Éliminer le carbone dans les usines de fabrication de semi-conducteurs
Si vous voulez rendre une usine de fabrication de semi-conducteurs neutre en termes énergétiques, il ne suffit pas de remplacer les ampoules par des LED. La véritable clé réside dans la manière dont nous gérions la chaleur pendant le traitement des wafer. C’est là que les lampes infrarouges revêtues d’or entrent en jeu.
Le mécanisme du revêtement en or
Les lampes en quartz standard génèrent beaucoup de chaleur, qui se disperse partout. Dans une usine, une grande partie de cette chaleur est perdue ou absorbée par des parties de la machine qui n’en ont pas besoin. En ajoutant un fin film d’or sur le quartz, on modifie ce phénomène : l’or reflète les rayonnements à longues ondes vers le filament, tandis que les rayonnements à courtes ondes sont dirigés directement vers la surface du wafer. Le résultat ? Un faisceau de chaleur concentré qui atteint immédiatement la surface du wafer. Ainsi, on évite de perdre du temps à attendre que les éléments se réchauffent, et on évite également de surchauffer les autres composants de la machine.
Puissance, vitesse… et les limites
Ces lampes sont conçues pour fonctionner avec une forte densité de puissance. Cela permet d’obtenir un réchauffement rapide. Lorsque l’on calcule les coûts, c’est là que l’on économise : on utilise moins de kilowattheures par wafer, car la machine ne reste pas inactif. Mais attention : cette intensité exerce une forte pression sur le quartz. Si les ventilateurs de refroidissement ne sont pas suffisamment performants, les extrémités des tubes brûlent beaucoup trop rapidement. Il faut donc trouver un équilibre entre le flux de chaleur et le débit d’air, sinon il faudra remplacer les lampes bien plus souvent que souhaité.
Quel impact cela a-t-il réellement sur l’usine ?
Le passage à des lampes infrarouges revêtues d’or permet non seulement d’accélérer le processus de fabrication, mais aussi de maintenir une température plus basse dans la salle de production. Comme moins de chaleur est perdue, le système de climatisation n’a pas à se donner autant de mal pour garder la pièce fraîche. C’est donc une solution gagnant-gagnant. On obtient ainsi des temps de traitement plus courts et des factures d’énergie plus basses. En combinant ces lampes avec un contrôleur SCR précis, on peut maintenir une température stable, sans les pics énergétiques causés par les systèmes plus anciens.