
在智能工厂中有效控制温度
构建智能工厂并不仅仅意味着在设备上安装一些传感器,然后寄希望于它们能发挥最佳作用。实际上,关键在于改变我们看待温度的方式。
在晶圆加工过程中,我们采用了非接触式的红外传感器。红外传感器的优势在于它不会直接接触到晶圆,因此不会造成污染。此外,也不必担心传感器会像散热器一样影响测量结果,因为传感器只是从远处进行监测而已。
数字化方式监测温度
其工作原理如下:红外传感器能够捕捉到来自晶圆表面的辐射能量。在现代系统中,这些原始的热能数据会被转换成PLC或SCADA系统能够理解的数据格式。整个过程非常迅速,只需几毫秒时间即可完成。这样一来,就能立刻发现300毫米晶圆上的“高温点”。如果加热速度过快,那么温度分布的变化也会立即显现出来。这让我们有机会及时调整电源设置,从而避免晶圆出现变形的情况。这无疑是一个巨大的优势。
实现闭环控制
智能工厂的运行依赖于闭环反馈机制。我们将这些红外传感器直接连接到设备的控制系统中。系统会实时检测晶圆表面的温度,并与设定值进行比较,从而自动调整加热器的输出功率。这样就无需再凭猜测行事了。这样一来,整个热处理过程就可以以数字化的方式被记录下来,这样,每块晶圆都有对应的温度分布图,方便质量检测人员随时查看。
需要权衡的代价(因为没有什么是完美的)
不过,高精度也带来了一些问题。红外传感器对材料的发射率要求很高。如果改变晶圆的涂层或更换材料,其发射率数值就会发生变化。如果不重新校准,就会出现虚假的温度数据。此外,传感器与晶圆之间的光学玻璃也必须保持清洁。如果玻璃表面积聚了杂质,就会阻碍信号的传输,导致数据出现误差,一切又得从头开始。