Die richtige Temperatur im Produktionsbetrieb einstellen
Wenn man versucht, eine „intelligente“ Produktionsstätte zu schaffen, wird man schnell erkennen, dass die Automatisierung nicht das Schwierigste ist. Die eigentliche Herausforderung liegen in den Daten. Man benötigt einen Prozess, der in Echtzeit Informationen zurückgibt. In unseren Halbleiterheizsystemen hören wir auf zu raten und messen stattdessen – indem wir Hochleistungs-Infrarot-Systeme mit präzisen Thermoelementen kombinieren. Das ist die einzige Möglichkeit, auf die mühsamen manuellen Prüfungen zu verzichten und den Prozess wirklich zu digitalisieren.
Warum wir auf Infrarot-Systeme setzen
Infrarot-Systeme sind hervorragend, denn sie müssen nichts berühren, um anzuzeigen, was vor sich geht. Sie arbeiten sofort. Herkömmliche Heizgeräte hingegen sind langsam – sie funktionieren durch Wärmeleitung, was viel Zeit in Anspruch nimmt. Infrarot-Strahlen treffen direkt auf die Oberfläche des Wafern und liefern sofort eine genaue Messung.
Wir integrieren diese Systeme in die Produktionsanlage, damit die Wärme gleichmäßig auf dem gesamten Substrat verteilt wird. Denn wenn es an einer Stelle zu heißen wird, ist das ganze Waferbündel ruiniert. Das ist ein Albtraum, den niemand haben möchte.
Die Vorteile von Thermoelementen
Infrarot-Systeme liefern zwar einen Überblick, doch Thermoelemente geben die genauen Werte an – nämlich genau dort, wo die Kontakte stattfinden.
Das Problem dabei ist die Spezifikation der Sensoren: Man braucht Sensoren mit geringer Wärmeausdehnung. Wenn das Thermoelement zu groß ist, kommt es zu Verzögerungen bei der Messung. Und wenn der Sensor verzögert reagiert, überschreitet der PID-Regler die gewünschte Temperatur. Das führt zu einem frustrierenden Teufelskreis, der die Genauigkeit beeinträchtigt.
Digitale Lösungen – und die damit verbundenen Probleme
Um alles in ein Überwachungssystem zu integrieren, verwenden wir Digitalkonverter. Dadurch erhalten wir eine digitale Kopie des Heizvorgangs. Es scheint wie Magie, wenn das funktioniert.
Aber hier liegt das Problem: Hohe Sampling-Frequenzen ziehen elektrischen Rausch an. Wenn man unachtsam mit den Kabeln umgeht und die Leitungen der Thermoelemente direkt neben den Hochspannungsleitungen platziert, sind die Daten voller Störungen. Man muss also geschirmte Kabel verwenden und eine perfekte Erdung sicherstellen, damit das Signal sauber bleibt. Andernfalls ist die sogenannte „intelligente“ Fabrik im Grunde genommen nur ein Gerät, das nur raten kann.