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ นักวิจัยด้านเซมิคอนดักเตอร์จึงมองหาทางออกในรูปแบบของวัสดุใหม่ๆ และสถาปัตยกรรมชิป 3 มิติแทน

การออกแบบใหม่อย่างไม่หยุดยั้งมานานหลายทศวรรษ ส่งผลให้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ในปัจจุบันมีประสิทธิภาพมากกว่าไมโครชิปในอดีตมาก แต่ก็เปราะบางกว่าด้วยเช่นกัน การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีการผลิตเวเฟอร์ขนาด 300 มม. ทำให้ระดับการควบคุมสิ่งเจือปนที่จำเป็นสำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์เพิ่มสูงขึ้น แม้แต่การปนเปื้อนเพียงเล็กน้อยในกระบวนการผลิต (โดยเฉพาะก๊าซหายากหรือก๊าซเฉื่อย) ก็อาจนำไปสู่ความล้มเหลวของอุปกรณ์อย่างร้ายแรงได้ ดังนั้นความบริสุทธิ์ของก๊าซจึงมีความสำคัญมากกว่าที่เคยเป็นมา

สำหรับโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไป ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงมากถือเป็นต้นทุนวัสดุที่สูงที่สุดรองจากซิลิคอนเอง ต้นทุนเหล่านี้คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากความต้องการเซมิคอนดักเตอร์พุ่งสูงขึ้นอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน เหตุการณ์ในยุโรปได้ก่อให้เกิดความปั่นป่วนเพิ่มเติมในตลาดก๊าซธรรมชาติแรงดันสูงพิเศษที่ตึงตัวอยู่แล้ว ยูเครนเป็นหนึ่งในผู้ส่งออกก๊าซบริสุทธิ์สูงรายใหญ่ที่สุดของโลกนีออนสัญญาณบ่งชี้ว่า การรุกรานของรัสเซียส่งผลให้ปริมาณก๊าซหายากลดลง ซึ่งส่งผลให้เกิดการขาดแคลนและราคาสูงขึ้นของก๊าซเฉื่อยอื่นๆ เช่นคริปทอนและซีนอน.