Dans la fabrication de semi-conducteurs, la qualité des plaquettes détermine directement les performances des dispositifs, le taux de rendement et le coût de production.
Même des défauts microscopiques peuvent rendre une puce entière inutilisable.
Fort de nombreuses années d'expérience en matière de procédés et d'expertise en production, ZMSH a identifié les cinq facteurs les plus critiques qui influencent la qualité des plaquettes.

1. Pureté et cohérence des matières premières

La qualité des plaquettes commence avec les matériaux eux-mêmes.
La pureté et la perfection cristalline du polysilicium de qualité semi-conducteur ou des matériaux composés définissent les performances électriques de la plaquette finale.

Les matières premières de haute qualité doivent présenter :

• Des concentrations d'impuretés extrêmement faibles – contrôle précis des contaminants métalliques, carbonés et oxygénés pour préserver la durée de vie des porteurs.

• Sources de cristaux fiables – le silicium monocristallin produit généralement des plaquettes avec moins de défauts que les matériaux recyclés ou polycristallins.

• Cohérence d'un lot à l'autre – garantir des propriétés électriques et mécaniques stables d'un lot à l'autre afin de minimiser la variabilité de la production.

ZMSH assure la qualité des matériaux dès le début grâce à une qualification stricte des fournisseurs, à une inspection à la réception et à un retour d'information continu basé sur les mesures finales des plaquettes.

2. Contrôle du processus de croissance des lingots

L'étape de la croissance cristalline est cruciale pour déterminer la densité des défauts et l'uniformité de la résistivité.
Que l'on utilise la méthode Czochralski (CZ), la méthode Float Zone (FZ) ou d'autres méthodes, un contrôle précis est requis pour obtenir :

• Une cristallisation sans défauts avec un minimum de dislocations ou de vides.

• Une distribution uniforme des impuretés et une résistivité et une teneur en oxygène stables.

• Une gestion précise des paramètres de croissance tels que la température, l'atmosphère, la vitesse de tirage et les gradients thermiques.

Grâce à une surveillance avancée en temps réel et à des ajustements de processus basés sur les données, ZMSH maintient une production de lingots à faible défaut et à haute uniformité qui répond aux spécifications les plus strictes.

3. Découpe des plaquettes et traitement de précision

Transformer les lingots en plaquettes est l'étape clé qui transforme la matière première en un substrat utilisable pour les dispositifs à semi-conducteurs.
Cette étape doit équilibrer le débit de production avec la minimisation des défauts.

ZMSH utilise des scies à fil diamanté de haute précision, la découpe laser et des technologies avancées de meulage et de CMP (polissage chimico-mécanique) pour garantir :

• Des surfaces de plaquettes sans fissures et sans dommages.

• Un contrôle strict de l'épaisseur et de la planéité dans les tolérances spécifiées.

• Une douceur de surface adaptée aux processus de lithographie ultérieurs.

• Une manipulation en salle blanche pour éviter la contamination particulaire.

Chaque étape de traitement est soumise à une inspection automatique et à une analyse statistique pour maintenir la cohérence dimensionnelle et de surface.

4. Chimie de surface et gestion de la propreté

La qualité de la surface des plaquettes est essentielle pour les étapes de fabrication en aval telles que la lithographie, l'implantation ionique et le dépôt de couches minces.
Toute particule, métal ou contamination organique peut agir comme une source de défauts et réduire le rendement.

ZMSH applique un nettoyage chimique en plusieurs étapes, un rinçage à l'eau ultrapure et une activation de surface au plasma pour obtenir :

• Des niveaux de contamination particulaire ultra-faibles.

• Des résidus d'ions métalliques contrôlés.

• Des concentrations de bains chimiques et des profils de température stables.

• Un emballage dans des environnements de salle blanche certifiés ISO pour éviter la recontamination.

En outre, ZMSH propose des programmes personnalisés de vérification de la finition de surface, de la planéité et de la propreté adaptés aux exigences de traitement de chaque client, garantissant des conditions de départ optimales pour la fabrication des dispositifs.

5. Surveillance des défauts et contrôle statistique de la qualité

Un rendement élevé dépend non seulement de la précision de la fabrication, mais aussi d'une surveillance continue et de l'amélioration des processus.
ZMSH collecte et analyse les paramètres clés lors de chaque cycle de production de plaquettes, notamment :

• La distribution de la densité des défauts.

• La durée de vie des porteurs minoritaires.

• L'uniformité de la résistivité et de l'épaisseur.

• La morphologie et la réflectivité de la surface.

• La planéité et l'intégrité des bords.

En appliquant le SPC (Statistical Process Control) et l'analyse des tendances historiques, ZMSH peut détecter les anomalies de bonne heure, affiner les paramètres du processus et réinjecter les informations dans les étapes en amont, créant ainsi un système de contrôle de la qualité en boucle fermée.

Conclusion : La qualité comme compétitivité de base de la fabrication de plaquettes

La production de plaquettes qui répondent aux exigences de la fabrication avancée de semi-conducteurs nécessite la maîtrise de cinq domaines interconnectés :
la pureté des matériaux, le contrôle de la croissance cristalline, l'usinage de précision, la gestion de la chimie de surface et l'assurance qualité statistique.

ZMSH reste attaché aux principes de zéro défaut et de stabilité ultime, en faisant progresser continuellement l'innovation des processus pour fournir des plaquettes avec des performances constantes et une fiabilité supérieure.

À l'échelle micro et nano, chaque détail compte, car chaque détail définit l'avenir de la technologie.