Réduire les pertes d’énergie dans les semi-finitions : la vérité sur le chauffage par rayonnement infrarouge
Si nous voulons vraiment atteindre nos objectifs de neutralité carbone dans les usines de semi-conducteurs, il est essentiel d’arrêter de gaspiller autant d’énergie pendant l’étape de chauffage. Pendant longtemps, on a utilisé des chauffages résistifs traditionnels. Mais ces derniers sont inefficaces.
Nous avons donc opté pour des lampes à rayonnement infrarouge compatibles avec le vide. Au lieu de chauffer toute la chambre sous vide – ce qui représente une perte d’énergie considérable – ces lampes ciblent directement la pâte métallique à chauffer. C’est simple.
Comment ça marche réellement dans le vide ?
En milieu vacuum, la physique devient plus complexe, car la convection disparaît. Il ne reste que le rayonnement. Nous concevons donc nos lampes à rayonnement infrarouge pour qu’elles émettent des ondes courtes. Ces ondes atteignent directement le matériau à chauffer, sans gaspiller d’énergie à chauffer les parois de la chambre ou les gaz présents à l’intérieur. Cela permet de rendre le processus plus efficace.
Mais il y a un problème : comme il n’y a pas d’air pour disperser la chaleur, la surface de la lampe chauffe très rapidement. Pour éviter toute contamination, nous utilisons des enveloppes en quartz de haute pureté. Si l’on utilise du quartz bon marché, cela entraîne des dégazages, ce qui peut contaminer le silicium.
Il faut également être très prudent quant à la puissance de la lampe. Sans air pour refroidir les éléments, la pâte métallique ne peut pas évacuer la chaleur en excès. Si on exagère, le substrat risque d’être endommagé.
Économiser de l’énergie et de l’espace
Le plus grand avantage est le temps nécessaire pour atteindre la température souhaitée. Les chauffages résistifs mettent beaucoup de temps à fonctionner correctement. Avec nos systèmes à rayonnement infrarouge, l’objectif est atteint en quelques secondes. On passe donc moins de temps à attendre et plus de temps à traiter les pièces.
De plus, ces dispositifs sont très puissants, mais occupent très peu d’espace. Cela permet de réduire l’espace nécessaire pour les chauffages, et ainsi de libérer de la place pour d’autres outils dans la salle propre.
Les compromis
Il ne s’agit pas d’une solution miracle. Ce type de chauffage exerce une forte pression sur les câbles électriques et les alimentations électriques. Lorsqu’on utilise autant de puissance dans un espace restreint, les systèmes de refroidissement doivent être parfaits. Si ces systèmes échouent, la lampe sera détruite en quelques secondes, car elle n’a nulle part où évacuer sa chaleur.