Controlando o calor em uma fábrica inteligente
Construir uma fábrica inteligente não significa simplesmente colocar vários sensores nas ferramentas e esperar pelo melhor resultado. Na verdade, trata-se de mudar a maneira como encaramos o conceito de calor.
Para o processamento de wafers, passamos a usar sistemas infravermelhos sem contato. A vantagem dos sistemas infravermelhos é que eles não tocam no wafer. Sem contato, não há risco de contaminação. Além disso, não há necessidade de se preocupar com o fato de os sensores funcionarem como dissipadores de calor, causando erros nas medições. Eles simplesmente monitoram a situação à distância.
Mapeamento digital do calor
É assim que funciona na prática: o sistema infravermelho captura a radiação emitida pela superfície do wafer. Em um setup moderno, essa energia térmica é transformada em um fluxo de dados que pode ser interpretado pelo sistema PLC ou SCADA.
Isso acontece rapidamente, em milissegundos. É possível identificar pontos quentes em um wafer de 300 mm quase instantaneamente. Se você aumentar demais a temperatura, verá imediatamente essa mudança de gradiente térmico. Isso permite que você ajuste a alimentação de energia e uniformize o perfil térmico antes que o wafer se deforme. Isso é uma grande vantagem.
Fechamento do ciclo de controle
Uma fábrica inteligente depende de um ciclo de feedback contínuo. Esses sensores infravermelhos são conectados diretamente à lógica de controle das ferramentas. O sistema verifica a temperatura da superfície, compara-a com o valor desejado e ajusta a potência do aquecedor na hora. Não há mais necessidade de adivinhações. Você acaba tendo um “gémeo digital” de todo o processo térmico, o que significa que cada wafer tem seu próprio mapa térmico, pronto para ser analisado sempre que os auditores de qualidade chegam.
As desvantagens (pois nada é perfeito)
A precisão vem acompanhada de alguns problemas. Os sensores infravermelhos são sensíveis à emissividade. Se você alterar o revestimento do wafer ou trocar os materiais utilizados, esses valores de emissividade mudam. Se você não recalibrar os sensores, começará a ver temperaturas “falsas”, que na verdade não existem.
Além disso, o vidro óptico entre o sensor e o wafer precisa estar impecável. Se houver resíduos acumulados nesse vidro, eles bloqueiam o sinal. Os dados se tornam inválidos, e você precisa começar tudo de novo.