Réduire les émissions de carbone dans les usines de semi-conducteurs : parlons du séchage des wafer
Pour être honnête, les usines de semi-conducteurs consomment une énorme quantité d’énergie. Une grande partie de cette énergie est gaspillée simplement pour sécher les wafer après le traitement hydraulique.
Je vois encore beaucoup d’usines qui utilisent des fours à convection ou des éléments de chauffage obsolètes, qui ne servent en réalité qu’à chauffer l’air autour du wafer, et non le wafer lui-même. C’est un gaspillage. Si vous voulez créer une « usine verte », passer à un système de chauffage par rayonnement infrarouge est l’une des solutions les plus efficaces.
Pourquoi le rayonnement infrarouge fonctionne bien
Pensez à la convection : elle utilise l’air comme intermédiaire. C’est lent, c’est peu efficace, et la chaleur s’échappe partout. Le rayonnement infrarouge, lui, utilise la radiation. Les photons atteignent directement la surface du wafer. Il n’est donc pas nécessaire d’utiliser des kilowatts pour chauffer tout l’espace de la chambre, juste pour sécher quelques morceaux de silicium. Nous utilisons généralement des rayonnements infrarouges à courte et moyenne longueur d’onde, car ils permettent de traverser plus rapidement la couche liquide sur le wafer.
Un séchage plus rapide signifie que la machine passe moins de temps à fonctionner à pleine puissance. C’est aussi simple que ça.
La configuration réelle
Lorsque nous envisageons une mise à jour vers un système de chauffage par rayonnement infrarouge, tout dépend de la densité de puissance nécessaire. Les lampes en quartz à haute puissance sont idéales, car elles s’allument instantanément. Il n’est pas nécessaire de maintenir le système en marche à haute température en attendant le prochain lot de wafer. Il suffit d’activer le chauffage dès que le wafer entre dans la machine, et d’éteindre l’énergie dès qu’il en sort.
Mais il y a un problème : ces lampes à haute intensité deviennent très chaudes. Vraiment très chaudes. Si vos ventilateurs ou dissipateurs thermiques ne suffisent pas, les lampes peuvent se brûler ou les équipements endommagés. Il faut donc trouver un équilibre entre la puissance nécessaire et ce que votre système de refroidissement peut gérer.
Quel est l’impact sur la facture d’énergie ?
Si vous avez déjà fait un bilan énergétique, vous savez que c’est la consommation en mode veille qui représente la plus grande perte d’énergie pour les usines de semi-conducteurs. C’est le vrai problème. Les systèmes de chauffage par rayonnement infrarouge éliminent ces longs temps de préchauffage coûteux. En réduisant le temps de séchage de minutes à secondes, la consommation d’énergie par wafer diminue considérablement. C’est le moyen le plus rapide d’atteindre des objectifs de neutralité carbone, sans avoir à ralentir la ligne de production.