Denis Tur 9 Janvier 2009

1. PRESENTATION Dans le cadre de la candidature au titreI.D.P.EIngénieur Diplômé Par L’EtatSpécialité : Automatisme et informatique industrielle Denis Tur 9 Janvier 2009

2. Sommaire de l’exposé 1- PRESENTATION GENERALE • Mon parcours scolaire et les diplômes obtenus. • Mon parcours Professionnel • Présentation de la société Freescale • Description de ma fonction. • 2- ENVIRONNEMENT : IMPLANTATION IONIQUE • Introduction • Le dopage du silicium • Les Implanteurs ioniques • 3- MES FONCTIONS D’INGENIEUR • Fonctions – Missions - Compétences • Proposition d’un sujet de mémoire IDPE

3. Sommaire de l’exposé 1- PRESENTATION GENERALE • Mon parcours scolaire et les diplômes obtenus. • Mon parcours Professionnel • Présentation de la société Freescale • Description de ma fonction. • 2- ENVIRONNEMENT : IMPLANTATION IONIQUE • Introduction • Le dopage du silicium • Les Implanteurs ioniques • 3- MES FONCTIONS D’INGENIEUR • Fonctions – Missions - Compétences • Proposition d’un sujet de mémoire IDPE

4. Présentation Générale Mon parcours scolaire et les diplômes obtenus Denis TUR (37 ans) Marié (deux enfants) Résidant à Saint Clar de Rivière Bac Electrotechnique AGEN 1990 BTS Electrotechnique AGEN 1992 3ème Année Gestion des systèmes Energétiques AGEN 1993 Informations Diverses : • Pratique le basket depuis 20 ans • Construction de mon habitation (du maçon au décorateur) • Fabrication de meubles, billard. • Réalisation de vitraux • Création de sites internet • Adepte des nouvelles technologies.

5. Présentation Générale Mon parcours Professionnel En 1995 je rentre après mon service national à Motorola Semi-conducteurs Toulouse • Technicien supérieur de maintenance de 1995 à 2002 •  Service Implantation Ionique et diffusion (maintenance curative et préventive sur une centaine d’équipements) • Equipment Engineering de 2002 à 2008 •  Service Implantation Ionique uniquement (ingénieur équipement sur les Implanteurs ionique)

6. Présentation Générale Présentation de la société Freescale • En 2004, MOTOROLA se sépare de sa branche historique, le semi-conducteur : c'est la naissance de FREESCALE. • Basé à AUSTIN aux Etats-Unis, FREESCALE dispose de centres de design, de fabrication ou de vente dans 30 pays et compte 22000 employés. • En Europe Freescale est représentée à Toulouse (unité de fabrication, ouverte en 1967) et Paris (bureau de vente) Secteur d'activité : électronique embarquée FREESCALE est un des premiers fournisseurs mondial en chiffre d'affaires sur les marchés du sans fil et de l'automobile.

7. Présentation Générale Présentation de la société Freescale Quelques exemples de produits : Les automobiles : injection directe, suspensions actives, freinage assisté, contrôle de la pression des pneumatiques, sécurité de l'habitacle et airbag. Les équipements domestiques : produits audio et vidéo, réfrigérateurs, lave-linge, sèche-linge, imprimante. Le contrôle industriel : de nombreux produits liés au contrôle industriel, au contrôle d'applications et d'interfaces, aux systèmes de sécurité : applications médicales, détecteurs de fumée, robots industriels. Les réseaux et terminaux mobiles : solutions électroniques, plate-forme complète embarquée, solutions de connectivité, d'audio et de vidéo, de RF embarquées

8. Présentation Générale Présentation de la société Freescale FREESCALE Semi-conducteurs Toulouse • Le site de Toulouse comprend 1800 employés dont environ 1000 personnes qui travaillent dans l’unité de fabrication de semi-conducteurs TLS-FAB répartis : • opérateurs de production • ingénieurs et techniciens de maintenance. • ingénieurs et techniciens procédés et de produits. • services supports (informatique, Facilité). • Le reste du personnel est réparti entre les ressources humaines, et les départements suivants: • WMSG (Conception de logiciels pour la téléphonie mobile). • NCSG (réseaux informatiques) • TSPG (solutions électroniques embarquées). • Pour ma part, je travaille dans la zone de fabrication TLS-FAB et plus précisément dans le service de la maintenance.

9. Présentation Générale Description de ma fonction FSL-TLS-Fab Operations Manager Maintenance Manager Admin Assistante • Le titre attribué à ma fonction décliné sur ma carte de visite est : • Equipment Engineering IMPLANTATION • Freescale Toulouse Fab • Je suis l'expert technique et je suis le garant de la performance, de la qualité et de la formation. • Maitre d’œuvre des interventions maintenances curatives/préventives. • Formateur des personnels (de l’opérateur au cadre technique). • Responsable technique des équipes chargées des maintenances, des installations ou entretiens. • Suivi des équipements et support pour une catégorie de machines: « Les implanteurs Ioniques » Maintenance de semaine Device Yield Engineering Process Engineering Manufacturing Maintenance Manager IMPLANT PHOTO MECA EPITAXIE ETCH BE POLYMIDE FILM IMPLANT Manager Chaque groupe se compose de la façon suivante : - 1 Manager de groupe - Equipment Engineering - Techniciens supérieurs - Opérateurs techniques Maintenance Industrial Engineering & Business • 2 Equiments Engineerings • Denis TUR (implantation ionique) • ... (diffusion) Finance Human Ressources Training • Techniciens supérieurs • Opérateurs techniques • Sous-traitant Maintenance Weekend FILMS/EPITAXIE/MECA/IMPLANT ETCH/BE POLYMIDE/PHOTO Quality

10. Sommaire de l’exposé 1- PRESENTATION GENERALE • Mon parcours scolaire et les diplômes obtenus. • Mon parcours Professionnel • Présentation de la société Freescale • Description de ma fonction. • 2- ENVIRONNEMENT : IMPLANTATION IONIQUE • Introduction • Le dopage du silicium • Les Implanteurs ioniques • 3- MES FONCTIONS D’INGENIEUR • Fonctions – Missions - Compétences • Proposition d’un sujet de mémoire IDPE

11. Implantation Ionique Introduction • L'implantation consiste à bombarder un matériau avec des ions d’impuretés choisies • Cette technique date des années 60 et est utilisée dans plusieurs domaines tels que : • Etude physique de collisions atomiques et structure du noyau par l’implantation de particules à très haute énergie. • Traitement de surface. Pour améliorer les propriétés des matériaux (usure, frottement, résistance à la fatigue, résistance à la corrosion etc..) • Fabrication de biocapteurs : Température, pression, chimique (analyse de gaz)

12. Implantation Ionique Le dopage du silicium L’industrie du semi-conducteur utilise comme matière première le silicium car il est classé comme un semi-conducteur mais aussi pour son faible coût. 98 % de la production actuelle. Structure cristalline du silicium Nb : Les Semi conducteur les plus connus sont le Si et le Ge mais il existe aussi SiC, AsGa, InSb ...

13. Implantation Ionique Le dopage du silicium La conductivité du silicium peut être augmentée par l’addition d’impuretés dans le semi-conducteur. Exemple d’implantation dans un MOS Métal Oxyde Semi-conducteur DOPAGE N – Négatif (P31, AS75, Sb) DOPAGE P – Positif (B11 ou BF2)

14. Implantation Ionique Le dopage du silicium Deux type de DOPAGE selon l’impureté choisie (électrons/trou). Dopage type N - électron libre - NEGATIF Dopage type P - Trou - POSITIF Il manque donc un électron et chaque atome contribue à créer un trou ou “charge positive ”. Le phénomène de transition s’accentue du fait qu’un électron de l’atome voisin sera attiré pour combler cette charge positive ce qui contribue au déplacement d’électrons à l’intérieur du matériau. Pour augmenter le nombre d’électrons dans la bande de conduction du silicium, on ajoute des atomes d’impuretés pentavalents. Ce sont des atomes avec 5 électrons de valence comme l’arsenic (AS) et le phosphore(P). Chaque atome crée un apport de charges mobiles négatives.

15. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques Ce sont des accélérateurs de particules qui permettent le dopage de type N ou P pour la fabrication d'un semi conducteur. D'une surface de 15m² pour plus de 30 tonnes de haute technologie, ces équipements sont complexes et font appel à plusieurs domaines techniques (ultra vide, haute tension, mécanique, automatisme, transmission par fibre optique, etc.) Implantation a travers un masque (motifs : quelques micromètre) L’Implanteur ionique produit un faisceau d’ion positif. Rappel : Un ion positif est un atome qui a perdu un électron de sa couche périphérique. Silicium

16. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques Les paramètres fondamentaux du faisceaux d’ions 1-Sa Nature qui est définie par l’atome qui le compose et qui déterminera le type de la jonction (N ou P). 3-Son énergie exprimée en eV qui déterminera la profondeur d’implantation. 2-Son intensité exprimée en Ampère qui détermine le nombre d’ions mis en jeu, ce qui influera sur la dosimétrie (ion/cm2) Q = I . T

17. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques Source d’ion

18. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques SOURCE D’IONS La source à cathode chaude reste la plus utilisée. Dans une chambre d’arc un filament isolé en tungstène est chauffé et libère des électrons par effet Thermoélectronique. On injecte à l’état gazeux des molécules contenant les atomes du dopage. Une tension entre le filament et la chambre est appliquée : elle attire les électrons qui percutent les molécules de gaz en enlevant un électron de leur couche de valence. Ceux ci deviennent des IONS POSITIFS, ils constituent un PLASMA.

19. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques Extraction/Accélération d’ion

20. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques EXTRACTION/ACCELERATION D’IONS Une électrode soumise à un potentiel négatif extrait les ions de la source. Cette tension permet la création du faisceau (BEAM). La variation de 0 à 180 000 volts de cette extraction procure au faisceau une Energie variable selon les besoin de l’implantation dans le silicium.

21. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques Analyseur AMU

22. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques AMU Analyseur de masse atomique • Pour obtenir un dopage PUR on a besoin de sélectionner l’atome qui nous intéresse. Dans la chambre d’arc l’ionisation n’est pas sélective et l’on y trouve toutes sortes d’atomes et de molécules ionisées. • On utilise un analyseur qui va sélectionner l’atome dopant en fonction sa masse atomique. « tri massique » • Pour visualiser les particules ionisées d’un faisceau on réalise un spectre de masse.

23. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques Implantation

24. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques L’implantation • Les plaquettes de silicium (wafers) sont manipulées par des robots (minimum de contamination particulaire) • Un robot “IN AIR” assure la manipulation des wafers à l’atmosphère. • Un robot “IN VAC” assure le chargement/déchargement des wafers sur le disque d’implantation.

25. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques Mesure et Dosimétrie

26. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques Mesure et Dosimétrie • La mesure de courant doit être précise pour donner le maximum de précision au dopage. • Le principe de mesure reste classique : un ampèremètre associé à une cage de faraday, celle-ci évite toute recombinaison des ions avec les électrons extérieurs à la ligne de mesure. • On mesure le Faisceau Ions avant implantation (pour les réglages) et pendant l’implantation.

27. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques • Les Implanteurs Ioniques et la sécurité : • Je suis le garant des règles de sécurité et à ce titre je suis le responsable pour les qualifications et validations des nouveaux produits ou des nouvelles pièces. (ex : j’ai qualifié et validé une nouvelle source d’antimoine « SbO3 » pour l’ensemble des usines Freescale) • En tant que formateur et spécialiste mon rôle est de transmettre et de vérifier que la connaissance des règles de bases soit bien comprise et respectée. Rayonnement X Haute tension 180 000 Volts Produit toxique Phosphine, Arsine, Bore Mouvement mécanique À fort couple

28. Sommaire de l’exposé 1- PRESENTATION GENERALE • Mon parcours scolaire et les diplômes obtenus. • Mon parcours Professionnel • Présentation de la société Freescale • Description de ma fonction. • 2- ENVIRONNEMENT : IMPLANTATION IONIQUE • Introduction • Le dopage du silicium • Les Implanteurs ioniques • 3- MES FONCTIONS D’INGENIEUR • Fonctions – Missions - Compétences • Proposition d’un sujet de mémoire IDPE

29. Mes fonctions d’ingénieur Fonctions – Missions - Compétences La mission principale est de délivrer en temps et heure le client final. Cet engagement est au quotidien suivi lors de réunion sur l’état d’avancement des lots de production. Pour atteindre cet objectif commun nous avons tous des missions différentes, en ce qui me concerne, voici les principales. Equipment Engineering IMPLANTATION Freescale Toulouse Fab

30. Fiabilité Equipement Mes fonctions d’ingénieur Fonctions – Missions - Compétences • Je maîtrise complètement les différents systèmes préventifs et prédictifs. Leader technique, je suis au quotidien sur le terrain pour travailler sur tous les domaines techniques : • Etant l’interlocuteur technique pour Toulouse, je communique régulièrement avec mes homologues dans les autres usines du groupe. • Mes propositions et évolutions techniques permettent d’augmenter la fiabilité des équipements. (1 heure d’arrêt par équipement correspond à 11000 € de manque à gagner pour l’entreprise)

31. Performance Mes fonctions d’ingénieur Fonctions – Missions - Compétences Je suis le garant du bon fonctionnement des divers projets gravitant autour de l’Implantation ionique. A ce titre je dois anticiper et surveiller toutes les dérives. Je propose et challenge des plans d’actions pour remédier à ces dérives. En partenariat avec les Ingénieurs du procédé je suis les tableaux de bords (Dashboard) des rendements sur produits Je surveille hebdomadairement les résultats de performance des équipements.

32. Qualité Mes fonctions d’ingénieur Fonctions – Missions - Compétences Je suis à l’écoute des clients internes et externes pour réagir rapidement sur des situations complexes. Je mets en place des suivis et interventions spécifiques pour améliorer la qualité sur les produits. Avec les analyses mises à ma disposition, visualisation des rejets, caractérisation des défauts, j’améliore les qualités d’interventions sur mes équipements. Les FMEA, les suivis SPC et les comités CAB sont les acteurs principaux de la qualité.

33. Coût de fonctionnement Mes fonctions d’ingénieur Fonctions – Missions - Compétences • Dans un secteur industriel fortement lié à l’automobile, je dois avoir une politique des coûts de fonctionnement très stricte. • Avec un budget de fonctionnement est de 1,1 millions €uros par an, je gère les commandes pour les pièces de rechange. Je définie les quantités, les pièces et les fréquences d’approvisionnement pour l’année. (Variable en fonction du rythme de la production.) • La diminution des interventions curatives • Les améliorations équipements • La recherche d’autres sources d’approvisionnements (Etats Unis, Europe, etc..) • Priorité quotidienne. • Les coûts de fonctionnement en 2008 ont baissés de 38% par rapport à ceux de 2002, date de ma prise de fonction.

34. Relation clients/fournisseurs Mes fonctions d’ingénieur Fonctions – Missions - Compétences Clients: La production est mon client interne. Je suis l’interlocuteur entre la production et le groupe de la maintenance « Implantation ». L’étroite relation de nos services permet de satisfaire notre client final. Fournisseurs: La maintenance des Implanteurs ioniques demande une mixité importante de techniques. De ce fait je travaille avec beaucoup de fournisseurs nationaux et internationaux afin d’assurer ensemble la fiabilité et l’entretien des équipements. Cette entière collaboration avec les différents intervenants extérieurs, balaye tous les corps de métiers, nettoyage chimique ou mécanique, réparation de carte électronique, fabricant de graphite, entretien de pompe à vide, fournisseurs de pièces spécifiques, etc.

35. Management technique Mes fonctions d’ingénieur Fonctions – Missions - Compétences Référent technique pour l’ensemble des interventions internes et externes Je gère les projets des techniciens et je leur donne les directives techniques. Je coordonne toutes les interventions externes de sous-traitance (gestion des plannings des interventions, sécurité des personnes, suivi des travaux, et contrôle de conformité). Je donne les tâches à effectuer, les projets à réaliser, les rapports d’interventions à faire pour l’ingénieur sous contrat (AXCELIS : fabricant des Implanteurs Ionique) Enfin je suis le suppléant de mon manager lors de ses absences, je prends et assure les décisions de management pour le groupe.

36. Missions transversales Mes fonctions d’ingénieur Fonctions – Missions - Compétences Dans le but d’améliorer et de faciliter au quotidien le travail de l’ensemble du personnel de maintenance de l’unité de fabrication (environ 100 techniciens et ingénieurs), je crée des outils Informatiques.

37. Missions transversales Mes fonctions d’ingénieur Fonctions – Missions - Compétences Je suis l’administrateur pour Toulouse du système de surveillance « ALF ». Outil contrôlant les paramètres machines et les données du procédé pour les Implanteurs. Toulouse (France) Sendai (Japon) Chandler (USA) Austin (USA)

38. Missions transversales Mes fonctions d’ingénieur Fonctions – Missions - Compétences Leader du groupe « 5S » et « SMED » sur la zone Implantation, je partage et je fais appliquer ces méthodes au groupe de maintenance. Toutes ces valeurs font parties de la philosophie « LEAN Manufacturing » qui se met en place depuis 2006 au sein de Freescale Toulouse. Participant aux groupes « KAIZEN » (amélioration continue), j’apporte mon expérience et mon savoir faire sur les différentes méthodologies. Le 5S : Seiri Trier 整理 S.M.E.D. : « Single Minute Exchange of Die », soit en français « Changement de série en moins de 10 min » est une méthode d'organisation qui cherche à réduire de façon systématique le temps de changement de série, avec un objectif quantifié. Seiton Mettre en ordre 整頓 Seiso Briller 清 掃 Seiketsu Standardiser 清 潔 Shitsuke Soutenir 躾

39. Mes fonctions d’ingénieur • Proposition d’un sujet de mémoire IDPE Outil de gestion de la maintenance via l’intranet de Freescale TLS-TWIM • Cahier des charges : • Créer et développer un outil commun de gestion de la maintenance pour Freescale Toulouse FAB • Ce projet doit standardiser les méthodes de travail : • Saisie de consignes d’interventions curatives centralisée • Recherche des pièces dans le stock de l’usine • Gérer et planifier les interventions de préventives sur tous les équipements • Gestion des compteurs équipements • Mettre en ligne toutes les aides aux dépannages et documentations techniques • Calculer les performances de tous les équipements • Communiquer avec les bases de données existantes, oracle , MySql, Teradata. • Mettre en service sur un serveur de production cet outil. • Assurer la maintenance et l’évolution.

40. Mes fonctions d’ingénieur • Proposition d’un sujet de mémoire IDPE Serveur de Production • Préventif équipement : • Calendrier • Compteur • Check listes • Archives • Gestion des pièces • Interface : • Consignes équipements • Archives • Documentations/Aides Intranet TLS-TWIM TLS-TWIM TLS-TWIM • Performance équipement: • Suivi performance • Détail des détracteurs • Stock • Recherche de pièces de rechanges • Communication : • Equipement/TLS-TWIM • Promis/Machine manager • Bases de données

41. Mes fonctions d’ingénieur • Proposition d’un sujet de mémoire IDPE Plan du projet : • Les motivations et le contexte • Pourquoi ce projet est un point essentiel • En quoi ce qui existe dans l'entreprise est insuffisant. • 2. Le cœur du projet • Synthèse des problèmes à résoudre • Méthode de travail • Ma contribution • 3. Les résultats : • Présentation des résultats • Bilan et perspectives • Conclusions personnelles

42. Merci de votre attention Denis Tur 9 janvier 2009

43. Fin

44. Mes fonctions d’ingénieur Présentation du projet IDPE • Sommaire • Introduction • Etat des lieux • Définition des objectifs • Analyse des besoins et faisabilité • Conception générale • Conception détaillée • Codage source • Tests unitaires • Intégration • Qualification • Documentation • Mise en production sur Toulouse FAB • Maintenance corrective et évolutive • Conclusion • Bibliographie/Webographie • Glossaire • Annexes Plan du projet :

45. Présentation Générale Présentation de la société Freescale Freescale Chandler Fab – 8” Chandler, AZ Freescale Sendai Fab-6” Sendai, Japan Freescale Tempe Fab – 6” Tempe, AZ Freescale Oak Hill Fab – 8” Austin, TX Freescale AustinTechnology & Mfg Fab – 8” Austin, TX Freescale East Killbride Fab – 6” East Kilbride, Scottland Freescale Tianjin Final Mfg Tianjin, China Freescale Toulouse Fab – 6” Toulouse, France Freescale KualaLumpur Final Mfg-Kuala Lumpur, Malaysia

46. Implantation Ionique Les Implanteurs Ioniques Mesure et Dosimétrie • La dose c’est la quantité d’atomes implantée dans le silicium, elle s’exprime en ions/cm2. • Q =I x t = q D x S • La dose et la surface du wafer sont fixes et programmées • La précision de la dosimétrie dépend uniquement de la mesure moyenne du courant. • I = courant d’implantation- en Ampères-Variable • t = le temps d’implantation - en secondes-Variable • q = la charge élémentaire - 1,6 .10-19 Coulomb-Fixe • S = la surface du wafer en cm - Fixe • D= dose en ion/cm2-Fixe • Pendant l’implantation, le courant est mesuré en temps réel. • Le système compense la vitesse de balayage Y si le courant varie. • Sans cette boucle de régulation les variations de faisceau affecteraient l’uniformité d’implantation.

47. Implantation Ionique Le dopage du silicium • La modification des propriétés électriques du silicium par le dopage est la base de la technologie des circuits intégrés. • Le dopage est une étape majeure dans la fabrication des circuits intégrés. • Tous les composants intégrés dans le silicium reposent sur la fabrications de zones dopées N ou P. • Ces dopages sont à l’origine de la construction des diodes (jonction PN), transistors NPN ou PNP, des transistors MOS etc.. • Les impuretés introduites dans le silicium doivent être issues d’éléments les plus PURS pour assurer la précision de la conductivité choisie. • L ’environnement du dopage doit être contrôlé pour éviter la contamination du silicium par des éléments étrangers. Impureté Si on dope le silicium avec une impureté, ici représentée par le grain rouge pour 106grain bleu de silicium Ce dopage représente une dose de 5.1016 ions/cm3 Si