Réduction des émissions de carbone dans les usines de fabrication de semi-conducteurs grâce aux chauffages à rayonnement infrarouge sous vide
Si vous avez déjà passé du temps dans une usine de fabrication de semi-conducteurs, vous connaissez bien les défis auxquels on est confronté. Il est nécessaire de contrôler avec précision la température, mais cela doit se faire en milieu à vide, afin d’éviter l’oxydation et les impuretés sur les waafers. La plupart des gens utilisent des chauffages résistifs traditionnels, mais nous avons trouvé une solution meilleure : des chauffages à rayonnement infrarouge compatibles avec le vide.
C’est un changement simple, mais il a un impact considérable sur la consommation d’énergie et l’empreinte carbone de l’usine.
La physique derrière ce principe (sans entrer dans les détails techniques)
En milieu à vide, on perd complètement l’effet de convection. Il ne reste que le rayonnement et la conduction. Nous concevons donc nos lampes à rayonnement infrarouge pour tirer parti de ces principes. Au lieu de gaspiller de l’énergie pour chauffer toute la paroi de la chambre à vide – ce qui revient à essayer de réchauffer toute une maison juste pour chauffer une tasse de café – nous concentrons l’énergie directement sur les waafers. Comme les parois de la chambre restent plus froides, les pompes de refroidissement n’ont pas à lutter contre de fortes températures. Cela permet d’économiser beaucoup d’énergie.
Les composants nécessaires
Nous utilisons du quartz de haute pureté ainsi que des filaments spécifiques. Ici, “assez proche” ne suffit pas. Toute impureté dans la lampe peut provoquer des problèmes, endommager le vide et nuire à la qualité des produits finis. C’est un cauchemar que personne ne veut vivre. Lors du choix de ces composants, attention aux niveaux de vide et à la vitesse à laquelle vous devez atteindre la température souhaitée.
Mais quel est le véritable avantage ? La vitesse !
Les chauffages en céramique prennent beaucoup de temps pour se mettre en marche. Ils sont lents. Les lampes à rayonnement infrarouge, eux, atteignent la température souhaitée en quelques secondes. Vous perdez donc beaucoup moins de temps à attendre que la machine soit prête.
Les compromis à prendre en compte
Je ne vais pas prétendre que c’est une solution miracle. Le chauffage par rayonnement infrarouge à haute densité présente ses propres difficultés. Le rayonnement à ondes courtes est très intense. Si votre wafer est décalé de quelques millimètres, des points chauds locaux peuvent apparaître. Pour éviter cela, il faut disposer d’un contrôleur PID fiable et d’un pyromètre capable de maintenir une température uniforme. De plus, faites attention à l’alimentation électrique. Des pics de tension peuvent endommager les filaments. Utilisez absolument des fils résistants aux hautes températures. Sinon, l’isolation des fils sera endommagée, et vous reviendrez au point de départ.