Comment comprendre les équipements de fabrication de semi-conducteurs
Processus avant et processus arrière
Le processus de fabrication des semi-conducteurs consiste à transformer des plaquettes de silicium en puces semi-conductrices. Il se divise en deux grandes étapes : la fabrication et l’assemblage. La première étape consiste à former un circuit intégré sur la plaquette de silicium ; il s’agit d’un processus itératif. L’assemblage final comprend la découpe et le conditionnement de la puce une fois la première étape terminée.
Le processus de fabrication en amont se divise en deux étapes : la fabrication en amont (front-end) et la fabrication en aval (back-end). La fabrication en amont consiste à former les éléments de base, tels que la capacité et la résistance des transistors, qui déterminent les performances des circuits intégrés. La fabrication en aval est un processus d'interconnexion multicouche qui relie les différents éléments et les transforme en circuits intégrés. Outre le traitement thermique par implantation ionique, utilisé uniquement en amont, on retrouve également les étapes de lavage-séchage, de lithographie, de gravure, de formation de couches minces et de planage.
L'utilisation de plaquettes de silicium
Le mot anglais Wafer est Wafer, qui signifie à l'origine la gaufrette qui recouvre la crème glacée.
Les plaquettes suivantes sont souvent utilisées pour la maintenance des équipements semi-conducteurs
1. Des plaquettes de détection de particules sont utilisées pour contrôler régulièrement la propreté des équipements.
2. La plaquette de cycle utilisée pour l'inspection du transport sert à tester la stabilité du dispositif.
En production, ces plaquettes sont spécifiques à chaque dispositif afin d'éviter toute contamination croisée. Elles ne sont notamment pas mélangées avec celles d'autres équipements avant et après le processus de dépôt métallique.
Équipements de manutention et de fabrication de plaquettes
Dans la phase de fabrication initiale, tous les éléments manipulés sont des plaquettes ou des masques de lumière. Auparavant, la plupart des plaquettes étaient manipulées manuellement. Le contenant de la plaquette, appelé cassette, était inséré à la main ou à l'aide d'un stylo à vide.
La plupart des usines de fabrication de semi-conducteurs utilisent aujourd'hui le système de manutention automatisé AMHS de Crane OHT pour le transfert des plaquettes de silicium entre les équipements. La plaquette est chargée dans le Foup, qui est ouvert par l'orifice de chargement, puis transférée vers la chambre de traitement par le bras robotisé. L'appareil est généralement maintenu sous pression positive afin d'empêcher toute infiltration de particules. Cette opération peut également être réalisée au sol par des robots AGV.
salle blanche
La fabrication de circuits intégrés exigeant une propreté environnementale rigoureuse, il est impératif de garantir la pureté de l'air dans l'ensemble de l'atelier. Le corps humain étant une source potentielle de pollution, le port d'une combinaison étanche à la poussière est obligatoire pour toute personne entrant dans l'atelier. Par ailleurs, afin d'améliorer la propreté des locaux, la ventilation doit être assurée régulièrement et l'air entrant filtré par un système de filtration à flux laminaire (FFU). Le sol de la salle blanche est majoritairement perforé, permettant ainsi le retour de l'air et l'évacuation des polluants par le dessous.
Conditions à remplir pour les équipements de fabrication
1. Les performances du processus sont particulièrement requises pour assurer l'uniformité de la puce au sein d'une même plaquette, ainsi que la répétabilité entre les lots de plaquettes.
2. La zone d'exclusion de degré doit être petite.
Il s'agit de la circonférence extérieure de la plaquette qui n'est pas usinée. Plus cette zone est petite, plus on peut produire de puces.
3. Maintenabilité et disponibilité de la machine.
L'équipement doit être facile à entretenir et le temps d'entretien doit être le plus court possible.
4. Débit : Plus le nombre de plaquettes traitées par unité de temps est élevé, mieux c'est.
5. Réduire l'empreinte écologique
6. Fonction CIM EAP
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