Controllare la temperatura nella fabbrica intelligente
Costruire una fabbrica intelligente non significa semplicemente installare dei sensori sui macchinari e sperare nel meglio. In realtà, si tratta di cambiare il modo in cui si affronta il problema relativo alla temperatura.
Per il trattamento dei wafer, abbiamo optato per sistemi a infrarossi a contatto zero. Il vantaggio di questi sistemi è che non entrano in contatto con il wafer stesso; quindi non c’è rischio di contaminazione. Inoltre, non bisogna preoccuparsi che i sensori influenzino negativamente i dati rilevati. I sensori funzionano semplicemente a distanza.
Mappatura digitale della temperatura
Ecco come funziona nel dettaglio: il sistema a infrarossi rileva le radiazioni emesse dalla superficie del wafer. In un ambiente moderno, questa energia termica viene trasformata in un flusso di dati che può essere interpretato dal sistema PLC o SCADA.
Tutto avviene molto velocemente, in pochi millisecondi. È possibile individuare immediatamente eventuali zone “calde” su un wafer da 300 mm. Se si aumenta troppo rapidamente la temperatura, si noterà subito uno squilibrio termico. Questo permette di regolare l’alimentazione elettrica in modo da mantenere un profilo termico uniforme, prima che il wafer si deformi. È davvero un grande vantaggio.
Feedback in tempo reale
Una fabbrica intelligente funziona grazie a un sistema di feedback in tempo reale. I sensori a infrarossi vengono collegati direttamente alla logica di controllo dei macchinari. Il sistema verifica la temperatura della superficie, la confronta con il valore desiderato e regola automaticamente l’intensità del riscaldamento. Non ci sono più dubbi o ipotesi: si ha infatti una rappresentazione digitale dell’intero processo termico, il che significa che ogni wafer dispone di una mappa termica pronta per essere utilizzata quando arrivano gli ispettori per verificare la qualità dei prodotti.
Gli svantaggi (perché niente è perfetto)
La precisione, però, comporta alcune difficoltà. I sensori a infrarossi sono sensibili all’emissività del materiale su cui vengono posizionati. Se si cambia lo strato protettivo sul wafer o si utilizzano materiali diversi, i valori di emissività cambiano. Se non si effettua una ricalibrazione, si potrebbero verificare temperature “fittizie”, che in realtà non esistono. Inoltre, il vetro ottico tra il sensore e il wafer deve rimanere impeccabile: se vi si accumulano sostanze residue provenienti dal processo di produzione, il segnale viene ostruito. I dati diventano inutilizzabili, e bisogna ricominciare da capo.