Réduire les émissions de carbone dans les usines de semi-conducteurs : pourquoi le séchage par rayonnement infrarouge fonctionne vraiment
Si vous cherchez à atteindre la neutralité carbone dans une usine de semi-conducteurs, il faut se concentrer sur l’étape de séchage. C’est une étape qui consomme beaucoup d’énergie. La plupart des fours à convection traditionnels diffusent de l’air chaud partout, ce qui fait monter la température de toute la chambre, juste pour sécher quelques wafer. C’est un gaspillage d’énergie.
Nous avons trouvé une meilleure solution : le chauffage à rayonnement infrarouge ciblé.
Comment ça marche en réalité ?
Au lieu de chauffer l’air, nous utilisons des lampes à rayonnement infrarouge à ondes courtes. L’énergie est transférée directement à la surface du wafer. Pas de médiateur nécessaire. Aucune nécessité de chauffer toute la pièce.
Le rayonnement frappe l’humidité présente sur le wafer, et celle-ci disparaît instantanément. Comme vous n’attendez pas que de l’air chaud atteigne la bonne température, vous économisez beaucoup d’énergie. Le processus de séchage est plus rapide, et vous ne gaspillez pas d’électricité lorsque la machine est inutilisée.
Il faut choisir les bonnes paramètres
On ne peut pas simplement remplacer quelques ampoules et penser que c’est suffisant. C’est une erreur courante. Il faut choisir la puissance et la longueur d’onde appropriées en fonction du substrat utilisé. En effet, si la longueur d’onde n’est pas adaptée à la façon dont les molécules d’eau absorbent l’énergie, vous ne faites qu’chauffer le cadre métallique de la machine. Ce n’est pas efficace ; cela revient à utiliser un radiateur.
Nous passons beaucoup de temps à ajuster les matériaux utilisés pour les émetteurs de chaleur. L’objectif est simple : faire en sorte que l’énergie soit transférée uniquement à l’eau, et nulle part ailleurs. De plus, plus le cycle de séchage est rapide, moins la lampe consomme d’énergie. Nous surveillons le nombre de kWh consommés par wafer, car c’est le seul indicateur qui montre vraiment que vos émissions diminuent.
Les défis réels
Ce n’est pas tout à fait magique. Le rayonnement infrarouge à haute intensité génère une grande quantité de chaleur. Cela est utile pour accélérer le processus de séchage, mais c’est un cauchemar pour le système de refroidissement si celui-ci n’est pas adapté. Si le circuit de refroidissement par eau froide ne peut pas gérer la chaleur générée par les lampes, le processus devient instable.
Il faut trouver un équilibre. Oui, vous économisez de l’énergie avec le chauffage, mais vous pouvez aussi devoir dépenser de l’énergie supplémentaire pour les ventilateurs et pompes de refroidissement. Nous ne nous soucions que du bénéfice net. Si la consommation totale d’énergie est inférieure, c’est gagné. Tout le reste n’a pas d’importance.