Dans le domaine de la fabrication de semi-conducteurs, la propreté de l'environnement des salles blanches influence directement le rendement de production des plaquettes et les performances des puces. Les cinq plus grandes usines mondiales de fabrication de plaquettes ont toutes abandonné les matériaux traditionnels en fonte au profit de plateformes en granit. Cette transformation s'appuie sur la quête d'un environnement zéro pollution en salles blanches. Les plateformes en granit, dotées de caractéristiques spécifiques, ont démontré des avantages inégalés en salles blanches et sont devenues la nouvelle référence des usines de fabrication de plaquettes.
Le « défaut fatal » des matériaux en fonte dans les salles blanches
La fonte, matériau industriel traditionnel, présentait autrefois certains avantages en termes de propriétés mécaniques, mais elle présente de nombreux problèmes dans les salles blanches de semi-conducteurs. Premièrement, sa microstructure superficielle est peu dense, avec de nombreux pores et de minuscules fissures invisibles à l'œil nu. Lors du fonctionnement quotidien des salles blanches, ces pores sont très susceptibles d'absorber la poussière, les taches d'huile et divers polluants chimiques, devenant ainsi des refuges pour les sources de pollution. Une fois accumulés, les contaminants peuvent, lors des opérations de fabrication des plaquettes, se détacher et adhérer à la surface de la plaquette, provoquant de graves problèmes de qualité tels que des courts-circuits et des circuits ouverts dans la puce.
Deuxièmement, la fonte présente une stabilité chimique relativement faible. Lors de la fabrication des plaquettes, divers réactifs chimiques corrosifs, tels que l'acide fluorhydrique et l'acide sulfurique, sont utilisés. La fonte est sujette aux réactions d'oxydation et de corrosion sous l'effet de ces substances chimiques. La rouille et les ions métalliques produits par la corrosion polluent non seulement l'environnement de la salle blanche, mais peuvent également réagir chimiquement avec les matériaux présents à la surface des plaquettes, en altérant leurs propriétés physiques et chimiques et en réduisant considérablement le rendement.
La caractéristique « zéro pollution » des plateformes en granit
La raison pour laquelle les plateformes en granit sont privilégiées par les cinq plus grandes usines mondiales de fabrication de plaquettes réside dans leur caractère « zéro pollution ». Le granit est une pierre naturelle formée par des processus géologiques sur des centaines de millions d'années. Ses cristaux minéraux internes sont étroitement cristallisés, sa structure est dense et uniforme, et sa surface est quasiment dépourvue de pores. Cette structure unique garantit l'absence de poussières et de contaminants. Même en cas de fréquentes perturbations de la circulation d'air et d'activités du personnel et des équipements en salle blanche, la surface de la plateforme en granit reste propre, empêchant ainsi la prolifération et la propagation des contaminants.
En termes de stabilité chimique, le granit offre des performances exceptionnelles. Ses principaux composants sont des minéraux tels que le quartz et le feldspath. Ses propriétés chimiques sont extrêmement stables et il réagit difficilement avec les réactifs chimiques courants. Dans l'environnement chimique complexe de la fabrication des plaquettes, les plateformes en granit supportent facilement l'érosion de divers réactifs corrosifs, sans générer de produits de corrosion ni de pollution par les ions métalliques, offrant ainsi une base sûre et propre pour la production de plaquettes. De plus, le granit est non conducteur et ne génère pas d'électricité statique, ce qui évite le risque de pollution causée par l'électricité statique absorbant les particules de poussière et garantit la qualité environnementale de la salle blanche.
Sélection des matériaux du point de vue du coût et des avantages
Bien que le coût d'acquisition initial des plateformes en granit soit relativement plus élevé que celui des plateformes en fonte, à long terme, leurs avantages globaux dépassent largement la différence de prix. Le nettoyage et l'entretien fréquents des plateformes en fonte, dus aux problèmes de pollution, ainsi que les pertes importantes liées à l'augmentation du taux de défauts des produits, ont maintenu les coûts de production globaux à un niveau élevé. La plateforme en granit, grâce à son avantage « zéro pollution », réduit considérablement la fréquence de nettoyage et d'entretien en salle blanche ainsi que le taux de défauts des produits, diminue les coûts d'exploitation et améliore l'efficacité et la qualité de la production. Prenons l'exemple d'une usine d'une capacité de production annuelle d'un million de plaquettes. L'adoption de plateformes en granit permet de réduire les pertes dues à la pollution de plus de dix millions de yuans par an, avec un retour sur investissement considérable.
Les cinq plus grandes usines mondiales de fabrication de plaquettes ont abandonné la fonte au profit des plateformes en granit, après une réflexion approfondie sur les exigences des salles blanches et l'efficacité de la production. L'absence de pollution des plateformes en granit offre une garantie fiable pour la production de plaquettes et propulse la fabrication de semi-conducteurs vers une précision et des rendements supérieurs. Avec le développement continu de la technologie des semi-conducteurs, les plateformes en granit sont appelées à jouer un rôle de plus en plus important dans la fabrication future de plaquettes.
Date de publication : 14 mai 2025