Deux sortes de mesures
Une fab de semi-conducteurs et sa zone de test font deux sortes de mesures très différentes. La première est la caractérisation électrique du composant lui-même : caractéristiques courant–tension, fuite, tension de seuil, capacité, timing. C’est le travail des sources-mesures (SMU), analyseurs paramétriques et équipements de test automatique de fournisseurs comme Keysight, Keithley, Advantest et Teradyne. Ces instruments imposent une tension ou un courant et mesurent l’autre grandeur, jusqu’au femtoampère, avec leur propre étalonnage et logiciel. Ce site n’a pas de calculateur général pour ce travail.
La seconde est la mesure des conditions autour de la plaquette et du composant : température, vide, pression de gaz, humidité et vibrations. On y retrouve les mêmes capteurs que dans toute industrie de procédé, et c’est là que tables de référence et conversions d’unités servent tous les jours.
Température : chucks, fours et étuves
Les probers et chucks thermiques maintiennent la plaquette à une température de consigne pendant le test, souvent entre −40 et 150 °C ou au-delà. La température du chuck est lue par des thermomètres à résistance de platine raccordés en quatre fils, pour que la résistance des fils n’entre pas dans le résultat. Une PT100 indique 157,325 Ω à 150 °C ; le calculateur PT100 donne la valeur et la tolérance de la classe de l’élément à toute température, premier chiffre à connaître quand deux chucks ne sont pas d’accord.
Les fours de diffusion et d’oxydation fonctionnent autour de 1000 °C et au-delà, où l’on utilise des thermocouples platine-rhodium de types R, S et B. Leur signal est faible : un thermocouple de type S donne 9,587 mV à 1000 °C et ne varie que d’environ 11,5 µV par degré ; un degré d’erreur représente donc quelques microvolts aux bornes. Le calculateur de thermocouple convertit avec compensation de soudure froide, et les pages type S et type B donnent plages et classes de tolérance.
Les essais de déverminage et de durée de vie à haute température sollicitent des composants alimentés dans une étuve. Une condition de qualification courante, décrite dans JEDEC JESD22-A108, est de 1000 heures à une température de jonction de 125 °C ou plus. Les températures de l’étuve et des boîtiers sont enregistrées par thermocouples de type K ou T ; le type K donne 5,124 mV à 125 °C. Ce dont l’essai a besoin, c’est de la température de jonction, c’est-à-dire la température du boîtier plus l’échauffement dû à la dissipation propre du composant, et aucun capteur de température ne la lit directement.
Vide et pression : un problème d’unités
Les chambres de procédé sont spécifiées en Torr et millitorr dans une grande partie de l’industrie, en pascals et millibars ailleurs, et les gaz de l’installation en psi, bar ou kPa. Un Torr vaut 133,322 Pa ou 1,3332 mbar ; un procédé à 100 mTorr est donc à 13,33 Pa. La surpression des salles blanches et l’extraction sont de faibles pressions différentielles en pascals ou en pouces d’eau : 25 Pa valent 0,1004 inH₂O. Le convertisseur d’unités de pression affiche les seize unités à la fois.
Deux mises en garde. Un manomètre capacitif mesure directement la pression, mais les jauges à conductivité thermique et à ionisation la déduisent d’une propriété du gaz et indiquent différemment selon le gaz ; convertir les unités ne corrige pas cela. Et les jauges à vide sont absolues, alors que la plupart des transmetteurs de pression de ligne sont relatifs à l’atmosphère.
Humidité et vibrations
L’humidité de la salle blanche est tenue dans une bande étroite parce qu’elle agit sur les décharges électrostatiques, les procédés de résine et la corrosion. Une salle à 22 °C et 45 % d’humidité relative a un point de rosée de 9,5 °C ; toute surface plus froide, comme une conduite d’eau glacée, se couvre de condensation. Le calculateur de point de rosée convertit entre humidité relative, point de rosée et humidité absolue.
Les outils de lithographie et de métrologie sont sensibles aux vibrations du sol, spécifiées en vitesse efficace en micromètres par seconde par bandes de tiers d’octave ; les courbes génériques VC vont de 50 µm/s (VC-A) à environ 3 µm/s (VC-E). Les capteurs donnent une accélération ; le convertisseur de vibrations convertit accélération, vitesse et déplacement entre eux à une fréquence donnée. Il travaille sur une seule fréquence : il aide à lire une spécification ou une fiche capteur, pas à évaluer un spectre mesuré par rapport à un critère.
Mis à jour le 11 octobre 2026