ก๊าซความบริสุทธิ์สูงพิเศษ (UHP) ถือเป็นหัวใจสำคัญของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ด้วยความต้องการที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนและการหยุดชะงักของห่วงโซ่อุปทานทั่วโลก ทำให้ราคาก๊าซแรงดันสูงพิเศษพุ่งสูงขึ้น แนวทางปฏิบัติด้านการออกแบบและการผลิตเซมิคอนดักเตอร์แบบใหม่จึงช่วยเพิ่มระดับการควบคุมมลพิษที่จำเป็น สำหรับผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ การสามารถรับประกันความบริสุทธิ์ของก๊าซ UHP จึงมีความสำคัญยิ่งกว่าที่เคย

ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงพิเศษ (UHP) มีความสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่

หนึ่งในการใช้งานหลักของก๊าซ UHP คือการทำให้เฉื่อย: ก๊าซ UHP ใช้เพื่อสร้างบรรยากาศป้องกันรอบส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ จึงช่วยปกป้องชิ้นส่วนเหล่านั้นจากผลกระทบที่เป็นอันตรายจากความชื้น ออกซิเจน และสารปนเปื้อนอื่นๆ ในบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม การทำให้เฉื่อยเป็นเพียงหนึ่งในหน้าที่ต่างๆ มากมายที่ก๊าซทำในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ตั้งแต่ก๊าซพลาสมาปฐมภูมิไปจนถึงก๊าซปฏิกิริยาที่ใช้ในการกัดและการอบอ่อน ก๊าซความดันสูงพิเศษถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลายและมีความสำคัญตลอดห่วงโซ่อุปทานของเซมิคอนดักเตอร์

ก๊าซ “แกนหลัก” บางส่วนในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ได้แก่ไนโตรเจน(ใช้เป็นสารทำความสะอาดทั่วไปและก๊าซเฉื่อย)อาร์กอน(ใช้เป็นก๊าซพลาสมาหลักในปฏิกิริยาการกัดและการสะสม)ฮีเลียม(ใช้เป็นก๊าซเฉื่อยที่มีคุณสมบัติถ่ายเทความร้อนพิเศษ) และไฮโดรเจน(มีบทบาทหลายประการในการอบ การสะสม การเอพิแทกซี และการทำความสะอาดพลาสมา)

เมื่อเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์มีวิวัฒนาการและเปลี่ยนแปลงไป ก๊าซที่ใช้ในกระบวนการผลิตก็เปลี่ยนแปลงตามไปด้วย ปัจจุบันโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ใช้ก๊าซหลากหลายชนิด ตั้งแต่ก๊าซเฉื่อย เช่นคริปทอนและนีออนต่อสารที่มีปฏิกิริยา เช่น ไนโตรเจนไตรฟลูออไรด์ (NF 3 ) และทังสเตนเฮกซะฟลูออไรด์ (WF 6 )

ความต้องการความบริสุทธิ์ที่เพิ่มมากขึ้น

นับตั้งแต่การประดิษฐ์ไมโครชิปเชิงพาณิชย์ตัวแรก โลกได้ประจักษ์ถึงประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอย่างน่าทึ่งเกือบเท่าตัวของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา หนึ่งในวิธีที่แน่นอนที่สุดในการบรรลุการปรับปรุงประสิทธิภาพในลักษณะนี้คือ "การปรับขนาด": การลดขนาดหลักของสถาปัตยกรรมชิปที่มีอยู่เดิมเพื่อบีบทรานซิสเตอร์ให้มากขึ้นในพื้นที่ที่กำหนด นอกจากนี้ การพัฒนาสถาปัตยกรรมชิปใหม่ๆ และการใช้วัสดุที่ทันสมัยยังช่วยยกระดับประสิทธิภาพของอุปกรณ์อย่างก้าวกระโดด

ปัจจุบัน ขนาดที่สำคัญของเซมิคอนดักเตอร์ล้ำสมัยมีขนาดเล็กมากจนการปรับขนาดไม่ใช่วิธีที่เหมาะสมในการปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์อีกต่อไป นักวิจัยเซมิคอนดักเตอร์จึงมองหาโซลูชันในรูปแบบของวัสดุและสถาปัตยกรรมชิป 3 มิติแบบใหม่

การออกแบบใหม่อย่างไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยตลอดหลายทศวรรษที่ผ่านมา หมายความว่าอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ในปัจจุบันมีประสิทธิภาพเหนือกว่าไมโครชิปรุ่นเก่ามาก แต่ก็เปราะบางกว่าด้วยเช่นกัน การถือกำเนิดของเทคโนโลยีการผลิตเวเฟอร์ขนาด 300 มม. ได้เพิ่มระดับการควบคุมสิ่งเจือปนที่จำเป็นสำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ แม้แต่การปนเปื้อนเพียงเล็กน้อยในกระบวนการผลิต (โดยเฉพาะอย่างยิ่งก๊าซเฉื่อยหรือก๊าซหายาก) ก็อาจนำไปสู่ความล้มเหลวของอุปกรณ์อย่างร้ายแรงได้ ดังนั้นความบริสุทธิ์ของก๊าซจึงมีความสำคัญยิ่งกว่าที่เคย

สำหรับโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไป ก๊าซความบริสุทธิ์สูงพิเศษถือเป็นค่าใช้จ่ายด้านวัสดุที่สูงที่สุดรองจากซิลิคอนอยู่แล้ว คาดว่าต้นทุนเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เมื่อความต้องการเซมิคอนดักเตอร์พุ่งสูงขึ้น เหตุการณ์ต่างๆ ในยุโรปได้ก่อให้เกิดความปั่นป่วนเพิ่มเติมต่อตลาดก๊าซธรรมชาติแรงดันสูงพิเศษที่กำลังตึงเครียด ยูเครนเป็นหนึ่งในประเทศผู้ส่งออกก๊าซความบริสุทธิ์สูงรายใหญ่ที่สุดของโลกนีออนสัญญาณ: การรุกรานของรัสเซียทำให้อุปทานก๊าซหายากถูกจำกัด ส่งผลให้เกิดการขาดแคลนและราคาก๊าซมีตระกูลอื่นๆ สูงขึ้น เช่นคริปทอนและซีนอน.