Prawidłowe mapowanie temperatury w fabryce półprzewodników
Jeśli nadal polegasz na ręcznym pobieraniu próbek z krążków krzemowych, to w rzeczywistości działasz bez żadnych narzędzi pomiarowych. Musisz móc widzieć, co się dzieje w czasie rzeczywistym. W tym celu przydatne są wysokodokładne czujniki IR. Pozwalają one na pomiar temperatury powierzchni bez konieczności faktycznego dotykania krążka krzemowego.
To jedyny możliwy sposób. Jeśli spróbujesz dotknąć krążka krzemowego podczas procesu obróbki przy wysokiej temperaturze, doprowadzisz do zanieczyszczenia lub uszkodzeń mechanicznych. Nikt tego nie chce.
Trudności związane z fizyką
Standardowe termopary nie nadają się do mierzenia temperatury krążków krzemowych o średnicy 300 mm. Są zbyt wolne i przeszkadzają w procesie pomiarów.
Nasze systemy IR funkcjonują poprzez wykrywanie specyficznego promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez krzem. Ale tu pojawia się problem: trzeba uwzględnić właściwości emisyjności materiału. Gdy materiał się nagrzewa, jego właściwości zmieniają się, a wraz z nimi i wyniki pomiarów. Wydajemy dużo czasu na kalibrację czujników, aby uniknąć „szumów” pochodzących od ścian pieca. Chcemy mieć informacje o rzeczywistym stanie krążka krzemowego, a nie o temperaturze pomieszczenia.
Wykorzystanie danych we właściwy sposób
Czujnik, który jedynie pokazuje numer na ekranie, nie jest zbyt przydatny. Podłączamy te czujniki bezpośrednio do systemu PLC lub SCADA. Dzięki temu powstaje sprzężenie zwrotne – jeśli czujnik wykryje zimne miejsce na brzegu krążka krzemowego, system natychmiast dostosowuje parametry ogrzewania w ciągu kilku milisekund. Wtedy już nie musimy się martwić o dokładność pomiarów.
Rzeczywistość
Dokładność nie jest darmowa. Wymaga dodatkowego miejsca i ma swoje specyficzne cechy. Czujniki IR potrzebują czystej linii widzenia. Jeśli szyba w komorze zostanie zabrudzona gazami chemicznymi lub opadem produktów ubocznych, dane mogą być błędne. To frustrujące, ale tak się zdarza.
Dlatego potrzebny jest skuteczny system oczyszczania gazu wokół elementów optycznych. Trzeba utrzymać optykę w czystości. Bądźmy szczerzy: najdroższy czujnik na świecie jest bezużyteczny, jeśli patrzy przez brudną szybę. Wtedy otrzymamy tylko bezwartościowe dane.