Come ottenere temperature precise nei sistemi a semiconduttori a radiazione infrarossa
Se state costruendo una fabbrica intelligente, sapete che i dati sono fondamentali. Tuttavia, quando scegliete un riscaldatore a semiconduttore, non considerate il termocoppio come semplicemente un altro componente presente nell’insieme dei componenti del sistema. In realtà, il termocoppio rappresenta il “cuore” del sistema digitale utilizzato per controllare il processo di riscaldamento. Nei sistemi a radiazione infrarossa ad alta densità, questi sensori sono l’unico modo per verificare se il calore applicato raggiunge effettivamente la superficie dei wafer nel modo desiderato.
I problemi legati al riscaldamento a radiazione infrarossa
I sistemi a radiazione infrarossa funzionano attraverso la radiazione, non attraverso la conduzione termica. Per questo motivo, c’è sempre un certo ritardo nella risposta del sistema. Il elemento riscaldante raggiunge la temperatura desiderata, ma il substrato impiega del tempo per raggiungere anch’esso quella temperatura. Per superare questo problema, utilizziamo termocoppie ad alta velocità di risposta. Di solito, vengono utilizzati termocoppie di tipo K o N, a seconda della temperatura massima che deve essere raggiunta. Questi termocoppie vengono collegati a controller ad alta risoluzione, in modo da evitare che la temperatura superi i limiti consentiti e causi danni ai wafer.
Come far funzionare davvero una fabbrica intelligente
Per una vera fabbrica intelligente, è necessario che ogni zona termica venga monitorata in modo preciso. I termocoppie vengono installati direttamente all’interno del corpo del riscaldatore, in modo che il PLC possa ricevere informazioni costanti sullo stato termico del sistema. In questo modo è possibile rilevare eventuali problemi prima che questi causino danni ai wafer. Questo permette di evitare molti problemi.
Il equilibrio tra precisione e spazio
La precisione non è gratuita: di solito richiede uno spazio maggiore per essere ottenuta. Se il termocoppio viene installato troppo vicino alla sorgente di radiazione infrarossa, si verificano interferenze radioattive; i valori letti saranno quindi superiori a quelli reali. Ma se il termocoppio viene installato troppo lontano, il tempo di risposta diventa troppo lungo. È quindi necessario trovare il giusto equilibrio tra velocità di risposta e precisione.
Un ultimo consiglio: utilizzate sempre cavi protetti. Le fabbriche sono ambienti pieni di rumore elettromagnetico; tutti quei segnali ad alta tensione possono interferire con i segnali millivoltici. Se non proteggete i cavi, i dati raccolti diventano imprecisi. E in questo settore, le imprecisioni comportano costi elevati.