Fourniture d’un four de recuit sous atmosphère contrôlée

Fourniture d’un équipement de traitement thermique programmable, avec ses sous-systèmes, interfaces, installation, qualification et documentation. Il doit traiter des wafers jusqu’à 200 mm sous vide ou sous flux de gaz, pour des cycles allant de la température ambiante à 400 °C et des pressions de 5 × 10⁻⁶ mbar à 2 bar.

Procédés et performances thermiques

Trois procédés sont à démontrer, avec résultats obtenus sur l’équipement proposé :

• Vide à 5 × 10⁻⁶ mbar et azote à 2 bar : montée en température de 100 °C/min jusqu’à 10 % sous le maximum (consigne), stabilisation à ±1 °C en moins de 2 min, puis descente à 20 °C/min jusqu’à 50 °C; palier à 100 °C ±1 °C sans dépassement.
• Uniformité de chauffe : cartographie à 100, 200, 300 et 400 °C sur une zone de Ø200 mm, avec au moins 50 points; étalonnage des thermocouples selon NF EN 60584-1.
• Température des plaques régulée à ±1 °C de la consigne, avec mesure par thermocouples au plus près des échantillons.

Le système de pompage doit permettre une transition de la pression atmosphérique à 7,5 × 10⁻² mbar, puis à 5 × 10⁻⁶ mbar, en 120 s au plus pour chaque plage. La stabilisation des vides primaire et secondaire est de 10 s au plus, avec un écart à la jauge étalonnée de 2 % au plus. Un pompage en doigt gris est privilégié.

Gaz, contrôle et traitement des wafers

Trois lignes de gaz avec débitmètres massiques sont prévues : diazote, argon et une ligne pour un gaz en bouteille normalisée, raccord type C selon NF E 29-650. Les lignes sont filtrées, identifiées, munies d’une vanne d’arrêt manuelle en amont et d’un suivi numérique des débits et consommations. Les gaz inflammables, notamment silane et hydrogène, sont dilués à l’azote avant rejet à une concentration inférieure à la moitié de la LIE; un débit d’azote non conforme met la machine en sécurité.

L’équipement accepte un wafer ou une nacelle en quartz ou graphite d’au moins 3 cm de hauteur. Les formats visés comprennent le silicium Ø200 mm et les substrats 36 × 38 mm² et 47 × 48 mm²; les matériaux cités sont silicium, pyrex, CdZnTe et saphir. Les épaisseurs spécifiées sont de 775 ±25 µm pour le silicium et de 750 à 1 200 µm pour le CdZnTe; bow et warp sont limités à 20 µm. Des nacelles en graphite doivent être fournies pour un wafer silicium Ø200 mm et quatre substrats 47 × 48 mm². Elles enferment les plaques sans contact avec leur face avant; le chargement et déchargement doivent être facilités.

L’enceinte ne doit contenir aucun élément constitué, même partiellement, d’argent, cuivre, aluminium, or, antimoine, indium ou arsenic. Les essais de contamination métallique C4 et C5 utilisent des substrats silicium de qualité Monitor, manipulés dans l’ensemble des modules; pour les plaques de diamètre inférieur ou égal à 200 mm, la face polie est manipulée à l’envers, en contact avec robots et supports. Les contrôles TXRF avec cartographie visent, pour chaque élément mesuré, une moyenne inférieure à 1 × 10¹¹ at/cm² et un pic localisé inférieur à 1 × 10¹² at/cm².

Mini-environnement, automatisation et interfaces

Lorsque le mini-environnement fonctionne au moins en partie à pression atmosphérique, sa surpression est supérieure à 1 Pa; les vitesses de soufflage sont de 30 à 40 cm/s sous les filtres et de 20 à 40 cm/s au niveau des wafers. Les contrôles particulaires statiques portent sur sept points, une minute par point, avec un maximum de 35 particules/m³ de taille supérieure à 0,1 µm; les contrôles dynamiques portent sur un point par site en mouvement, une minute par point, avec un maximum de 3 500 particules/m³. Les surfaces sensibles situées à moins de 25 cm des plaques doivent être dissipatives et sous 100 V/inch; si des barres ionisantes sont installées, les temps de décharge positif et négatif de 1 000 V à 100 V sont inférieurs à 20 s.

Le système surveille et enregistre les consommations de fluides, restaure les consignes après une veille et échange avec les périphériques pour inhiber le procédé en cas d’alarme ou de fonctionnement insuffisant. Les données sont exportables vers le réseau de salle blanche. L’interface SECS/GEM, son logiciel, ses licences, le matériel nécessaire et sa documentation sont inclus. Les normes obligatoires citées sont SEMI E5, E30, E37, E37.1, E37.2, E39, E40, E84, E87, E90 et E94; plusieurs normes supplémentaires sont listées comme optionnelles et la matrice de conformité doit être renseignée. Les équipements informatiques associés doivent être documentés pour leur raccordement; les PC connectés au système d’information sont soumis aux exigences d’antivirus et de sauvegarde. L’accès distant, s’il est mis en place, est ponctuel, supervisé et interdit au transfert de fichiers.

Environnement, sécurité et intégration

La conception doit limiter les consommations d’énergie et de fluides, les émissions et les déchets; le titulaire documente les flux d’effluents et les émissions. Les fluides et rejets sont séparés selon leur nature : les effluents fluorés à au moins 1 % de fluor et les effluents phosphorés vont au drain HF/H₃PO₄, à une température de rejet ne dépassant pas 50 °C; les solvants vont au drain dédié. Les rejets chargés en H₂SO₄ ou H₂SO₅ sont lissés dans le temps et limités à 20 litres. La récupération des eaux non polluées est envisagée lorsque possible. Les débits d’extraction doivent être justifiés; la vitesse d’air est inférieure à 8 m/s en extraction et à 6 m/s en soufflage. Le captage des vapeurs et aérosols est vérifié en usine avec rapport avant livraison.

L’équipement doit respecter les exigences applicables de sécurité machine, électrique, pression et compatibilité électromagnétique, notamment NF EN ISO 12100, NF EN ISO 13849-1 et NF EN 60204. Le niveau sonore dans son environnement est inférieur à 70 dB(A). Les dispositifs de consignation, sécurités, protections, alarmes et informations de sécurité sont documentés; les risques résiduels sont signalés en français.

La préparation et l’installation comprennent les données d’emprise et d’interfaces, les dossiers de préinstallation et d’installation, le montage, les raccordements relevant du contractant, réglages et contrôles de sécurité. Le CEA déplace l’équipement à son emplacement final; le titulaire est présent au déchargement et en salle blanche et utilise ses propres outils de montage et de manutention. Les branchements de gaz, fluides, extraction et vidange sont supervisés; les raccordements de fluides de procédé par le CEA interviennent après remise du rapport de mise en service et inspection de sécurité réussie.

Essais, formation et maintien en condition

Les contrôles comprennent recette usine, livraison et déballage, installation, handling, contamination, qualification des procédés et réception. La recette usine est réalisée avec les plaquettes et supports du prestataire, selon les références transmises par le CEA; le matériel ne peut être expédié avant signature du rapport et levée des restrictions. Le prestataire fournit la procédure de colisage; les emballages pour salle blanche sont propres et sous double film, et les emballages en bois, carton ou papier traditionnel y sont prohibés. Les filtres des chambres et FFU sont montés par le contractant après livraison.

La qualification comprend les essais de procédé et de handling, les contrôles de contamination et de mini-environnement, puis la qualification des procédés par le CEA; les non-conformités doivent être corrigées. La réception requiert la livraison complète, l’installation et la mise en service terminées, les essais réussis, la conformité CE agréée et la documentation remise. La formation à l’utilisation et à la sécurité est prévue pour 1 à 2 personnes; les formations de maintenance de premier niveau et avancée sont proposées en option. Le dossier comprend les notices, plans, schémas, manuel de maintenance, analyse de risques, liste des pièces et consommables, ainsi que les données de consommation et coûts d’exploitation. Les mises à jour logicielles correctives sont fournies et installées sans frais pendant la garantie; les corrections de bogues nécessaires au maintien de la fonctionnalité d’origine restent sans frais après son expiration. Une maintenance préventive et corrective peut être proposée à l’issue de la garantie, avec engagements de disponibilité pour la formule Full Service.