次世代半導体加熱装置に適した温度データの取得方法
スマートな工場を構築するにあたり、単純な温度監視だけでは不十分であることに気づいているはずです。実際にPLCとリアルタイムで連携し、詳細なデータを提供してくれるシステムが必要です。そうすれば、推測に頼らずに適切な対応が可能になります。半導体加熱の分野では、わずかな誤差でもウェーハが歪んだり、ドープ剤の拡散が均一でなくなったりします。これは避けたい状況です。
センサーの詳細
すべては合金から始まります。使用する温度範囲によって、Type KやType Sの熱電対が適しています。Type Sは高温環境下でもドリフトしないため、拡散炉に最適です。
しかし、どんなに優れたセンサーでも、位置が間違っていれば役に立ちません。プローブの位置がずれると「コールドスポット」が発生し、一度悪影響が出ると、そのロット全体のウェーハが廃棄処分になってしまいます。私たちは熱的遅延を最小限に抑えることに重点を置きます。迅速な応答速度によってPIDコントローラーのオーバーシュートを防ぐことができます。センサーの反応が遅すぎて加熱要素が壊れてしまうのは誰も望んでいません。
データの伝送
インダストリー4.0という言葉は魅力的ですが、実際には信号の問題です。古いアナログ式の計器ではなく、デジタル化された信号を利用するようになっています。
熱電対と高精度なA/Dコンバーターを組み合わせることで、各加熱サイクルのデジタルデータを得ることができます。これにより、加熱ランプが完全に故障する前に劣化が始まっているのを把握できます。ソフトウェア上でドリフトを検出し、次のメンテナンス時に交換を行うことで、生産ラインを維持できます。
トレードオフ（常に何かしらの制約がある）
精度を高めるためにはコストがかかります。より正確な情報を得るために多くの熱電対を使用すると、配線が複雑になります。また、ノイズが信号に混入する可能性もあります。
電源からのEMIを防ぐためにはシールドケーブルが必要です。しかし、シールドを過度に行うと、センサーの応答速度が遅くなる可能性があります。バランスを取る必要があります。シールドの仕様と、制御システムが安定して動作するために必要なサンプリングレートを考慮する必要があります。