تنظیم دقیق دما در کارخانههای تولید نیمههادی
اگر قصد ساخت یک کارخانه «هوشمند» را دارید، به سرعت متوجه خواهید شد که خودکارسازی مشکل بزرگی نیست. چالش واقعی، کار با دادههاست. شما به یک سیستم نیاز دارید که بتواند به صورت زمان واقعی با شما ارتباط برقرار کند. در سیستمهای گرمایشی نیمههادی، ما دیگر به حدس و گمان استفاده نمیکنیم؛ بلکه از سیستمهای مادون قرمز با دقت بالا و ترموکپلهای دقیق برای اندازهگیری استفاده میکنیم. این تنها راه برای فرار از این بررسیهای دستی و دیجیتالی کردن فرآیندهاست.
چرا از سیستمهای مادون قرمز استفاده میکنیم؟
سیستمهای مادون قرمز عالی هستند؛ زیرا برای اطلاع دادن از وضعیت، نیازی به تماس با هیچ چیزی ندارند. آنها بلافاصله پاسخ را ارائه میدهند. گرمایشکنندههای سنتی آهسته هستند؛ زیرا بر اساس انتقال حرارت کار میکنند که مدت زمان زیادی طول میکشد. اما سیستمهای مادون قرمز، حرارت را مستقیماً روی سطح ویفر اعمال کرده و بلافاصله پاسخ را ارائه میدهند.
ما این سیستمها را در طراحی کارخانهها لحاظ میکنیم تا اطمینان حاصل کنیم که حرارت به طور یکنواخت در سراسر سطح ویفر پخش شود. چون اگر نقطهای دارای دمای بالاتری باشد، کل محموله ویفرها از بین خواهد رفت. این واقعاً یک کابوس است که هیچ کس نمیخواهد آن را تجربه کند.
مزایای ترموکپلها
سیستمهای مادون قرمز، تصویر کلی را ارائه میدهند؛ اما ترموکپلها اطلاعات دقیقتری را فراهم میکنند. آنها به شما میگویند که در یک نقطه خاص چه اتفاقی میافتد.
مشکل اینجا، مشخصات فنی سنسورهاست؛ شما به سنسورهایی با جرم حرارتی کم نیاز دارید. اگر ترموکپل شما بیش از حد بزرگ باشد، عملکردش کند خواهد بود. و وقتی سنسور کند عمل میکند، کنترلکننده PID دما را از حد مورد نظر فراتر میبرد. این یک چرخه منفی است که دقت عملیات را کاهش میدهد.
دیجیتالی کردن فرآیند و مشکلات ناشی از آن
برای تبدیل این فرآیند به یک سیستم نظارتی، ما از مبدلهای دیجیتال استفاده میکنیم. این کار در واقع به ما یک نسخه دیجیتالی از فرآیند گرمایشی میدهد. وقتی این سیستم کار میکند، انگار جادو است!
اما مشکل اینجاست که نمونهبرداری با فرکانس بالا، میتواند منجر به نویز الکتریکی شود. اگر در سیمکشیها بیدقتی کنید و سیمهای ترموکپل را در کنار خطوط برق با ولتاژ بالا قرار دهید، دادههای شما پر از نویز خواهد بود. برای حفظ کیفیت سیگنال، باید از سیمهای محافظتشده استفاده کنید و سیستم زمینسازی را به خوبی انجام دهید. در غیر این صورت، کارخانه «هوشمند» شما در واقع فقط یک سیستم حدسی است.