Dans la chaîne de fabrication précise des semi-conducteurs, le système de transfert de plaquettes est comme le « bouclier vital de la chaîne de production de puces », et sa stabilité et sa précision déterminent directement le rendement des puces. La nouvelle génération de systèmes de transfert de plaquettes associe de manière révolutionnaire moteurs linéaires et bases en granit, et les avantages uniques de ce matériau constituent précisément le code clé pour une transmission haute performance.
Base en granit : construire une « fondation solide comme le roc » pour une transmission stable
Le granit, issu de centaines de millions d'années de raffinement géologique, présente une cristallisation minérale interne dense et uniforme. Cette caractéristique naturelle en fait un matériau de base idéal pour les systèmes de transfert de plaquettes. Dans l'environnement complexe des salles blanches de semi-conducteurs, le granit, grâce à son coefficient de dilatation thermique ultra-faible (seulement 5-7 × 10⁻⁶/℃), résiste à la chaleur générée par le fonctionnement des équipements et aux variations de température ambiante, garantissant ainsi la stabilité dimensionnelle de la base et évitant les déviations du trajet de transmission dues à la déformation thermique. Ses excellentes performances d'amortissement des vibrations permettent d'absorber rapidement les vibrations mécaniques générées lors du démarrage, de l'arrêt et de l'accélération des moteurs linéaires, ainsi que les interférences externes liées au fonctionnement des autres équipements de l'atelier, offrant ainsi une plateforme stable et sans secousses pour le transfert des plaquettes.
Par ailleurs, la stabilité chimique du granit garantit sa résistance à la corrosion et à la rouille dans les ateliers de semi-conducteurs, où les réactifs acides et alcalins sont volatils et où une propreté irréprochable est requise. Ceci évite ainsi l'impact du vieillissement du matériau ou de l'adsorption de polluants sur la précision de transmission. La surface lisse et dense réduit efficacement l'adhérence de la poussière, répondant ainsi aux normes strictes d'absence de poussière des salles blanches et éliminant le risque de contamination des plaquettes par la racine.
L'effet « partenariat en or » des moteurs linéaires et du granit
Les moteurs linéaires, caractérisés par l'absence de jeu mécanique, une accélération et une vitesse de réponse élevées, confèrent à la transmission de plaquettes les avantages de la rapidité, de la précision et de la stabilité. La base en granit offre un support solide et fiable. L'association de ces deux éléments permet d'obtenir des performances exceptionnelles. Lorsque le moteur linéaire entraîne le support de plaquettes sur le rail de la base en granit, la rigidité et la stabilité de la base assurent une transmission efficace de la force motrice, évitant ainsi les pertes de force ou les retards de transmission dus à la déformation de la base.
Poussés par la demande de précision nanométrique, les moteurs linéaires permettent un contrôle de déplacement de l'ordre du sous-micron. La haute précision d'usinage des bases en granit (avec des erreurs de planéité contrôlées à ± 1 μm) s'adapte parfaitement au contrôle précis des moteurs linéaires, garantissant conjointement une erreur de positionnement inférieure à ± 5 μm lors de la transmission des plaquettes. Qu'il s'agisse de déplacements à grande vitesse entre différents équipements de traitement ou de stationnement précis pour la remise des plaquettes, l'association de moteurs linéaires et de bases en granit garantit une transmission sans déviation ni gigue.
Vérification des pratiques de l'industrie : double amélioration de l'efficacité et du taux de rendement
Après avoir modernisé son système de transfert de plaquettes, un leader mondial des semi-conducteurs a adopté une solution associant moteur linéaire et base en granit. Cette solution a permis d'augmenter l'efficacité du transfert de plaquettes de 40 %, de réduire de 85 % le taux d'apparition de défauts tels que les collisions et les décalages pendant le transfert, et d'améliorer de 6 % le rendement global des puces. Ces données reposent sur la stabilité de transmission garantie par la base en granit et sur la synergie rapide et précise du moteur linéaire, qui réduit considérablement les pertes et les erreurs lors du transfert des plaquettes.
Des propriétés des matériaux à la fabrication de précision, des avantages en termes de performances à la vérification pratique, l'association de moteurs linéaires et de bases en granit a redéfini les normes des systèmes de transfert de plaquettes. À l'avenir, avec l'évolution de la technologie des semi-conducteurs vers les procédés 3 nm et 2 nm, les matériaux en granit continueront certainement d'insuffler une forte impulsion au développement de l'industrie grâce à leurs atouts irremplaçables.
Date de publication : 14 mai 2025