Réduire les émissions de carbone dans les salles propres : pourquoi l’infrarouge est la solution idéale
La plupart des fours utilisés dans le secteur des semi-conducteurs reposent encore sur le principe de la convection. En d’autres termes, on chauffe simplement un grand volume d’air afin de réchauffer les wafers. C’est lent, c’est inefficace… Et honnêtement, c’est plutôt dépassé si l’on veut vraiment créer une usine « verte ».
C’est pourquoi on observe une tendance forte vers l’utilisation du chauffage à infrarouges.
Le secret réside dans la manière dont l’énergie est transmise.
Avec la convection, on doit attendre que l’air se réchauffe. Avec l’infrarouge, l’énergie se propage par rayonnement électromagnétique. Elle atteint directement le substrat. On ne gaspille donc pas d’argent à chauffer chaque centimètre cube de la salle propre, juste pour traiter quelques wafers.
Nous utilisons des émetteurs à infrarouges à ondes courtes pour chauffer rapidement les objets. Comme le processus est très rapide, tout le cycle est terminé plus tôt. Lorsque la machine fonctionne moins d’heures pour atteindre les objectifs fixés, l’empreinte carbone diminue naturellement.
Mais on ne peut pas simplement placer une lampe à l’intérieur d’un four.
Les salles propres sont exigeantes en matière de conditions environnementales. Pour maintenir un environnement stérile et éviter toute dégazéfaction, nous utilisons des enveloppes en quartz de haute pureté. Il faut aussi trouver des solutions ingénieuses pour installer ces lampes dans des espaces restreints, sans perturber le flux d’air de refroidissement.
Il y a aussi le problème de la température idéale : il faut suffisamment de chaleur pour être efficace, mais trop de puissance à un endroit donné peut endommager les wafers ou provoquer des chocs thermiques. Nous passons beaucoup de temps à ajuster la longueur d’onde afin qu’elle corresponde parfaitement aux matériaux utilisés.
Le problème ? Le refroidissement.
Les systèmes à infrarouges à haute puissance génèrent beaucoup de chaleur. C’est bien pour accélérer le processus, mais cela met une pression importante sur les systèmes de refroidissement. Si vos échangeurs thermiques ne suffisent pas, la température ambiante de la pièce commencera à augmenter.
Il est également important d’ajuster correctement les contrôleurs PID. Sinon, on risque de dépasser la température cible, ce qui est un problème que personne ne souhaite rencontrer.
En fin de compte, passer à l’infrarouge, c’est éliminer les retards dans le processus de chauffage. Lorsqu’on cesse de compter sur l’air pour effectuer le travail, c’est là que les véritables économies d’énergie commencent à se faire sentir.