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Mystérieuse salle blanche : pourquoi les usines de semi-conducteurs ont-elles besoin d'un tel environnement ?
Avec le développement rapide de la science et de la technologie, l’industrie des semi-conducteurs est devenue un élément indispensable de l’économie mondiale. Le processus de fabrication de composants électroniques tels que les microprocesseurs et les mémoires est appelé fabrication de semi-conducteurs. Ce processus est non seulement techniquement complexe, mais exige également des conditions environnementales extrêmement strictes. Parmi eux, le concept de « salle blanche » est particulièrement important. La fabrication de semi-conducteurs étant soumise à des exigences extrêmement élevées en matière de contrôle des polluants, la salle blanche est devenue le cœur de l'usine de semi-conducteurs.
Les salles blanches sont conçues non seulement pour éviter la poussière, mais également pour garantir la précision de tous les processus de fabrication et améliorer le rendement des produits.
Le processus de fabrication des semi-conducteurs comprend des dizaines d’étapes, notamment la photolithographie, l’oxydation thermique, le dépôt de couches minces, l’implantation ionique et la gravure. La moindre contamination dans l’un de ces processus peut entraîner l’échec de l’ensemble du lot. Par conséquent, la conception des salles blanches est essentielle pour contrôler les particules minuscules (généralement inférieures à 0,5 micron). C’est pourquoi les salles blanches utilisent des systèmes de filtration d’air spéciaux qui éliminent les contaminants potentiels de l’air.
Les salles blanches fonctionnent généralement en faisant circuler l'air en permanence et en utilisant des filtres HEPA pour garder l'air propre. Ce mode de fonctionnement réduit non seulement les risques de contamination, mais garantit également un environnement stable lors de la fabrication des semi-conducteurs. De plus, avant d'entrer dans la salle blanche, les travailleurs doivent généralement passer par une série de procédures d'hygiène, telles que le port de vêtements professionnels propres et la désinfection, pour maintenir l'environnement intérieur propre.
Dans la fabrication de semi-conducteurs haut de gamme, le temps de traitement peut atteindre 15 semaines, et la capacité à contrôler la contamination affectera directement les performances et la qualité du produit final.
Avec les progrès de la science et de la technologie, le déclin de la technologie des semi-conducteurs a rendu les exigences en matière d'environnement de salle blanche plus strictes. À 14 nm et moins, en particulier lorsque la taille des transistors diminue, l'auto-échauffement et d'autres phénomènes tels que la plasmatisation commencent à affecter les décisions de conception, rendant le besoin d'un environnement de salle blanche encore plus urgent.
Par le passé, la construction de salles blanches était souvent axée sur des exigences spécifiques en matière de matériaux et de processus, mais elle doit désormais être ajustée en fonction des exigences des différents nœuds technologiques. De plus, avec l’adoption de tranches de plus grande taille, la conception des salles blanches a également progressivement évolué, passant de tranches de 200 mm à des tranches de 300 mm et peut-être de 450 mm à l’avenir. Par conséquent, les normes des salles blanches sont constamment mises à jour pour s’adapter à ces changements.
En fait, la conception et l’exploitation des salles blanches impliquent non seulement le développement de la science et de la technologie, mais affectent également la compétitivité de l’ensemble de l’industrie.
Les entreprises qui fabriquent des semi-conducteurs, comme TSMC et Intel, attachent une importance sans précédent aux salles blanches. À mesure que la demande augmente, les capacités des processus passés ne répondent plus à la demande du marché, ce qui a incité les entreprises à étendre continuellement les salles blanches. Pendant l'épidémie de COVID-19, la conception et la gestion des salles blanches sont devenues le centre des discussions, car elles doivent non seulement faire face à des défis techniques, mais également prendre en compte l'hygiène et la sécurité.
En prenant en compte tous les facteurs ci-dessus, la salle blanche n'est pas seulement l'environnement central de la fabrication des semi-conducteurs, mais également un témoin du progrès de la science et de la technologie. À mesure que la technologie des semi-conducteurs continue de se développer, la conception, la gestion et l’application des salles blanches continueront d’évoluer. Une telle évolution contribuera à améliorer la qualité des produits et à promouvoir la concurrence entre les industries. Alors que la technologie progresse à un rythme rapide à l’avenir, pourrons-nous assister à des avancées encore plus importantes grâce aux salles blanches ?
