Het juiste temperatuurniveau van de wafer vaststellen in een smart fabriek
Als je een smart fabriek bouwt, hebt je vast al gemerkt dat het een nachtmerrie is om te wachten tot er iets kapotgaat voordat je het repareert. Je moet weten wat er op dit moment gebeurt. Daarom worden infraroodsystemen gebruikt. We maken gebruik van deze systemen omdat ze het mogelijk maken om de temperatuurverspreiding over de wafer in kaart te brengen, zonder dat we de wafer fysiek hoeven aan te raken. Geen contact, geen vervuiling. Eenvoudig.
Waarom contactloos belangrijk is
Denk maar aan de oude manier: thermokoppels. Die moeten in contact komen met het oppervlak van de wafer, wat problemen kan opleveren. Er bestaat risico op mechanische schade of, nog erger, dat er stofdeeltjes op het substraat terechtkomen.
Met IR-pyrometrie kunnen we gewoon de thermische straling die van de wafer afkomt ‘bewaken’. Dit is efficiënter. De sensoren geven signalen af die rechtstreeks naar het PLC- of SCADA-systeem kunnen worden gestuurd. Op deze manier heb je een actueel beeld van de temperatuur. Dit is de enige echte manier om die lastige ‘koude plekken’ op te sporen wanneer je snel temperatuurveranderingen maakt.
Het maken van bruikbare gegevens
Een sensor alleen is slechts een hardwareonderdeel. De echte kracht zit in de manier waarop deze sensor wordt verbonden met het data-netwerk.
We bouwen deze IR-systemen zo dat ze bestand zijn tegen slechte omstandigheden. We weten dat apparaten voor etching of CVD veel elektromagnetische storingen veroorzaken. Maar zodra de thermische energie wordt omgezet in digitale gegevens, kun je een feedbackloop instellen die echt werkt. Als de temperatuur zelfs maar 2°C verschuift, merkt het systeem dit op en past het de stroomvoorziening onmiddellijk aan. Je hoeft zelfs niet eens met je ogen te knipperen.
De realiteit
Het is natuurlijk niet alles perfect. Er zijn ook nadelen.
IR-sensoren zijn gevoelig voor de emissiviteit van het materiaal. Als je de coating van de wafer verandert of als het gas in de kamer begint te bewegen, kunnen de lezingen veranderen. Je moet dan tijd besteden aan het kalibreren van de softwareinstellingen, anders krijg je onbetrouwbare gegevens.
En nog één ding: houd je ramen schoon. Als er vuil op de kwartsopening komt te zitten, wordt het signaal geblokkeerd. Dan wordt het thermische profiel verstoord en moet je opnieuw beginnen. Houd het glas schoon, en alles werkt goed.