Réduire les émissions de carbone dans les usines de semi-conducteurs : pourquoi nous passons à l’utilisation de lampes infrarouges pour les cycles de rinçage
soyons honnêtes : l’étape de rinçage dans les usines de semi-conducteurs consomme une énorme quantité d’énergie. Depuis des années, nous avons accepté le coût lié au maintien en température élevée de grands réservoirs d’eau déminéralisée ou au fonctionnement permanent de fours à convection. C’est du gaspillage.
C’est pourquoi nous avons commencé à utiliser des lampes infrarouges étanches. En fait, nous éliminons ainsi l’intermédiaire inutile. Au lieu de chauffer l’air ou l’eau, nous chauffons directement la puce.
Créer des lampes capables de résister à l’humidité
On ne peut pas simplement placer une lampe ordinaire dans une chambre de rinçage ; elle serait détruite en un instant à cause de l’humidité. Nous utilisons donc des enveloppes en quartz de haute pureté, mais le vrai secret réside dans les joints hermétiques. Si les fils conducteurs ne sont pas correctement scellés, de la vapeur pénètre à l’intérieur et endommage le filament. Il est difficile de remplacer ces lampes, c’est pourquoi il faut s’assurer que les joints soient parfaits dès le début.
Le meilleur aspect ? Ces lampes réagissent immédiatement. Dès que la puce entre dans la phase de séchage, la chaleur est déjà là. Pas besoin d’attendre que le réservoir atteigne à nouveau sa température.
La physique derrière cette rapidité
Le rayonnement infrarouge à ondes courtes permet de pénétrer les couches d’eau beaucoup plus rapidement que l’air chaud. L’énergie atteint directement le substrat. Cela signifie que les temps de traitement diminuent. Et lorsque les cycles sont plus courts, moins d’énergie est nécessaire par puce. Si l’on prend en compte des centaines d’équipements dans une usine, les économies d’énergie sont considérables. On peut même voir la baisse du nombre de kWh consommés sur le compteur.
Les défis et les compromis
Ce n’est pas si simple que ça. Ces lampes génèrent beaucoup de chaleur concentrée. Si on les place dans un châssis ancien, cela risque de déformer le cadre de l’équipement. Il faut donc s’assurer que la boîtier puisse supporter cette température. De plus, les revêtements étanches dont nous avons parlé bloquent une petite partie de la lumière infrarouge. Pour compenser, nous augmentons généralement la puissance des lampes de 5 % à 10 %. C’est un petit prix à payer pour avoir des lampes qui ne tombent pas en panne.
Nous avons conçu ces lampes de manière à ce qu’elles soient faciles à remplacer par rapport aux anciens chauffages. Il suffit de les connecter à un contrôleur PID, de définir la température souhaitée, et on peut enfin abandonner les échangeurs de chaleur alimentés par de la vapeur.