Come utilizzare correttamente i sensori termici a infrarossi nella fabbrica
Se si vuole creare un “gemello digitale” della propria fabbrica, si capisce subito che i sensori non rappresentano il problema principale. La vera sfida è ottenere un flusso di dati affidabile, senza errori. Per la lavorazione dei wafer, si utilizzano sensori a infrarossi ad alta precisione per ottenere mappe termiche in tempo reale. Senza questi sensori, l’intero sistema di gestione termica diventa inutile.
Perché non possiamo semplicemente “toccare” il wafer
Non è possibile semplicemente posizionare una sonda fisica sul wafer: ciò distruggerebbe immediatamente il wafer stesso. Ecco perché si utilizzano i sensori a infrarossi: essi rilevano le radiazioni emesse dal silicio e le trasformano in valori di temperatura. Tuttavia, non è così semplice come premere un pulsante: bisogna tenere conto dell’emissività del silicio. Poiché il silicio emette calore in modo diverso a seconda della temperatura e del livello di doping, è necessario effettuare delle calibrazioni appropriate. Senza queste calibrazioni, i dati raccolti sono praticamente inutili.
Far sì che i sensori funzionino correttamente
In una fabbrica intelligente, questi sensori non possono rimanere isolati. Vengono collegati direttamente al sistema PLC o SCADA tramite interfacce ad alta velocità. In questo modo si crea un circuito chiuso: se un sensore rileva una zona calda sul wafer, il sistema regola immediatamente gli elementi di riscaldamento. È un processo molto veloce… ed è l’unico modo per evitare che i wafer si deformino o abbiano uno spessore irregolare.
La realtà complessa della produzione
Bisogna essere realistici: non si tratta di una soluzione semplice da implementare. Prima di tutto, è necessario impostare correttamente il campo visivo dei sensori. Se l’allineamento è errato, i sensori potrebbero rilevare il calore proveniente dalle pareti del forno o dal supporto su cui si trova il wafer, invece che da esso stesso. Inoltre, c’è il problema dell’incrostazione sui sensori: con il passare del tempo, i vapori chimici creano uno strato sulla lente del sensore. Questo strato blocca i segnali infrarossi, facendo sì che i sensori forniscano valori errati. È quindi necessario un programma di pulizia rigoroso o un sistema per purificare gli strumenti utilizzati. Perché, onestamente, se i sensori sono sporchi, la “fabbrica intelligente” non può funzionare correttamente.