Газы сверхвысокой чистоты (СВЧ) являются источником жизненной силы полупроводниковой промышленности. Поскольку беспрецедентный спрос и перебои в глобальных цепочках поставок приводят к росту цен на газ сверхвысокого давления, новые методы проектирования и производства полупроводников повышают уровень необходимого контроля над загрязнением. Для производителей полупроводников возможность гарантировать чистоту сверхвысокого газа важна как никогда.

Газы сверхвысокой чистоты (UHP) имеют решающее значение в современном производстве полупроводников

Одним из основных применений газа UHP является инертизация: газ UHP используется для создания защитной атмосферы вокруг полупроводниковых компонентов, тем самым защищая их от вредного воздействия влаги, кислорода и других загрязнений в атмосфере. Однако инертизация — это лишь одна из многих различных функций, которые газы выполняют в полупроводниковой промышленности. От первичных плазменных газов до химически активных газов, используемых при травлении и отжиге, газы сверхвысокого давления используются для самых разных целей и играют важную роль во всей цепочке поставок полупроводников.

Некоторые из «основных» газов в полупроводниковой промышленности включают:азот(используется в качестве общеочищающего и инертного газа),аргон(используется в качестве основного плазменного газа в реакциях травления и осаждения),гелий(используется в качестве инертного газа с особыми теплопередающими свойствами) иводород(играет множество ролей при отжиге, осаждении, эпитаксии и плазменной очистке).

По мере развития и изменения полупроводниковой технологии менялись и газы, используемые в производственном процессе. Сегодня заводы по производству полупроводников используют широкий спектр газов, от благородных газов, таких каккриптонинеонк химически активным частицам, таким как трифторид азота (NF 3 ) и гексафторид вольфрама (WF 6 ).

Растущий спрос на чистоту

С момента изобретения первого коммерческого микрочипа мир стал свидетелем удивительного, почти экспоненциального роста производительности полупроводниковых устройств. За последние пять лет одним из самых надежных способов добиться такого повышения производительности было «масштабирование размеров»: уменьшение ключевых размеров существующих архитектур чипов с целью втиснуть больше транзисторов в заданное пространство. В дополнение к этому, разработка новых архитектур чипов и использование передовых материалов привели к резкому повышению производительности устройств.

Сегодня критические размеры новейших полупроводников настолько малы, что масштабирование размеров больше не является эффективным способом повышения производительности устройств. Вместо этого исследователи полупроводников ищут решения в виде новых материалов и архитектур 3D-чипов.

Десятилетия неустанных преобразований привели к тому, что сегодняшние полупроводниковые устройства намного мощнее, чем старые микрочипы, но они также более хрупкие. Появление технологии изготовления пластин диаметром 300 мм повысило уровень контроля примесей, необходимый для производства полупроводников. Даже малейшее загрязнение в производственном процессе (особенно редкими или инертными газами) может привести к катастрофическому выходу оборудования из строя – поэтому чистота газа сейчас важна как никогда.

Для типичного завода по производству полупроводников газ сверхвысокой чистоты уже является крупнейшим материальным ресурсом после самого кремния. Ожидается, что эти затраты будут только увеличиваться по мере того, как спрос на полупроводники взлетит до новых высот. События в Европе вызвали дополнительные потрясения на напряженном рынке природного газа сверхвысокого давления. Украина является одним из крупнейших в мире экспортеров высокочистыхнеонзнаки; Вторжение России означает, что поставки редкого газа ограничиваются. Это, в свою очередь, привело к нехватке и повышению цен на другие благородные газы, такие каккриптониксенон.