Come ottenere una mappatura termica precisa nella fabbrica di wafer
Se si continua a fare affidamento su metodi di campionamento manuale, si procede praticamente all’oscuro. È necessario poter vedere cosa sta succedendo in tempo reale. Ecco che entrano in gioco i sensori a infrarossi ad alta precisione: essi permettono di rilevare le temperature della superficie del wafer senza doverlo toccare affatto.
È l’unico modo per farlo. Se si prova a toccare il wafer durante un ciclo di riscaldamento, si rischia solo di causare contaminazioni o stress meccanici. Nessuno vuole questo.
Le difficoltà legate alla fisica
I termocoppie standard non sono adatti per i wafer di dimensioni 300 mm: sono troppo lenti e rappresentano un ostacolo nel processo di rilevamento delle temperature.
I nostri sistemi a infrarossi funzionano rilevando la radiazione elettromagnetica emessa dal silicio. Tuttavia c’è un problema: bisogna tenere conto dell’emissività del materiale. Il materiale cambia con la temperatura, e quindi anche i valori rilevati cambiano. Dobbiamo dedicare molto tempo alla calibrazione dei sensori, per eliminare il “rumore” proveniente dalle pareti del forno. Vogliamo conoscere lo stato effettivo del wafer, non semplicemente la temperatura della stanza.
Far sì che i dati siano utili
Un sensore che fornisce soltanto dei numeri sullo schermo non è molto utile.
colleghiamo questi sensori direttamente al sistema PLC o SCADA. In questo modo si crea un circuito che reagisce immediatamente. Se il sensore rileva una zona fredda sui bordi del wafer, il sistema regola immediatamente gli elementi di riscaldamento, in pochi millisecondi.
Così, non ci sono più supposizioni: si sa esattamente quale sia la temperatura corretta.
La realtà
La precisione non è qualcosa che si ottiene gratuitamente: richiede spazio e presenta delle sfide. I sensori a infrarossi necessitano di una linea di vista libera. Se la finestra della camera di lavorazione viene ostruita da vapori chimici o da residui, i dati diventano inaccurati. È frustrante, ma succede.
Ecco perché è necessario disporre di un sistema efficace per purificare l’aria intorno ai sensori. Bisogna mantenere pulite le lenti dei sensori. Dopotutto, il sensore più costoso al mondo è inutile se deve funzionare attraverso una finestra sporca. Si finirà soltanto per ottenere dati inutili.