ファブ内で正確な熱マッピングを実現するためには、ウェーハのファブで依然として手動のサンプリングに頼っているのであれば、それはまるで目隠しをした状態で作業しているようなものです。実際に何が起こっているのかをリアルタイムで把握する必要があります。そこで役立つのが高精度な赤外線センサーです。これにより、ウェーハに触れることなく表面温度を測定できます。 これが唯一の方法です。高温環境下でウェーハに触れようとすると、汚染や機械的なストレスが生じるだけです。誰もそれを望みません。
物理学上の難点
標準的な熱電対では、300mmサイズのウェーハを測定するのには不十分です。反応速度が遅く、邪魔にもなります。 私たちの赤外線システムは、シリコンから放出される特定の電磁波を検出することで動作します。しかし、ここに問題があります。材料が加熱されるとその性質が変わり、それによって測定値も変化します。私たちは、炉の壁から来る「ノイズ」を無視できるようにセンサーを丁寧に調整します。私たちが知りたいのは、部屋の温度ではなく、ウェーハの実際の状態です。
データを有効活用するために
単に画面に数字を表示するだけのセンサーでは、あまり役に立ちません。 私たちは、これらのセンサーをPLCやSCADAシステムに直接接続します。そうすることで、実際に反応する回路が構築されます。もしセンサーがウェーハの端に低温部分を検出したら、システムは数ミリ秒以内に加熱要素を調整します。 そうすれば、推測する必要がなくなります。加熱が正しく行われているかどうかを期待するのではなく、実際に確認できます。
現実の課題
高精度な測定にはコストがかかります。また、スペースも必要で、さまざまな問題もあります。 赤外線センサーには、良好な視界が必要です。もしチャンバーの窓が化学物質や副産物で曇ってしまうと、データが不正確になってしまいます。これは厄介ですが、避けられないことです。 だからこそ、レンズ用の十分なガス浄化システムが必要です。光学系を清潔に保つ必要があります。正直に言えば、世界で最も高価なセンサーであっても、汚れた窓越しに見ている限りは役に立ちません。結局、意味のないデータしか得られないのです。