Réduire les émissions de carbone dans les usines de fabrication de semi-conducteurs grâce aux rayons infrarouges à ondes courtes
Si nous voulons vraiment atteindre la neutralité carbone dans la fabrication de semi-conducteurs, il faut cesser de chauffer tout ce qui n’est pas nécessaire pour simplement faire monter en température un élément donné. Le chauffage par convection traditionnel est un gaspillage d’énergie. C’est comme essayer de réchauffer une seule tranche de pizza en chauffant toutes les pièces de la maison.
C’est là que les rayons infrarouges à ondes courtes entrent en jeu. Au lieu de chauffer l’air, on utilise une énergie rayonnante ciblée. C’est une manière beaucoup plus efficace de travailler.
Pourquoi la physique joue un rôle important
Ce qui est intéressant avec les rayons infrarouges à ondes courtes, c’est qu’ils transmettent l’énergie par rayonnement électromagnétique. On ne gaspille donc pas d’énergie à chauffer le châssis de l’instrument ou l’air autour de lui. L’énergie est transmise directement au wafer.
En restant dans la plage de longueurs d’onde de 0,7 à 2,5 μm, on évite complètement les retards thermiques. Les temps de chauffage disparaissent. De plus, comme l’instrument n’est pas soumis à des températures élevées pendant autant de temps, la consommation d’énergie par wafer diminue considérablement. C’est donc une solution plus efficace.
Les équipements nécessaires et leurs limites
Pour obtenir le flux thermique requis, on utilise des lampes en quartz à haute puissance. Ce ne sont pas des ampoules ordinaires. On utilise des tubes remplis d’halogène, afin que les filaments ne fondent pas sous l’effet de la chaleur extrême.
On associe ces lampes à des contrôleurs précis pour s’assurer que l’énergie fournie reste suffisante sans dépasser les limites permises. Mais il y a un problème : quand on applique 2 kW ou plus dans un espace restreint, les températures montent très rapidement.
Les systèmes de refroidissement doivent donc être parfaits. Si les dissipateurs de chaleur ne parviennent pas à évacuer la chaleur, les composants risquent de se détériorer. C’est un équilibre à trouver.
Faire de l’usine « verte » une réalité
Le meilleur aspect, c’est que le passage des anciens chauffages résistifs aux systèmes à rayons infrarouges permet d’obtenir une alimentation instantanée. Plus besoin de perdre de l’énergie en attendant que les instruments soient prêts.
Nous avons conçu ces systèmes pour qu’ils puissent remplacer directement les anciens dispositifs. Il n’est pas nécessaire de démonter quoi que ce soit ou d’acheter de nouvelles infrastructures en acier ; ils s’intègrent simplement dans les espaces existants.
Réduire son empreinte carbone ne signifie pas trouver un seul élément magique. Il s’agit plutôt d’arrêter le gaspillage d’énergie lorsque les outils ne fonctionnent pas. Avec les rayons infrarouges à ondes courtes, on peut activer l’énergie en quelques millisecondes. On n’utilise de l’énergie que lorsque c’est nécessaire. C’est simple comme ça.