Alternance: Optimisation “lean” du process d’installation et de qualification d’un scanner 193 nm immersion

Contexte

Au sein de l’atelier de photolithographie, l’introduction d’un nouveau scanner 193 nm immersion est une étape critique pour la capacité industrielle, la mise sur le marché de nouveaux produits et la stabilité des performances (CD, overlay, défauts, rendement…).

Aujourd’hui, le flux standard comprend notamment :

• Installation et préparation du tool (environnement, recettes de base, connexion fab, etc.)
• Réalisation du CTPD (Caractérisation, Tuning & Process Developpement)
• Mise en place des actions d’anticipation (préparation des masques, recettes, split DOE, etc.)
• Qualification via le processus CRB (Change Review Board), lots de qualification, et analyse des résultats PT (Test Paramétriques) / EWS (Test Fonctionnalité puce)
• Passage progressif vers la production volume et l’ouverture des niveaux.

Ce process est robuste mais encore trop séquentiel et parfois “lourd”. A ce jour ce processus repose beaucoup sur l’utilisation de lots de qualification qui doivent aller jusqu’en fin de production et être mesurés électriquement pour valider le nouvel équipement en production. Compte tenu du temps de cycle de fabrication complète d’une puce, cela conduit à des temps de mise en production assez long.
L’objectif est de rendre ce processus plus lean, plus robuste et plus massivement basé sur de la mesure massive en ligne (dimension des structures imprimées, alignement entre les niveaux, défectivité)  pour mieux appréhender les risques sur le rendement fonctionnel des puces lors de la mise en production du nouveau scanner et se permettre de rationaliser la phase de qualification.

Objectif de l’alternance

L’alternant(e) aura pour mission de :

1. Cartographier et analyser le flux actuel d’introduction d’un scanner 193 nm immersion (de la réception à la qualification finale) afin de comprendre les enjeux et les interactions entre les différents métiers contribuant à la phase de qualification.
2. Identifier les potentiels d’amélioration.
3. Se focaliser sur la phase de qualification à proprement parlé (après l’installation physique de la machine dans la salle blanche) : Proposer et tester une approche plus lean, basée sur :
   • une planification d’anticipation renforcée,
   • une utilisation plus systématique et massive de la métrologie inline (CD, overlay, focus, defects…) pour sécuriser la montée en charge,
   • une réduction au strict nécessaire des étapes consommant du yield (PT/EWS) sans dégrader la robustesse.
4. Tester et formaliser un process standard amélioré (SOP / standard work) pour les futures installations des scanners 193nm immersion.

Missions détaillées

Les principales activités seront :

1. Phase de diagnostic / compréhension des enjeux et du contexte.
   • Recenser et décrire toutes les étapes actuelles :
     • Installation outil, acceptance vendor
     • CTPD : liste des tests, séquence, critères
     • Actions d’anticipation (mask set, recettes, DOE, checklists…)
     • Processus « Change Review Board », lots de qualification, PT/EWS, ramp-up.
   • Construire une VSM (Value Stream Map) du flux actuel (réception → ouverture niveaux).
2. Proposition d’améliorations “lean” en s’appuyant sur des données historiques d’installation des précédents scanners.
   • Proposer une nouvelle séquence d’introduction :
     • ce qui peut être anticipé avant arrivée tool (préparation recettes, masques, DOE),
     • ce qui peut être compressé ou parallélisé,
     • où la métrologie inline peut remplacer ou réduire des étapes consommatrices de wafers “product-like”.
   • Définir un concept d’“inline massive measurement” :
     • quels paramètres mesurer, à quel rythme,
     • quels seuils/alertes pour décider de passer aux étapes suivantes,
     • comment limiter au maximum le risques de pertes de rendement sur les lots PT/EWS qui pourraient compromettre la qualification de la machine.
   • Intégrer une logique de gestion des risques (FMEA simplifiée ou équivalent) pour justifier les allègements.
   • Mise en œuvre pilote et validation
   • Tester certaines propositions sur un cas réel (nouvelle installation, upgrade, ou simulation si pas de projet en cours).
3. Proposition de Standardisation
   • Rédiger un process standard pour l’introduction d’un scanner 193i :
     • checklists,
     • séquence type (CTPD + CRB + lots qual + PT/EWS),
     • plan de mesures inline associé.
   • Préparer une présentation de synthèse pour les équipes process, industrialisation et management (type “playbook d’introduction 193i”)

Profil recherché

• Étudiant(e) en école d’ingénieur avec spécialisation en :
  • microélectronique, procédés de fabrication, physique des semiconducteurs,
  • ou génie industriel / lean manufacturing avec appétence pour la techno.
  • ou matériaux
• Appétence forte pour :
  • la photolithographie et les équipements avancés (193 nm immersion),
  • l’analyse de données (métrologie inline, résultats de qualification),
  • les méthodes Lean / amélioration continue (VSM, 5 Why, PDCA, etc.).
• Compétences souhaitées :
  • Bon niveau en gestion de données, maitriser un peu le codage (Python par exemple) est un plus,
  • Capacité à structurer, formaliser, vulgariser.
• Bon relationnel, capacité à :
  • interagir avec les équipes process, maintenance, industrialisation, qualité,
  • challenger sans imposer, et travailler en mode projet.

Compétences acquises en fin d’alternance

• Compréhension approfondie du process d’introduction et de qualification d’un scanner 193 nm immersion en environnement de production.
• Mise en pratique des méthodes lean / amélioration continue sur un cas concret à fort enjeu industriel.
• Maîtrise de la structuration d’un process complexe (VSM, standard work, checklists, KPI).
• Expérience de travail en transverse dans un environnement industriel de haute technologie (fab, photolithographie).