Dans le domaine de la fabrication de semi-conducteurs, les équipements d'inspection optique automatique (AOI) jouent un rôle crucial pour garantir la qualité des puces. Une légère amélioration de leur précision de détection pourrait transformer radicalement l'ensemble du secteur. La base de l'équipement, en tant que composant clé, a un impact profond sur la précision de la détection. Ces dernières années, une révolution des matériaux de base a bouleversé l'industrie. Le granit, avec ses performances exceptionnelles en matière de suppression des vibrations, a progressivement remplacé les matériaux traditionnels en fonte et est devenu le nouveau favori des équipements d'inspection AOI. Son efficacité de suppression des vibrations a augmenté de 92 % par rapport à la fonte. Quelles avancées technologiques et quelles évolutions industrielles se cachent derrière ces données ?
Les exigences strictes en matière de vibrations dans les équipements d'inspection AOI des semi-conducteurs
Le processus de fabrication des puces semi-conductrices est entré dans l'ère nanométrique. Lors de l'inspection AOI, même de très faibles vibrations peuvent entraîner des écarts dans les résultats. Les fines rayures, vides et autres défauts à la surface de la puce sont souvent de l'ordre du micromètre, voire du nanomètre. Les lentilles optiques des équipements de détection doivent capturer ces détails avec une précision extrême. Toute vibration transmise par la base peut entraîner un déplacement ou un tremblement de la lentille, ce qui peut entraîner une acquisition d'image floue et affecter la précision de la détection des défauts.
La fonte était autrefois largement utilisée dans les bases des équipements d'inspection AOI en raison de sa résistance et de ses performances de traitement, ainsi que de son coût relativement faible. Cependant, en termes de suppression des vibrations, la fonte présente des défauts évidents. Sa structure interne contient un grand nombre de feuilles de graphite, qui constituent de minuscules vides internes et perturbent la continuité du matériau. Lorsque l'équipement fonctionne et génère des vibrations, ou est perturbé par des vibrations environnementales externes, l'énergie vibratoire ne peut être efficacement atténuée dans la fonte, mais est constamment réfléchie et superposée entre la feuille de graphite et la matrice, entraînant une propagation continue des vibrations. Des expériences pertinentes montrent qu'après excitation de la base en fonte par des vibrations externes, le temps d'atténuation des vibrations peut durer plusieurs secondes, ce qui a un impact important sur la précision de la détection pendant cette période. De plus, le module d'élasticité de la fonte est relativement faible. Sous l'action prolongée de la gravité et des vibrations de l'équipement, elle est sujette à la déformation, intensifiant encore la transmission des vibrations.
Le secret d'une augmentation de 92 % de l'efficacité de suppression des vibrations des bases en granit
Le granit, pierre naturelle, a développé une structure interne extrêmement dense et uniforme au fil de processus géologiques s'étendant sur des centaines de millions d'années. Il est principalement composé de cristaux minéraux, tels que le quartz et le feldspath, étroitement liés, et les liaisons chimiques entre ces cristaux sont solides et stables. Cette structure confère au granit une capacité exceptionnelle de suppression des vibrations. Lorsque les vibrations sont transmises à la base de granit, les cristaux minéraux qu'elle contient peuvent rapidement convertir l'énergie vibratoire en énergie thermique et la dissiper. Des études montrent que l'amortissement du granit est plusieurs fois supérieur à celui de la fonte, ce qui signifie qu'il absorbe l'énergie vibratoire plus efficacement, réduisant ainsi son amplitude et sa durée. Après des tests professionnels, dans les mêmes conditions d'excitation vibratoire, le temps d'atténuation des vibrations de la base de granit n'est que de 8 % inférieur à celui de la fonte, et l'efficacité de suppression des vibrations a augmenté de 92 %.
La dureté et le module d'élasticité élevés du granit contribuent également de manière significative à cette stabilité. Cette dureté élevée réduit la déformation de la base sous l'effet du poids de l'équipement et des forces externes, et lui permet de maintenir une stabilité constante. Ce module d'élasticité élevé permet à la base de reprendre rapidement sa forme initiale en cas de vibrations, réduisant ainsi leur accumulation. De plus, le granit présente une excellente stabilité thermique et est quasiment insensible aux variations de température ambiante, évitant ainsi les déformations dues à la dilatation et à la contraction thermiques, garantissant ainsi la stabilité des performances de suppression des vibrations.
Transformation de l'industrie et perspectives apportées par les bases granitiques
L'équipement d'inspection AOI à base de granit a considérablement amélioré sa précision de détection. Il permet d'identifier de manière fiable les défauts dans les copeaux de petite taille, réduisant ainsi le taux d'erreur de jugement à 1 % près et améliorant considérablement le rendement de production de copeaux. Parallèlement, la stabilité de l'équipement a été améliorée, réduisant le nombre d'arrêts de maintenance dus aux vibrations, prolongeant ainsi sa durée de vie et diminuant les coûts d'exploitation globaux.
Date de publication : 14 mai 2025