STMicroelectronics, site de Crolles
Conception et fabrication de semiconducteurs

Présentation du site et de l'activité

Usine STMicroelectronics, site de CrollesLe site STMicroelectronics de Crolles est implanté dans la vallée du Grésivaudan située entre Grenoble et Chambéry, sur la zone industrielle de la ville de Crolles.

Les activités du site de Crolles sont la R&D, le développement des procédés et la production de produits utilisant les technologies microélectroniques les plus avancées mondialement, notamment les technologies CMOS et leurs options, dont les dimensions critiques minimales atteignent 20 nanomètres ce qui permettra d'intégrer ces produits dans les équipements du futur.

Les salles blanches sont équipées de systèmes de traitement d'air très performants dont les paramètres flux, température, hygrométrie, niveau de contamination particulaire et moléculaire sont ajustés par le design des systèmes de filtration aux besoins des technologies submicroniques.

Des zones techniques très importantes, attenantes aux salles blanches, assurent la gestion des fluides nécessaires aux process et aux équipements, dans les conditions du respect de la sécurité et de l'environnement.

Besoins et contraintes en matière d'ultra-propreté

Contraintes technologiques : les plaquettes silicium (wafers)

La miniaturisation des dimensions en deçà des 28 nm, la giga complexité des produits avancés ont conduit les fabricants, pour ne pas obtenir de rendements trop faibles, à confiner leur fabrication dans des salles blanches, à utiliser des mini-environnements et à mettre en place les conditions de leur gestion efficace, à savoir, une organisation, des moyens de contrôle, des procédures et un personnel qualifié.

Les meilleurs rendements sont atteints lorsque les procédés sont optimisés, ils incluent dans les étapes de fabrication de nombreuses tâches d'élimination des contaminants, résidus, particules et condensats présents sur les plaquettes. A cette fin, les techniques de dissolution, d'oxydation, de gravure chimique et de brossage sous jets de fluides ou par ondes ultrasoniques, sont utilisées pour vaincre les forces d'adhésion des contaminants.

Par ailleurs, pour réduire les agglomérats métalliques liés chimiquement au substrat de silicium, la dissolution par action des acides est utilisée. Les résidus organiques adsorbés sont aussi éliminés par oxydation aux acides ou à l'ozone, ou par dégazage sous vide et plasma. L'ensemble de ces opérations est réalisé dans des machines de très haute technicité utilisant les matériaux les plus avancés.

Autres contraintes spécifiques : les contaminants

Afin de limiter les effets des contaminations externes, le design de la salle blanche et des installations de traitement d'air prend en compte l'exposition aux vents, notamment pour l'orientation des prises d'air neuf en relation à la proximité de sources externes d'émissions, par exemple la circulation automobile.

Les traitements d'air des salles blanches et des mini-environnements, de par leur design, assurent la filtration particulaire par filtres HEPA et, si nécessaire, la filtration moléculaire par charbon actif ou filtres polymères à haute porosité, pour obtenir de l'air avec le niveau de pureté ajusté au besoin des technologies.

La maintenance préventive est organisée pour prévenir la baisse d'efficacité des préfiltres induite par leur colmatage.

Les méthodes de maintenance et le design des équipements sont étudiés pour limiter les émissions dans l'environnement interne de la salle blanche. Des tests périodiques permettent de suivre la qualité de l'air, de détecter les contaminants pour ensuite éliminer les sources.

Procédé de fabrication et étapes critiques

Les opérations réalisées sur les plaquettes de silicium pour fabriquer les produits sont en nombre et en nature très importantes ; elles permettent de garantir les performances, la qualité, la fiabilité et les rendements.

Les principaux procédés de la fabrication des produits sont :

• …