VAD Instrument escolhe leitores óticos UHV da Renishaw para as suas plataformas de movimento

A tecnologia de vácuo é utilizada em muitos processos de fabrico de alta precisão. As aplicações mais habituais são a inspeção e união de placas semicondutoras, fotolitografia e deposição de películas finas. As plataformas de movimento são parte integral destes procedimentos complexos, pelo que devem ser compatíveis com ambientes de vácuo. Os leitores óticos UHV Tonic da Renishaw são expressamente concebidos para compartimentos de alto e ultra-alto vácuo, e cumprem os estritos requisitos dos FPD e dos equipamentos de processamento de semicondutores. A VAD Instrument, com sede na Coreia do Sul, fabrica uma ampla gama de plataformas de movimento de precisão para semicondutores, FPD e aplicações eletrónicas. A VAD escolheu o leitor UHV Tonic e o leitor laser de fibra ótica RLE da Renishaw para a sua última gama de plataformas compatíveis com vácuo, com desempenho de controlo de movimento melhorado.

Para gerar vácuo de alta qualidade ou ultra-alto vácuo (UHV), antes de mais, elimina-se o ar num compartimento fechado (câmara de vácuo) através de uma série de bombas. Muitos processos industriais de precisão modernos são realizados num ambiente de vácuo para minimizar o impacto dos contaminantes do ar. As plataformas de movimento compatíveis com vácuo são constituídas por rolamentos, calhas-guia, fusos e motores especificamente concebidos. A dissipação do calor do motor implica por vezes um problema para o vácuo, pelo que se deve regular rigorosamente através de sistemas de refrigeração. Uma condição prévia dos componentes compatíveis com vácuo é a redução ao mínimo da emissão de gases, em conformidade com a análise de gás residual (RGA), tornando-se insignificante.

Os componentes dos leitores óticos, como a cabeça de leitura e a régua, instalados no interior de uma câmara de vácuo, têm diferentes características, como resistência a altas temperaturas (>100 °C) para resistirem aos procedimentos de aquecimento necessários para UHV. Isto exige limpeza para eliminar as marcas da superfície, óleo e lubrificantes; grelhas de ventilação para assegurar a ventilação de ar no interior da cabeça de leitura; cabos com isolamento PTFE e cobre trançado banhado; e gravação laser em vez de etiquetas, para eliminar os adesivos. Quanto ao utilizador final, uma cuidadosa conceção dos equipamentos de vácuo reduz o tempo de bombagem, melhora o controlo dos processos e aumenta a produção.

A VAD projeta e fabrica plataformas de movimento de precisão e equipamentos de processamento à medida para ambientes de vácuo. Os seus produtos de controlo de movimento utilizam os sistemas de leitores Tonic da Renishaw, com réguas específicas, de acordo com os requisitos de precisão.

Don Baek-Kyun Song, presidente da VAD, explica: “Os nossos modelos de plataforma geral estão equipados com réguas de fita de aço inoxidável da série RTLC. Para aplicações de vácuo avançadas, como equipamentos de inspeção ótica automática (AOI) de ecrãs planos ou de processamento de semicondutores, utilizamos as réguas RELM de maior precisão. A régua é lida por meio de uma cabeça de leitura Tonic compatível com vácuo, ligada a uma interface instalada fora da câmara de vácuo. Existem muitos produtos leitores de alta precisão no mercado, mas apenas muito poucos são compatíveis com aplicações de vácuo. O leitor UHV Tonic da Renishaw proporciona um desempenho e fiabilidade excelentes, pelo que é a nossa principal escolha”.

Os leitores UHV Tonic, desde os cabos até às cabeças de leitura e às réguas, estão concebidos para suportar pressões abaixo dos 10-9 mbar. A cabeça de leitura UHV Tonic está equipada com um cabo blindado RFI, e o seu princípio básico de funcionamento, as suas especificações e o seu desempenho, são os mesmos que no modelo Tonic standard. O leitor é fabricado com materiais compatíveis com vácuo e salas limpas, e é concebido para permitir a evacuação completa da carcaça da cabeça de leitura. As cabeças de leitura e as réguas UHV Tonic contam também com a certificação de uma agência de ensaios independente através da análise dos dados obtidos num espetrómetro de massa quadrupolo de gás residual (RGA).

O invólucro com selagem especial de papel de alumínio de cada leitor UHV Tonic garante uma entrega ao cliente em condições de sala limpa. A série de leitores Tonic oferece uma extensa gama de opções de cabeça de leitura, que permite o emparelhamento com uma diversidade de réguas compatíveis. Song explica o critério da VAD ao escolher as réguas do leitor: "Alguns dos nossos modelos de alta gama utilizam a régua de alta precisão RELM, com expansão térmica praticamente nula, que garante a precisão de posição em ambientes com grandes variações de temperatura.

Por exemplo, as temperaturas dentro de uma câmara de vácuo podem variar até 100 °C entre um lado e outro. Os produtos leitores da Renishaw desfrutam de uma boa reputação no mercado; a série de leitores Tonic é utilizada em equipamentos de alto desempenho e conta com um amplo reconhecimento no setor. Além disso, o serviço pós-venda da Renishaw é excelente e inclui boletins de produto periódicos. Para nós, o mais importante é a sua prontidão na entrega, pelo que não perdemos clientes devido a longas esperas pelas peças".

Para precisão a nível nanométrico, a VAD utiliza o sistema de leitor laser RLE da Renishaw para o controlo de informação de posição de uma plataforma XY, concebida para a inspeção de máscaras de semicondutores através de luz ultravioleta extrema. O sistema RLE utiliza espelhos planos montados em cada eixo linear e é adequado para aplicações de vácuo, visto que a cabeça laser pode ser instalada fora da câmara de vácuo.

Song acrescenta: “A Renishaw disponibiliza-nos soluções de posição de alto desempenho acessíveis, e proporciona-nos um serviço técnico e uma formação periódica excelentes. O leitor laser RLE proporciona precisão nanométrica a todos os equipamentos de processamento de semicondutores e tem vantagens adicionais, como a facilidade de instalação e configuração e uns prazos de entrega curtos”.

A VAD testa e calibra os seus produtos antes de abandonarem a fábrica com o sistema laser XL-80 da Renishaw para calibração de máquinas e controlo de qualidade. Estes sistemas são rápidos, leves, portáteis e extremamente precisos, com precisões de medição linear inferiores a ±0,5 ppm.

A combinação de leitores da série Tonic, do sistema de leitor laser RLE e do sistema de interferómetro laser XL-80 da Renishaw proporciona à VAD uma solução de metrologia integrada avançada para as suas plataformas de movimento. Em aplicações de vácuo, o leitor UHV Tonic com régua de 20 μm de passo RELM (ZeroMet) proporciona uma precisão absoluta de ±1 μm por metro e um coeficiente de expansão térmica de apenas 0,75 ±0,35 μm/m/°C (a 20 °C). A régua é instalada com fita autoadesiva ou por meios mecânicos para evitar a desgaseificação do adesivo na câmara de vácuo. O leitor laser RLE tem uma resolução excecional de apenas 38,6 picómetros e um erro de não-linearidade do sistema (SDE) de apenas ±1 nm.

Song acrescenta: “Estamos otimistas sobre a procura futura de equipamentos de aplicação em vácuo, especialmente, equipamentos de processos industriais de precisão no fabrico de FPD semicondutores. Atualmente, a VAD está a desenvolver plataformas de processos relacionados para estas aplicações”.