Die richtige Temperaturkontrolle in IR-Halbleitersystemen
Wenn Sie eine intelligente Fertigungsanlage aufbauen, wissen Sie, dass Daten von entscheidender Bedeutung sind. Doch wenn es darum geht, einen Halbleiterheizer auszuwählen, sollten Sie den Thermoelement nicht einfach als weiteres Bauteil betrachten. Im Grunde ist es das „Herz“ Ihres digitalen Zwillingssystems. In solchen hochdichten IR-Systemen sind diese Sensoren die einzige Möglichkeit, herauszufinden, ob die Wärme, die erzeugt wird, tatsächlich auf der Oberfläche des Wafers ankommt – wie gewünscht.
Die Herausforderungen bei der Nutzung von IR-Wärme
IR-Systeme arbeiten durch Strahlung, nicht durch Leitung. Deshalb entsteht immer eine gewisse Verzögerung: Der Heizelement erreicht zwar die gewünschte Temperatur, doch das Substrat braucht etwas Zeit, um mit dieser Temperatur Schritt zu halten. Um dieses Problem zu lösen, verwenden wir Thermoelemente mit schneller Reaktionszeit. In der Regel reichen hier Typ K oder Typ N aus – je nachdem, wie hoch die Temperaturen werden. Wir verbinden diese Thermoelemente mit hochpräzisen Steuerungen, damit man nicht versehentlich die gewünschte Temperatur überschreitet und dadurch Schaden anrichtet.
Wie man eine „intelligente Fertigungsanlage“ wirklich zum Funktionieren bringt
Eine echte intelligente Fertigungsanlage benötigt, dass jede einzelne Wärmezone digital erfasst wird. Wir integrieren die Thermoelemente direkt in das Gehäuse des Heizers, damit der PLC ständig Daten erhält. Dadurch kann man Temperaturveränderungen über Tausende von Zyklen hinweg verfolgen. Dadurch wird frühzeitig erkennbar, wenn ein Heizelement versagt – bevor es dazu kommt, dass ganze Chargen von Wafern beschädigt werden. Das spart viele Probleme.
Das Gleichgewicht zwischen Präzision und Platzbedarf
Präzision kostet Geld – meistens bedeutet das auch, dass man mehr Platz benötigt. Wenn man das Thermoelement zu nah am IR-Quellen montiert, entstehen Strahlungsstörungen. Die gemessenen Werte sind dann höher, als sie eigentlich sind. Doch wenn man es wiederum zu weit entfernt montiert, sinkt die Reaktionszeit. Man muss also den idealen Punkt finden, bei dem sowohl Geschwindigkeit als auch Präzision gegeben sind.
Ein letzter Tipp: Nutzen Sie immer abgeschirmte Kabel. In Fertigungsanlagen herrscht viel Lärm – all diese Hochspannungen verursachen elektromagnetische Störungen, die die Messungen beeinträchtigen können. Wenn man die Kabel nicht abschirmt, werden die Daten unzuverlässig. Und in diesem Bereich ist Unzuverlässigkeit teuer.