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Dans l’industrie des semi-conducteurs, la salle blanche est utilisée pour la fabrication de composants électroniques sensibles, comme les puces électroniques. Le présent article vous expliquera comment fonctionnent les salles blanches dans la fabrication de semi-conducteurs et pourquoi il est essentiel de faire attention à la protection ESD.
Les salles blanches – également appelées salles propres – sont des zones dans lesquelles le nombre de particules dans l’air est maintenu aussi bas que possible afin d’éviter toute contamination des produits en cours de fabrication. Les salles blanches sont extrêmement importantes dans l’industrie des semi-conducteurs car les composants électroniques qui y sont fabriqués sont très sensibles et doivent donc être protégés contre les impuretés.
Les salles blanches sont réparties en classes, en fonction du nombre de particules autorisées par mètre cube d’air. Pour définir ces classes, il existe différents systèmes, dont le système GMP et le système ISO. Selon la classification GMP, les salles blanches sont divisées en 4 classes de salles blanches et selon la classification ISO en 9 classes de salles blanches.
Dans une salle blanche, l’air qui pénètre dans la pièce est préalablement purifié par des filtres très fins. L’air purifié est introduit par le plafond et évacué par des trous dans le sol. Une légère surpression dans la salle blanche doit en outre empêcher les particules de l’extérieur de pénétrer dans la salle blanche.
Lors de la production de plaquettes dans l’industrie des semi-conducteurs, on utilise des conteneurs de transport spéciaux appelés FOUP, qui empêchent que les plaquettes soient exposées à l’air de la salle blanche lorsque les plaquettes sont transportées d’une machine à une autre. FOUP est l’abréviation anglaise de Front Opening Unified Pod. Grâce au cloisonnement des unités FOUP, on trouve dans la salle blanche des conditions qui remplissent les conditions d’une classe bien inférieure à celle qui règne à l’extérieur des unités. Il est ainsi possible de satisfaire aux exigences de la classe de salle blanche ISO 1 ou ISO 2 dans les FOUP, alors que dans les salles blanches qui les entoure, seules les exigences de la classe ISO 5 sont remplies. L’avantage de cette séparation de niveau de protection est qu’elle permet d’économiser de très nombreux coûts, car seules de petites surfaces doivent répondre aux exigences des classes de salle blanche les plus élevées. D’autres mesures pour maintenir la salle blanche exempte de particules sont les douches d’air devant les entrées de la salle blanche, qui permettent de souffler les particules vers le bas pour les personnes qui souhaitent entrer dans la salle blanche. Pour réduire les particules, les personnes travaillant dans la salle blanche portent généralement une combinaison de salle blanche et d’autres vêtements de salle blanche, comme des chaussures de salle blanche. Des gants de salle blanche sont également utilisés.
Outre la protection contre les particules, il faut également prendre des mesures contre les décharges électrostatiques incontrôlées lors de la fabrication de semi-conducteurs. En effet, même de très faibles décharges peuvent causer des dommages importants aux pièces semi-conductrices.
Le problème ici est notamment celui des dommages latents, également appelés « walking wounded » ou « latent failure ». En effet, dans la plupart des cas, on ne remarque même pas, lors du contrôle final, si des composants semi-conducteurs ont été endommagés par des décharges électrostatiques, car le dommage n’affecte pas la fonction du composant dans un premier temps. Mais une fois que les composants ont été montés dans les terminaux et que ceux-ci sont utilisés, les dommages cachés entraîneront tôt ou tard des dysfonctionnements, voire des pannes. Le coût de la réparation des dommages subis par les composants installés est alors bien plus élevé que si le composant endommagé avait été éliminé au moment du contrôle final. Mais comme nous l’avons déjà expliqué, ces composants endommagés ne sont généralement pas détectés lors du contrôle final, il s’agit donc d’éviter les dommages eux-mêmes, c’est-à-dire les décharges électrostatiques.
Le plus grand risque de décharges électrostatiques incontrôlées provient de l’homme, par exemple à la suite de charges dues à des frottements. C’est pourquoi, lors de la fabrication de semi-conducteurs, il faut veiller à ce que les employés portent des vêtements ESD et travaillent dans des zones de protection ESD spécifiques.
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