Développement d'un procédé innovant de retraitement des slurries de l'industrie microélectronique

L’objectif de cette étude est de recycler du slurry, suspension silicatée, utilisé dans le domaine de l’électronique lors du polissage. Deux applications de polissage sont étudiées : le polissage silicium et le polissage tungstène. Pour ces deux applications, une caractérisation physico-chimique des slurries en amont et en aval du procédé de polissage a mis en exergue une importante dilution du slurry par de l’eau déionisée destinée au rinçage des wafers : une collecte ségrégée a ainsi été mise en place. Le procédé d’ultrafiltration permet une reconcentration de la silice. Toutefois ce procédé ne permet pas la récupération des composés dissous du slurry, qui restent pourtant essentiels au polissage et d’autant plus pour l’application tungstène : un ajustement chimique est donc développée avant réutilisation du slurry ainsi retraité. Pour le slurry tungstène, la matrice chimique étant plus complexe, deux types d’ajustement ont été testés dont les proportions ont été optimisées par une méthode de plans d’expériences.Concernant le slurry silicium, un prototype industriel a été installé et les résultats de polissage sont similaires au slurry POU sur un nombre significatif de plaques. La qualification industrielle a été réalisée. Ce prototype permet d’atteindre les objectifs de diminution de 30% de la consommation de slurry et de 40% des volumes d’effluents rejetés vers station d’épuration.The chemical and mechanical polishing is a costly step in the process of microelectronic chips manufacturing. This study aims for recycle the silicate suspension named slurry by membrane processes. Both polishing applications are studied: the silicium and the tungsten polishing. A physical and chemical characterization before and after polishing process shows an important dilution of slurry by deionized water used for wafers rinsing. From CMP machine, a collect segregation of a concentrated effluent is realised by a diverter valve. Ultrafiltration has been chosen to reconcentrate silica but does not permit to recover the chemical compounds of the slurry which are essential to the polishing mainly to the tungsten application. Thus, retreatment process includes a collect segregation at the CMP outlet to decrease the dilution factor of slurry, an ultrafiltration step to concentrate silica and a chemical adjustment step. About tungsten application, the chemical media is more complex and two types of adjustment have been led. Firstly, a mix of POU and retreated slurry has been tested and secondly, an experiment of design with three important compounds of the slurry has been tested. Most CMP parameters are obtained in industrial specifications with the mix of POU and retreated slurry.Concerning the silicium slurry, an industrial prototype is installed and polishing results are similar to the original slurry for a significant wafers number. The industrial agreement is obtained. This prototype allows reaching a 30% decrease of slurry consumption and a 40% decrease of waste waters