Nikon Oggi : Stepper

Sempre nell'ottica di esplorare le molteplici attività di Nikon al di fuori del campo immagine, veniamo al cuore della produzione industriale che si divide tra gli strumenti di misura e gli strumenti di precisione.

Gli strumenti di precisione sono essenzialmente le macchine destinate alla progettazione e alla produzione di circuiti integrati per l'industria dei semiconduttori. Quelli che gli anglofoni chiamano microchip.

Nikon Precision é la divisione di Nikon che si occupa di questo comparto.

Non a caso il quartier generale di Nikon Precision non é in Giappone.Le sue due sedi sono ubicate a Belmont, in California e a Langen, in Germania.

Occupa nel complesso 900 dipendenti e fattura quasi 300 miliardi di Yen pari al 34% dell'intero fatturato consolidato di Nikon, contro i 450 miliardi di Yen di fatturato del comparto immagine.

E' singolare che questi 300 miliardi di fatturato corrispondono a solamente 300 macchine vendute mentre nel settore immagine, Nikon ha dovuto vendere 8.000.000 di Coolpix, 2.000.000 di reflex e 2.600.000 obiettivi per fare 450 miliardi di fatturato.

Oltre alla progettazione e vendita dei macchinari, Nikon si occupa anche del training del personale delle aziende clienti. Il centro di training é in California.
Lo scopo é di consegnare ai clienti sistemi chiavi in mano, sviluppati per le specifiche esigenze di ogni singolo cliente con una assistenza sette giorni su sette e 24 ore al giorno curata con sistemi online.

Non si tratta di di cosa da poco considerando che i clienti di Nikon Precision sono i principali colossi del comparto semiconduttori e quindi i vari Samsung, Infineon, Amd, Intel, Motorola, Toshiba, National, Hitachi, Sony etc. etc.
Oltre ai microchip (processori e circuiti di memoria) con gli stepper Nikon vengono prodotti anche i sensori per le fotocamere e i pannelli LCD.
Il procedimento é simile e la tecnologia é la stessa anche se i campi di applicazione sono diversi.

Le macchine - di cui forniremo alcuni dettagli superficiali - sono complessi in grado di produrre la matrice litografica e trasferirla sul wafer di silicio riproducendo le piste di contatto con gli opportuni livelli di metallizzazione (queste macchine sono definite "stepper". Il termine deriva dalla presenza di motori micrometrici di precisione che muovono in maniera infinitesimale la tracciatrice dei circuiti) e in seconda battuta la verifica della qualit? del prodotto (scanner) per valutare il grado di difetti introdotti dal processo.

Una precisazione, queste macchine microlitografiche lavorano con una precisione inimmaginabile dovendo riprodurre tracce che sono distanziate solamente pochi nanometri (milionesimi di millimetro). Ovvero a dimensione più vicine a quelle molecolari che a quelle degli strumenti di misura tradizionali.
In questo ambito una miccolissima impurit? o anche una lieve variazione di tensione produce piste difettose che devono essere marcata e quindi scartate nella fase di ritaglio del wafer.

Ovviamente Nikon Precision lavora anche per Nikon. Oltre alla tecnologia per la progettazione dei microchip presenti nelle fotocamere e nei dispositivi fotografici, dalle ricerche di Nikon Precision ? recentemente derivato il procedimento di rivestimento delle lenti denominato Nano Crystal Coat.

Attualmente ci sono circa 7.630 macchine per microfotolitografia Nikon operative al mondo, in grado di produrre microchip con dimensioni delle piste tra 280 nm e 45 nm.
Da quando Nikon ha prodotto il primo apparecchio di questo genere al mondo nel 1980 (l' NSR-1010G), più della metà di tutti i microchip prodotti al mondo sono stati prodotti con macchine Nikon !

Attualmente Nikon sta sviluppando con Intel la nuova generazione di macchine per la prossima generazione di microprocessori con tecnologia a 32 nm.
I piani di sviluppo prevedono di arrivare ai 13 nm entro il 2013 con processi di scrittura utilizzando raggi UV e laser :

Le macchine si dividono in diverse famiglie a seconda che funzionino a secco o ad immersione a liquido.

In parallelo a queste ci sono gli stepper per la produzione di pannelli LCD di grandi dimensioni. Nikon sta al momento sperimentando tecniche di sviluppo che consentano di produrre pannelli di più ampie dimensioni stampate in più passate mantenendo lo stesso livello di qualit? di quelle a passata singola.
Il nuovo procedimento consentirà di produrre pannelli a cristalli liquidi di dimensioni grandi (quasi) a piacere.

La macchina di punta introdotta nel 2007 per i processi a 45 nm ad immersione é la NSR610C :



questa macchina é già predisposta per un rapido upgrade alla tecnologia a 32 nm appena sarà disponibile.

Che si aggiunge al NSR-S609C per i processi tra 55 e 45 nm :



Seguono gli scanner di precisione a UV come questo :



Ed infine la linea leggera :



Insomma, Nikon dimostra anche in un campo eccezionalmente evoluto come la produzione di microchip e circuiterie miniaturizzate come la lunga tradizione ottica partita nel 1917 per le necessità dell'industria bellica giapponese, possa essere messa a disposizione delle più avanzate necessità industriali.

Al confronto degli investimenti e delle specializzazioni necessarie per mantenere la leadership mondiale in questi campi (sono innumerevoli i brevetti registrati e le white-paper pubblicate da Nikon Precision) quelle necessarie per la fotografia fanno un pò sorridere e ci fanno capire come siano solamente i limiti imposti dal costo di un singolo strumento (la nostra fotocamera o il nostro obiettivo) che frenano Nikon nello sviluppo.

In questo campo abbiamo infatti l'estrema frontiera di utilizzo di laser, interferometri, rifrattometri e tutti i dispositivi ottici disponibili insieme a quelli della micromeccanica di precisione e dell'elettronica di controllo su oggetti di costo unitario elevato, come lo furono i telemetri della Yamato del 1941.
Insomma Nikon si dimostra sempre coerente con se stessa e la sua lunga storia.

Per eventuali approfondimenti sulla tecnologia ad immersione

http://private.trainzitalia.com/rudolf/nikon/stepper.swf