Obtenir une température précise dans l’usine de fabrication
Si vous cherchez à créer une usine de fabrication « intelligente », vous réaliserez rapidement que l’automatisation n’est pas la partie la plus difficile. La véritable difficulté réside dans les données. Il faut disposer d’un système capable de communiquer avec vous en temps réel. Dans nos systèmes de chauffage pour semi-conducteurs, nous cessons de deviner et commençons à mesurer, en combinant des systèmes infrarouges à haute densité avec des thermocouples précis. C’est le seul moyen d’éviter ces vérifications manuelles fastidieuses et de digitaliser réellement le processus de fabrication.
Pourquoi privilégier les systèmes infrarouges ?
Les systèmes infrarouges sont excellents, car ils n’ont pas besoin de toucher quoi que ce soit pour indiquer ce qui se passe. Ils fonctionnent en temps réel. Les chauffages traditionnels, eux, sont lents : ils reposent sur la conduction thermique, ce qui prend beaucoup de temps. Les systèmes infrarouges, quant à eux, atteignent directement la surface de la wafer et fournissent immédiatement les informations nécessaires.
Nous intégrons donc ces systèmes dans la conception de l’usine, afin que la chaleur soit répartie uniformément sur tout le substrat. Sinon, si un point devient trop chaud, toute une série de wafers sera détruite. C’est un cauchemar que personne ne veut connaître.
Les limites des thermocouples
Les systèmes infrarouges nous donnent une vue d’ensemble, mais ce sont les thermocouples qui nous indiquent ce qui se passe exactement en un point donné.
Le problème, c’est les spécifications techniques : il faut des capteurs ayant une faible masse thermique. Si le thermocouple est trop volumineux, ses mesures seront imprécises. Et lorsque les mesures sont imprécises, le contrôleur PID dépasse la température souhaitée. C’est un cercle vicieux qui nuit à la précision du processus.
Digitalisation du processus (et les problèmes qui en découlent)
Pour intégrer tout cela dans un système de surveillance, nous utilisons des convertisseurs numériques. Cela nous permet d’obtenir une représentation numérique du processus de chauffage. Cela semble magique lorsque ça fonctionne bien.
Mais voilà le problème : le prélèvement de données à haute fréquence attire les bruits électriques. Si vous êtes négligent dans le câblage et que vous placez les fils des thermocouples à côté des lignes électriques haute tension, vos données seront remplies de pics. C’est très gênant. Il faut donc utiliser des câbles blindés et assurer une bonne isolation électrique pour maintenir un signal propre. Sinon, votre usine « intelligente » n’est en réalité qu’une machine qui devine simplement ce qui se passe.