Ottenere una temperatura corretta nella fabbrica di semiconduttori
Se si cerca di creare una fabbrica “intelligente”, si capisce subito che l’automazione non rappresenta il problema principale. La vera sfida riguarda i dati: è necessario disporre di un sistema in grado di fornire informazioni in tempo reale. Nei nostri sistemi di riscaldamento per semiconduttori, smettiamo di fare supposizioni e iniziamo a misurare, utilizzando sistemi a infrarossi ad alta densità abbinati a termocoppie precise. È l’unico modo per evitare controlli manuali noiosi e per digitalizzare effettivamente il processo di produzione.
Perché scegliamo i sistemi a infrarossi
I sistemi a infrarossi sono ottimi perché non hanno bisogno di entrare in contatto con nulla per fornire informazioni. Agiscono istantaneamente. I riscaldatori tradizionali, invece, sono lenti: funzionano tramite conduzione termica, il che richiede molto tempo. I sistemi a infrarossi, invece, agiscono direttamente sulla superficie dei wafer, fornendo subito le informazioni desiderate.
Li integriamo nell’architettura della fabbrica per assicurarci che il calore venga distribuito uniformemente su tutto il substrato. Altrimenti, se si verifica una zona troppo calda, si distrugge l’intera serie di wafer prodotti… È un incubo che nessuno vuole vivere.
I vantaggi delle termocoppie
I sistemi a infrarossi forniscono informazioni generali, ma le termocoppie offrono dati precisi riguardo a ciò che succede in un punto specifico. Il problema è legato alle caratteristiche tecniche dei sensori: è necessario utilizzare sensori con bassa massa termica. Se la termocoppia è troppo ingombrante, i dati raccolti saranno imprecisi. In tal caso, il controllore PID non riesce a raggiungere la temperatura desiderata. È un circolo vizioso che compromette la precisione del sistema.
Digitalizzazione del processo (e i problemi che ne derivano)
Per poter inserire tutto questo in un sistema di monitoraggio, dobbiamo utilizzare convertitori digitali. Questo ci permette di ottenere una “copia digitale” del processo di riscaldamento. Funziona perfettamente, ma c’è un problema: il campionamento ad alta frequenza attira rumori elettrici. Se i cavi delle termocoppie vengono posizionati troppo vicino ai cavi di alimentazione ad alta tensione, i dati raccolti saranno pieni di interferenze. È necessario utilizzare cavi protetti e assicurarsi che il sistema di messa a terra sia perfetto, per mantenere i segnali puliti. Altrimenti, la nostra “fabbrica intelligente” diventa semplicemente uno strumento inutile.