FR2567160A1 - Procede et moyens de prehension et de transport de plaquettes de sillicium - Google Patents

Abstract

L'OBJET DE L'INVENTION SE RATTACHE AU SECTEUR TECHNIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS. LE PROCEDE EST REMARQUABLE EN CE QUE L'ON OPERE LE TRANSFERT AUTOMATIQUE DANS DES NACELLESD, DES PLAQUETTESA PORTANT LES CIRCUITS INTEGRES QUI SE TROUVENT DANS LES PANIERSC, ET INVERSEMENT, EN METTANT EN OEUVRE DES MOYENS PORTEURS OU PREHENSEURS QUI VIENNENT EN CONTACT SUR LA TRANCHE DE CHAQUE PLAQUETTEA; ON TRANSPORTE ENSUITE LA OU LES PLAQUETTES AINSI PRISES OU PORTEES DEPUIS LA OU LES ENCOCHES DU PANIER JUSQU'A LA OU AUX ENCOCHES CORRESPONDANTES DE LA NACELLE, ET INVERSEMENT. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA MANIPULATION DES PLAQUETTES DE CIRCUITS INTEGRES.

Description

L'inventiona pour objet un procédé et moyens destinés à effectuer en cycle automatique la préhension et le transfert, l'er fournement et le défournement des plaquettes de silicium notammeni dans les fours à diffusion, au cours du processus de fabrication de composants à circuits intégrés tels que microprocesseur.

L'objet de l'invention se rattache notamment aux secteurs techniques des semi-conducteurs, des micro-composants, des circuits intégrés tels que les microprocesseurs, à leurs procédés et moyens de fabrication, à leurs applications.

La fabrication des circuits intégrés s'opère en plusieurs phases au cours desquelles on traite et on approprie l'élément- support ou matière actuellement mis en oeuvre pour cette fabrication, à savoir le silicium. Il n'est pas exclu, dans le cadre de la présente invention, que l'on utilise un autre élément ou matière support compatble avec la fonction, la fabrication et lei utilisations des circuits intégrés.

La fabrication des circuits intégrés comprend notamment, après la préparation des plaquettes de silicium ou autre matériau semi-conducteur, une phase de traitement de ces plaquettes en plusieurs opérations afin de former sur chaque plaquette une plural il de microprocesseurs ou circuits intégrés. En particulier, on exécute une opération de traitement thermique dans des fours à diffusion comprenant chacun, généralement, plusieurs compartiments adjacents ayant une section tubulaire ou autre.

Des contraintes très rigoureuses s'attachent aux operations de traitement des plaquettes, notamment - aucune particule étrangère, même infinitésimale, ne doit atteindre les plaquettes et toute forme de pollution doit être rigoureusement évitée dans les opérations, les transferts et déplacements - aucun frottement, aucun contact, ne doit avoir lieu avec la fac des plaquettes qui présente les circuits intégrés ou microprocesseurs - compte tenu de la température très élevée dans les fours à diffi sion, les matériaux ou supports introduits dans les fours, et par exemple les nacelles portant les plaquettes de silicium, doivent être en quartz notamment et, plus généralement, tout matériau réfractaire tel que le carbure de silicium.

Actuellement, les plaquettes de silicium ou autre en phase de trai tement parviennent, après avoir été traitées, à proximité des fours à diffusion, dans des paniers en matière plastique par exemple en matière plastique connue sous la marque TEFLON. Ces paniers sont conformés et agencés pour recevoir et positionner verticalement le#plaquettes d'une manière régulière et ordonnée, dans des encoches latérales que présentent les côtés desdits paniers. Les paniers reçoivent par exemple 25 plaquettes avec un même pas d' espacement des plaquettes (pas des encoches).

Il faut transférer les plaquettes dans des nacelles en matériau retractaire tel que le quartz avant de les enfourner, d'une part parce que le quartz peut résister aux très hautes températures du four à diffusion et, d'autre part, parce qu'il est rationnellement souhaitable de traiter dans chaque compartiment du four à diffusion, le plus grand nombre de plaquettes. De ce fait, les nacelles qui sont agencées et conformées pour recevoir et positionner verticalement les plaquettes, présentent des encoches latérales pour maintenir lesdites plaquettes d'une manière régulière et ordonnée, mais avec un pas ou espacement sensiblement plus réduit que celui des paniers, par exemple dans le rapport de l à 2
(soit des nacelles de 50 plaquettes par exemple).

Ce transfert des paniers aux nacelles en vue de l'enfour- nement, puis des nacelles aux paniers après le défournement, s'opère fréquemment à la main, en utilisant par exemple des pipettes à vide, ou des pinces fines dites brucelles, ce qui exige une grande dextérité des opérateurs et opératrices, avec des risques sérieux et fréquents de mauvais contacts et frottements sur les faces des plaquettes qui présentent les circuits, et des pertes importantes et très coûteuses de plaquettes résultant de ces manipulations unitaires. On a proposé d'effectuer ce transfert par retournement du panier sur la nacelle, ou inversement . Il peut y avoir un gain de temps, mais cela implique des déplacements malaisés et très risqués compte tenu des contraintes indiquées, avec de sérieuses comp3ications en considérant les différences de pas.Il y a aussi des pertes importantes et coûteuses de plaquettes.

Après le transfert des plaquettes sur les nacelles, on doit amener manuellement lesdites nacelles sur les moyens d' introduction et de chargement dans les compartiments des fours etsaprès le traitement de diffusion, et le défournement des nacelles et des plaquettes, on retire manuellement les nacelles des moyens de chargement pour les placer près des paniers dans lesquels les plaquettes doivent être transférées. Ces déplacements manuels impliquent des à-coups ou risques d' coups avec des irrégularités dans les manipulations et autant de risques de frottement, de pollution, avec les pertes correspondantes de plaquettes.

Le procédé et les moyens de l'invention remédient à ces inconvénients et permettent:d'éliminer les risques et pertes relatifs aux plaquettes lors des transferts ; de supprimer les interventions manuelles de transferts, en vue des enfournements puis des défournements ; de concourir d'une manière déterminante à l'automatisation de l'ensemble de la fabrication des circuits intégrés ; d'améliorer très sensiblement la pro activité en diminu t notablement les coûts de fabrication les fours etant susceptiles de fonctionner sans lnterruptlon.

Dans ce but, suivant une première caractéristique du procédé de l'invention, on opère le transfert automatique dans des nacelles, des plaquettes portant les circuits intégrés qui se trouvent dans les paniers, et inversement, en mettant en oeuvre des moyens porteurs ou préhenseurs qui viennent en contact sur la tranche de chaque plaquette ; on transporte ensuite la ou les plaquettes ainsi prises ou portées depuis la ou les encoches du panier jusqu'à la ou aux encoches correspondantes de la nacelle, et inversement.

Suivant une autre caractéristique, on assure la prise sur la tranche des plaquettes en mettant en action des moyens qui poussent de bas an haut les plaquettes ou certaines plaquette demeurant positionnées par la partie supérieure des encoches des côtés des paniers, de façon à rendre lesdites plaquettes préhensibles en donnant un accès aux parties d'appui des moyens préhenseurs ; on commande l'action d'un ou de moyens préhenseurs dont une partie est amenée en face de la tranche de la ou des plaquettes ; on agit sur les moyens préhenseur afin d'amener leurs parties de préhension en appui et en serrage radial ou sensiblement contre la tranche de la ou des plaquettes ; on déplace le ou les moyens préhenseurs et la ou les plaquettes prises1 du panier à la nacelle, ou inversement.

Une autre caractéristique se trouve dans le fait que l'on agit sur les moyens préhenseurs afin d'amener lesparties de préhension en appui et en serrage radial ou sensiblement, contre la tranche de la ou des plaquettes, par une déformation des moyens préhenseurs.

Suivant une autre caractéristique, on assure la prise sur tranche des plaquettes en mettant en action des moyens qui poussent de bas en haut les plaquettes ou certaines plaquettes demeurant positionnées par la partie supérieure des encoches des côtés des paniers , de façon à rendre lesdites plaquettes préhensibles en donnant un accès aux parties d'appui des moyens préhenseurs ; on amène les parties d'appui des moyens préhenseurs, qui présentent des encoches ou un agencement de positionnement pour la ou les plaquettes, en appui de simple retenue par l'effet de gravité, sans serrage, contre la tranche de la ou des plaquettes, en un ou plusieurs points de leur partie périphérique inférieure demi-circulaire ; on déplace le ou les moyens préhenseurs et la ou les plaquettes prises, du panier à la nacelle, ou inversement.

Suivant une autre caractéristique, pendant le déplacement entre le panier et la nacelle, ou inversement, du ou des moyens préhenseurs ou porteurs des plaquettes transférées, on met en action des moyens modifiant l'écartement ou pas des moyens préhenseurs ou porteurs, et par conséquent le pas ou intervalle entre les plaquettes.

Suivant une autre caractéristique du procédé de l'invention, on opère automatiquement le cycle approche du four, transfert, enfournement, défournement, transfert et éloignement du four, et, pour cela, on déplace le support de chaque panier
porte-plaquettes le long d'un moyen ou voie de guidage, jusqu'
à proximité de l'entrée du four ou d'un compartiment du four,
on fait agir les moyens de poussée de bas en haut sur les pla
quettes du panier, puis les moyens préhenseurs que l'on déplace
avec des plaquettes en même temps qu'on réduit le pas ou in
tervalles entre lesdites plaquettes, on dépose les plaquettes dans une nacelle en quartz montée sur un support mobile guidé
longitudinalement en face de l'entrée du four ou du comparti
ment et, lorsque la nacelle est garnie de plaquettes, on enfourne ladite nacelle, d'une manière régulière et automatique
après l'action thermique dans le four, on défourne la nacelle
et les plaquettes au moyen du support mobile, d'une manière
régulière et automatique, puis on saisit les plaquettes à l'aide des moyens préhenseurs, on déplace les moyens préhenseurs avec
les plaquettes en même temps qu'on augmente le pas ou interval
les entre les plaquettes, et on dépose les plaquettes dans un
panier dont le support est guidé longitudinalement pour l'éloigner du four en direction de l'opération suivante du traitement.

Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de
la description qui suit.

Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le li
miter, dans les dessins annexés.

La figure l montre par une vue en perspective, une plaquette de silicium sur la face apparente de laquelle, on a figuré schématiquement les circuits intégres.

Cette face doit faire l'objet des plus grandes précautions et ne doit subir aucun contact. L'autre face ou dos peut recevoir des contacts , de même que la tranche.

La figure 2 montre par une vue en perspective et à titre d'exemple de réalisation, un panier à plaquettes qui est généralement en TEFLON. Le panier peut recevoir autant de plaquettes qu'il présente d'encoches latérales, et on a illustré
e traits interrompus seulement deux plaquettes positionnées dans le panier.

La figure 3 est une vue de face du panier selon figure
2. On a illustré en traits interrompus une plaquette en position d'appui au fond des encoches.

Les figures 4 et 5 illustrent, par deux vues correspondantes, les moyens poussant de bas en haut les plaquettes con à la figure 5.

tenues dans le panier. Les plaquettes sont représentées en posi- tion élevées, pour être saisies par les moyens préhenseurs.

La figure 6 montre par une vue en perspective et à titre d'exemple de réalisation, une nacelle en quartz destinée à recevoir les plaquettes pour leur traitement dans le four de diffusion.

La figure 7 est une vue de face et en coupe de la nacelle selon figure 6. On a illustré, à titre d'exemple, une plaquette en position dans les encoches.

La figure 8 montre par une vue d'ensemble en coupe, une forme de réalishtion des moyens préhenseurs mettant en oeuvre un tube hélicoïdal creux et à capacité de déformation élastique, du type Bourdon, ces moyens étant combinés avec des moyens modificateurs du pas ou intervalles entre les plaquettes. Les moyens préhenseurs sont illustrés pour trois plaquettes, à titre d'exemple non limitatif.

La figure 9 est une vue en coupe transversale considérée suivant la ligne 9-9 de la figure 8.

La figure 10 est une vue d'ensemble en coupe d'une autre forme de réalisation dans laquelle les moyens préhenseurs qui utilisent un tube hélicoïdal creux et à capacité de déformation élastique, du type Bourdon, sont combinés avec d'autres moyens modificateurs du pas ou intervalles entre les plaquettes.

La figure ll est une coupe transversale suivant la ligne 11-11 de la figure 10.

Les figures 12, 13 et 14 sont des vues à caractère schématique qui illustrent plusieurs modes de réalisations et d'action des moyens préhenseurs agissant sur la tranche des plaquettes.

Les figures 15 et 16 sont des vues correspondantes qui montrent schématiquement un autre mode de réalisation et d'action, avec une enveloppe que l'on peut soumettre à l'action d' un fluide sous pression, des moyens préhenseurs agissant sur la tranche des plaquettes.

Les figures 17 et 18 sont des vues à caractère schématique qui illustrent d'autres modes de réalisations et d'action des moyens préhenseurs agissant sur la tranche des languettes.

Les figures 19, 20 et 21 illustrent par des vues correspondantes, respectivement en élévation, vue de côté en coupe suivant la ligne 20-20 de la figure 19, et vue de dessous sul- vant la ligne 21 de la figure 19 une autre forme de réalisation des moyens préhenseurs agissant par déformation.

Les figures 22 et 23 montrent par des vues correspondantes, respectivement en élévation et en vue de côté en coupe suivant la ligne 23-23 de la figure 22, une autre forme de réalisationdes moyens préhenseurs agissant par déformation.

Les figures 24 et 25 sont des vues correspondantes, respectivement en élévation et en vue de côté en coupe suivant la ligne 25-25 de la figure 24, qui montrent une autre forme de réalisation des moyens préhenseurs agissant par déformation
La figure 26 illustre par une vue d'ensemble générale à caractère schématique, les moyens essentiels pour opérer auto matiquement, selon l'invention, l'approche du four par les plaquettes dans les paniers, le transfert des plaquettes dans les
nacelles, l'enfournement, le défournement, le transfert des plaquettes dans les paniers, et l'éloignement du four en direction de l'opération suivante.

L'objet de l'invention est rendu plus concret en le décrivant maintenant, d'une manière non limitative, sous ses divers aspects et formes de réalisations.

Les plaquettes de silicium sont désignées par A. Leur forme circulaire est celle sous laquelle elles se présentent genéralementa mais sans limitation quant à la portée de l'inentions Le four à diffusion est designe par BX avec plusieurs ompartlments tels que B - 82 - 83 qui sont superposes dans lt exemple illustré (figure 26).

Les paniers en toute matière convenable et généralement en Téflon, sont désignés par C (figures 2 et 3). Ces paniers connus en eux-mêmes ont des côtés Cl dans lesquels sont formées, du côté intérieur du panier, des encoches ou entailles C2 dont la partie supérieure peut être ouverte à ltextérieur comme illustré en C3.

A la base des cloisons ou côtés latéraux Cl, les dits côtés sont inclinés vers l'intérieur du panier de façon à donner des appuis tangentiels à la partie inférieure des plaquettes. Les entailles ou encoches C2 ont une largeur un peu supérieure à l'épaisseur des plaquettes A. La partie inférieure du panier est ouverte pour laisser un libre accès permettant de déplacer les plaquettes de bas en haut dans certaines phases de fonctionnement comme il sera décrit par la suite.

Les nacelles destinées à être introduites dans les fours à diffusion, sont désignés par D (figures 6 et 7). Ces nacelles sont ou autre Watériau regractaire en ou façon a subir sans dommages les hautes températures à l'intérieur des compartiments du four. Les nacelles sont connues, et elles comportent deux parties longitudinales latérales D1 présentant en D2 des entailles ou encoches du côté intérieur de la nacelle. Les nacelles comportent aussi deux parties longitudinales inférieures D3 qui présentent en D4 des encoches ou entailles de positionnement et de maintien pour les plaquettes A.Les parties longitudinales latérales-D1 sont relativement basses, de sorte qu' après mise en place des plaquettes A, elles se trouvent sensiblement au-dessous de la plus grande dimension diamétrale, ce qui facilite la préhension sur tranche des plaquettes. Les entailles ou encoches D2 - D4 ont une largeur et une forme qui autorise la mise en place, le positionnement et le maintien des plaquettes avec le minimum de jeu nécessaire.

Les opérations de transfert des plaquettes A des paniers C jusqu'aux nacelles D avant l'enfournement, et inversement après le défournement, sont délicates pour les raisons exposées et, selon le procédé de l'invention, on met en oeuvre des moyens préhenseurs et porteurs en contact exclusivement sur la tranche de chaque plaquette A.

Une forme de-réalisation de ces moyens préhenseurs et porteurs sur tranche, est illustrée aux figures 8 et 9.

Des tiges ou branches enveloppantes 4-1a - 2 - 2a - 3 - 3a ayant une forme générale en arc par exemple, sont solidaires cha cune par pairevpar soudure ou autrement, des extrémités d'une spire interrompue de tubes creux, respectivement 4 - 5 - 6, à capacité de déformation élastique, formés par exemple hélicoïdalement (du type Bourdon). Les extrémités des branches présentent en lb - Zb 3b des parties ou conformations d'appui et de maintien d'une plaquette A. Les branches ont une épaisseur aussi réduite que possible, de façon à être compatibles avec les modifications de pas.

On a illustré seulement trois parties de branches de préhension pour la clarté du dessin, mais il est évident que l'on peut augmenter ou diminuer le nombre des paires de branches.

Les tubes creux 4 - 5 - 6 sont alimentés périodiquement lorsqu'on veut libérer les plaquettes A, ou avant la prise des plaquettes, en fluide gazeux que l'on met en pression dans les tubes ce qui a pour effet d'écarter les extrémités des spires interrompues et, par conséquent, les branches de chaque paire 1 - la - 2 - 2a 3 - 3a - et les parties d'appui de ces branches. inversement lorsqu'on cesse d'envoyer le fluide an pression dans les tubes 4 - 5 6, ces derniers et en particulier les extrémités interrompues, retrouvent élastiquement leurs positions rapprochées, ainsi que les paires de branches, ce qui assure la préhension des plaquettes ou une position de repos lorsqu'aucune plaquette ne doit être saisie.

Les tubes sont alimentes en fluide gazeux par tout moyen connu, et par exemple à l'aide de canalisations 7 à travers le boîtier de montage 8, et de canalisations souples 9.

Le dispositif doit cependant, comme il a été indiqué, présente ter des moyens modilicateurs des intervalles entre les paires de branches 1 - le - Z - 2a - 3 - 3a - et leurs parties d'appui, pour les raisons déjà indiquées.

A cet effet, le tube médian 5 qui porte les branches médianes 2 - Za, est fixé au boîtier 8. Le tube 5 et les branches 2 - 2a ont une position médiane fixe dans la longueur. Ce sont les tubes et les branches correspondantes qui sont déplacés symétriquemene de part et d'autre selon les variations de pas.

Ces déplacements symétriques sont commandés, dans l'exemple illustré, au moyen de petits moteurs électriques 1D fixés dans le boîtier 8. L'axe 10a des moteurs entraîne une portée filetée lOb qui coopere avec l'alésage fileté d'un organe entraîneur Il. Des doigts lia de l'organe Il, traversent des fentes 12a d'un manchon 12 à section carrée selon l'exemple illustré. Les extrémités des doigts lia sont engagées dans des organes 13 et 14 montés coulissants autour du manchon 12. Le coulissement est facilité par exemple au moyen de billes ou rouleaux 15. Sur l'organe 13, est fixé en 13e par soudure ou autrement, le tube creux hélico#dal 4 dont les extrémités de la spire interrompue portent les branches 1 - la.Sur l'organe 14 est fixé en 14a par soudure ou autrement, le tube creux hélicoidal 6, dont les extrémités de la spire interrompue portent les branches 3 - 3a.

Lorsque les moteurs 10 sont entraînés dans un sens ou dans 1' autre, ils commandent le coulissement des organes 13 - 14 en éloignant ou en rapprochant les paires de branches 1 - la et 3 - 3a de la paire de branches médianes 2 - 2a. Les fentes 12e sont prévues pour autoriser ces déplacements.

On peut modifier ainsi, pendant le transfert des plaquettes, le pas, c'est-à-dire les intervalles qui les séparent. Un ou des capteurs de contacts tels que 16, opèrant dans les deux sens, pour entraîner les moteurs ou les arrêter, assurent des déplacements très précis des paires de branches et des plaquettes transportées.

La forme de réalisation des figures 10 et 11 présente des moyens préhenseurs et porteurs à 5 paires de branches 17 - 17a 18 - 18a, 19 - 19a, 20 - ZOa, 21 - 21a. Ce nombre n'est qu'un exemple non limitatif. Les paires de branches sont réalisées et fixées sur autant de tubes creux 22 - 23 - 24 - 25 - 26 - ayant une capacité de déformation élastique (du type Bourdon), les branches de chaque paire étant fixées aux extrémités d'une spire interrompue que présente chaque tube.

Il n'y a pas lieu de développer à nouveau ces dispositions qui sont semblables à celles qui sont illustrées aux figures 8 et 9 et que l'on a décrites.

Il en va de même en ce qui concerne une partie des moyens modificateurs des intervalles entre les paires de branches. Le tube médian 24 est fixé au boîtier, et il porte les branches 19 - 19a.

De part et d'autre, les tubes 22 - 23 et 25 - 26 sont fixés respectivement aux organes 27 - 28 et 29 - 30 coulissant autour d' un manchon 31 dans lequel sont fixés les moteurs électriques 32 (un seul moteur est visible dans la figure 10 qui est une coupe pour une demi-partie). Sur les arbres 32a des moteurs, sont en appui des trains de galets de friction 33a et 34a visibles dans la demi-partie en coupe de la figure 10. Ces galets sont solidaires, respectivement, des organes entratneurs 33 et 34, avec des prolongements périphériques 33b et 34b engagés dans les organes 27 et 28. Des dispositions symétriques existent pour l'autre demi-partie de la figure 10.

Les trains de galets de friction 33a et 34a présentent la particularité d entre montés tournant sur des axes inclinés par rapport à l'arbre 32e du moteur. Les galets en friction se trouvent donc inclinés et, selon un effet connu en soi, lorsque l'arbre 32e est entraîné en rotation, une force composante est appli- quée qui déplace axialement les galets, les organes 27 - 28 avec les tubes et les paires de branches 17-17e et 18 - 18e correspon date. La valeur de ce déplacement dans le sens axial varie no- tamment selon l'inclinaison des galets pour un meme déplacement angulaire de l'arbre 32e. On peut donc régler les variations d'in- intervalles et de pas Un ou des capteurs de contacts, tel que 35, contrôlent dans les deux sens les déplacements très précis des branches et des plaquettes.

Dans le cadre de l'invention sont prévues d'autres formes de réalisations des moyens préhenseurs agissant sur la tranche des plaquettes.

On voit à la figure 12, deux branches 36 - 37 croisées et articulées en 36b, dont les extrémités inférieures présentent chacune deux parties de contact 36a et 37e, agencées pour l'appui , le positionnement et le maintien contre la tranche des plaquettes A.

A la figure 13, les branches 38 et 39 sont articulées et croisées de manière analogue et leurs extrémités inférieures présentent chacune deux parties de contact 38e et 39a qui sont articulées libre ment en 38b - 39ba' à l'extrémité inférieure des branches
Les branches 40 - 41 de la figure 14 sont dissymétriques et articulées en 40b. L'extrémité inférieure de la branche 40 présente en 40a une partie de contact et de positionnement sur la tranche des plaquettes. La branche 41 qui a une forme générale en é- quarre, présente à son extrémité inférieure, deux parties 41a de contact et de positionnement.

Dans la réalisation schématiquement illustrée aux figures 15
et 16, les moyens préhenseurs sur tranche sont constitués par un
bras vertical 42 articulé ou non, dont l'extrémité inférieure por
te un bras transversal 42e aux extrémités duquel se trouvent des
parties de contact 42b destinées à donner appui aux parties infé
rieures des plaquettes et à les positionner. Le bras 42 porte en
outre un moyen d'appui sous forme d'une enveloppe gonflable 43
du type pneumatique qui peut agir et maintenir en pression radiale
la tranche d'une plaquette A, lorsqu'un fluide gazeux est envoyé
en pression dans l'enveloppe 43, ou bien libérer la plaquette lors
que l'enveloppe est décomprimée.

Le moyen préhenseur illustré à la figure 17 est un tube creux
44 ayant une capacité de déformation élastique (du type BOURDON),
qui peut entourer une ou des plaquettes sur un secteur circulaire
étendu et qui porte, du coté de la tranche des plaquettes, des par
ties 44a de contact et de positionnement sur la tranche des dites
plaquettes, comme illustré, lorsqu'aucun fluide de pression n'est
envoyé dans le tube. Lorsqu'un fluide en pression est envoyé dans
le tube 44, ce dernier est ouvert élastiquement comme illustré en
traits interrompus, et la ou les plaquettes sont libérées.

Selon la réalisation de la figure 18, le moyen préhenseur est
constitué par une lame ou moyen élastiquement flexible 45 qui en
toure partiellement les plaquettes sur un large secteur circulaire.

Aux extrémités du moyen 45 se trouvent des parties 45a de contact
et de maintien sur tranche des plaquettes. A ces extrémités sont
attachés des câbles de tension 46 renvoyés sur des poulies 47, et
qui peuvent subir des efforts de traction selon flèche. Les câbles
prennent appui sur des patins 48 ou moyens d'appui montés sur le dos
du moyen flexible 45. Un effort de traction sur les câbles écarte
les parties 45a et libère la ou les plaquettes. Lorsque cet effort
cesse, les plaquettes sont serrées sur tranche.

Les figures 19, 20 et 21 illustrent une réalisation des moyens
préhenseurs selon laquelle la préhension s'opère par déformation,
sans aucun frottement susceptible de polluer les plaquettes. Une
lame-ressort 49 de section convenable prend appui sur des portées 49c. Les extrémités de cette lame sont solidaires de bras 49a dont
l'extrémité libre porte un ou des patins 49b de contact et de po sitionnement sur le tranche d'une ou des plaquettes A. Un vérin 50 est fixé au support 51 qui porte la lame et les bras. La tige 50a de poussée du vérin a un déplacement réglable avec précision.

Cette tige coopère avec la lame 49. On comprend que la flexion dirigée vers le bas de l Çame, sous la poussée du vérin, fait pivoter les bras 49e pour les écarter de la ou des plaquettes, en libérant ces dernières. A l'inverse, en cessant le poussée du vé- rin, la lame revient à la position initiale et les bras pivotent en assurent la préhension sur la tranche de la ou des plaquettes.

Dans le réalisation des moyens préhenseurs selon les figures 22 et 2, un ressort à lame 52 en forme de U renversé est fixé par se partie coudée à un support 53. Sur les branches de la lame sont fixées des plaques 52a destinées à subir la force d'attraction magnétique des éleztro-aimants 54 qui sont fixés au support 53.

Les extrémités de la lame 52 sont solidaires de bras en arc 52b terminés par des patins 52c ou parties de contact et de position nement sur le tranche d'une ou de plaquettes A Lorsque les élec tro aimants sont sous tension, l'effet d'attraction pivote la lame et les bras, en écartant les patins 52c de la ou des plaquettes qui sont libérées, ce qui est illustré par une demi-partie de la figure 22.Lorsque les électro#aimants ne sont pas en action, la lame élastique et les bras se placent en position de préhension sur la tranche de la ou des plaquettes, comme cela est illustré dans 10 autre demi-partie de la figure 22
La réalisation des moyens préhenseurs selon les figures 24 et 25 est également du type fonctionnant par déformation.Le ressort a' lame 55 est déformé par une pression pneumatique obtenue en envoyant un fluide gazeux sous pression dans une enveloppe 56 qui peut etre un soufflet métallique å ondulations dont le fond 56a coopere avec La lame 55. Les extrémités de le lame sont fixées au support 57 par l'intermédiaire de plots élastiques 58 déformables en suivent les déformations de la lame. Les plots 58 sont montés sui un support 59 qui porte le système de pression à soufflet.

Les extrémités de la lame 55 sont solidaires de bras 55a terminés par des patins 55h ou parties de contact et de positionnement sur la tranche d'une ou de plaquettes A. L'on conçoit que, selon la déformation de la lame commandée par le système de pression, ou la position rectiligne de la lame en l'absence de pression, les plaquettes sont libérées par l'écartement des patins, ou bien les plaquettes sont prises par serrage sur leur tranche.

D'une manière particulièrement avantageuse, on souligne que chacun des moyens de préhension, quelle que soit sa forme de réalisation, est assujetti à un moyen de commande indépendant de sorte que l'on peut prendre à volonté, soit une seule plaquette, soit la totalité, soit un nombre quelconque prédéterminé.

Concernant le procédé de l'invention suivant lequel on opère automatiquement le cycle : approche du four (B), transfert des plaquettes (A) dans les nacelles (D), enfournement, défournement, transfert des plaquettes (A) dans les paniers (C), et éloignement du four, on a illustré schématiquement à la figure 26, dans leur ensemble, et à titre d'exemple de réalisation, les moyens essentiels de mise en oeuvre.

Les paniers (C) de plaquettes (A) qui ont subi l'opération précédente de traitement, sont montés chacun sur un support (60) qui est déplacé avec le panier (C), le long d'une voie ou de moyens de guidage. Dans l'exemple illustré, il s'agit de tiges de guidage (61). Le panier et le support sont déplacés selon flèches F, par exemple au moyen de vérins pneumatiques, hydrauliques, non représentés, mais que le technicien met en oeuvre sans difficulté particulière. Ces moyens doivent permettre des déplacements réguliers et sans à-coups. On peut utiliser des moyens mécaniques 5chaîne, crémaillère, ...) susceptibles d'assurer les déplacements dans les mêmes conditions. Un contacteur non représenté mais dont la mise en oeuvre est aisée, assure l'arrêt précis du support (60) et du panier (C).

Cette position d'arrêt se trouve à proximité d'une nacelle (D) vide, portée et maintenue par des moyens enfourneurs qui sont, selon l'exemple illustré, des tiges (62) dont la tête (62a) peut recevoir la poussée, selon flèches Fl, de moyens de poussée ou d' entraînement teS que vérins, systèmes mécaniques à chaîne, crémail lère, ..., logés dans le boîtier longitudinal (62b). Les tiges (62) sont en faces de l'entrée d'un compartiment du four (B), par exemple le compartiment (Bl).

Dans l'exemple illustré, le panier (C) est amené parallèle ment à la nacelle (D) et près de cette nacelle.

Parallèlement aux tiges (61), est montée une barre (63) le long de laquelle peut être déplacé ou se déplace selon les flèches F2, un ensemble figuré schématiquement en (64)o Cet ensemble est déplacé par tout système de vérin, ou des moyens mécaniques à chaîne ou autre. L'ensemble (64) porte un bras transversal (65) sur lequel peut être déplacé selon flèches F3, un boîtier (66) portant le ou les moyens préhenseurs des plaquettes, et modificateur# de pas ou intervalles entre les plaquettes. Le boîtier (66) peut être par exemple le boîtier (8) du dispositif illustré aux figures 8 et 9, ou le boîtier du dispositif des figures 10 et 11.

Des contacteurs non représentés pour la clarté du dessin, mais que l'on peut mettre en oeuvre sans difficulté, limitent et fixent avec précision, dans les deux sens, les déplacements de l' ensemble (64) et du boîtier (66).

On voit plus précisément dans les schémas des figures 4 et 5, des moyens de poussée de bas en haut des plaquettes (A) contenues dans les paniers (C). Ces moyens connus en eux-mêmes, comprennent un support (E) avec des encoches ou entailles qui prennent appui sous les plaquettes des paniers en les maintenant en position selon les intervalles ou pas. Le support (E) reçoit la poussée d' un vérin ive1) qui est commandé judicieusement en synchronisme avec les autres déplacements.

Le système < E - El) de poussée des plaquettes contenues dans les paniers (C3 est visible succinctement à la figure 26
A l'aide des moyens décrits, on opère donc d'une manière entièrement automatique, sans aucune intervention manuelle, les déplacements des plaquettes (A) dans les paniers (e) afin de les ame ner au-dessus des moyens de poussée (E - El) et à proximité de la nacelle (D) en attente. On opère le transfert des plaquettes (A) jusqu'à la nacelle (D) en modifiant le pas ou intervalles entre lesdites plaquettes, en opérant autant de déplacements transversaua selon les flèches F3 qu'il est nécessaire.On enfourne la nacelle
(D) et les plaquettes < A) selon flèche Fl dans le compartiment (Bl du four (B).

Après le traitement thermique, on défourne la nacelle et les plaquettes en les déplaçant avec les tiges (62) en sens inverse des flèches Fl. On opère le transfert des plaquettes (A) avec modification de leur pas ou intervalles, jusqu'au panier (C) en attente. Lorsque le panier (C) est entièrement chargé de plaquettes, il est entraîné par son support (60) selon flèche F2, puis transversalement selon flèche F4 et longitudinalement selon flèche F5 jusqu'à un poste suivant de traitement des plaquettes. Les déplacements selon les flèches F4 - F5 s'opèrent à l'aide de tout moyen ou système connu, par vérin, moyens mécaniques à chaîne, à crémaillère...

Il est évident que des moyens de contacts et de positionnements précis sont prévus dans les diverses phases des déplacements décrits. De même, des commandes synchronisées sont mises en oeuvre afin d'ordonner et d'effectuer ces déplacements. On ne les a pas représenté à la figure 26 pour la clarté du dessin.

Les moyens et l'installation qui sont illustrés à la figure 26, peuvent se trouver à chacun des niveaux, en face des com pertinents (Bl - B2 - B3...) du four. Ces moyens et cette installation pourraient être montés sur un support d'ensemble et déplacés verticalement pour être amenés aux divers niveaux, ou transversalement.

L'intérêt et les avantages du procédé et des moyens décrits ressortent bien de l'ensemble de la description et respectent les contraintes indiquées. On automatise ainsi cette phase délicate de la fabrication des plaquettes, en la rationalisant, en l'améliorant, en évitant des pertes importantes et couteuses et en diminuant les coûts.

L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.

Claims (1)

1. R E V E N D I C A T I O N S

   - 7 - Procédé destiné à effectuer en cycle automatique la préhension et le transfert, leenfournement et le défournement des plaquettes de silicium notamment, dans les fours à diffusion, caractérisé en ce que l'on opère le transfert automatique dans des nacelles D, des plaquettes A portant les circuits intégrés qui se trouvent dans les paniers C, et inversement, en mettant en oeuvre des moyens porteurs ou préhenseurs qui viennent an contact sur la tranche de chaque plaquette A g on transporte ensuite la ou les plaquettes ainsi prises ou portées depuis la ou les encochas du panier jusqu'a' la ou aux encoches correspondantes de la nacelle, et inversement - 2 - Procédé suivant la revendication 1, caracterîse en ce que l'on assure la prise sur tranche des plaquettes A en mettant en action des moyens E - E1 qui poussent de bas en haut les plaquettes ou certaines plaquettes demeurant positionnées par la partie supérieure des encoches G2 des côtés des paniers C, de façon à rendre les dites piaquattes préhensiblas en donnant un accus aux parties d'appui des moyens préhenseurs ; on commande l'action diun ou des moyens préhenseurs dont une partie est amenée en face de la tranche de la ou des plaquettes ; on agit sur les moyens préhensaurs afin d'amener leurs parties de préhension en appui et en sers rage radial ou sensiblement contre la tranche de la ou des plaquettes ; on déplace la ou les moyens préhenseurs et la ou les plaquettes prises du panier C à la nacelle D , ou inversement - 7 - Procédé suivant la revendication 12 caractérisé en ce que l~ on agit sur les moyens préhenseurs afin d'amener les parties de préhension en appui et en serrage radial ou sensiblement, contre la tranche de la ou des plaquettes A, par une déformation des moyens préhenseurs.

   - 4 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 1i on assure la prise sur la tranche des plaquettes A en mettant en action des moyens E E1 qui poussent de bas haut les plaquettes ou certaines plaquettes demeurant positionnées par la partie supérieure des encoches des cotés des paniers, de façon à rendre les dites plaquettes préhensibles en donnant un accès aux parties d' appui des moyens préhenseurs ; on amène les parties d'appui des moyens préhenseurs, qui présentent des encoches ou un agencement de positionnement pour la ou les plaquettes, en appui de simple retenue par l'effet de gravité, sans serrage, contre la tranche de la ou des plaquettes, en un ou plusieurs points de leur partie périphérique inférieure demi-circulaire ; on déplace le ou les moyens préhenseurs et la ou les plaquettes prises, du panier à la nacelle, ou inversement.

   - 5 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pendant le déplacement entre le panier et la nacelle, ou inversement, du ou des moyens préhenseurs ou porteurs des plaquettes transférées, on met en action des moyens modifiant l'écartement ou pas des moyens préhenseurs ou porteurs, et par conséquent le pas ou intervalle entre les plaquettes.

   - 6 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on opère automatiquement le cycle : approche du four 8, transfart, enfournement, défournement, transfert et éloignement du four, et, pour cela, on déplace le support de chaque panier C porte-plaquettes le long d'un moyen ou voie de guidage, jusqu'à proximité de l'entrée du four 8 ou d'un compartiment du four, on fait agir les moyens E - El de poussée de bas en haut sur les plaquettes du panier, puis les moyens préhenseurs que l'on déplace avec une ou des plaquettes en meme temps qu'on réduit le pas ou intervalles entre les dites plaquettes, on dépose les plaquettes dans une nacelle D en quartz, montée sur un support mobile guidé longitudinalement en face de l'entrée du four ou du compartiment, et, lorsque la nacelle est garnie de plaquettes, on enfourne la dite nacelle d'une manière régulière et automatique ; après l'action thermique dans le four, on défourne la nacelle et les plaquettes au moyen du support mobile, d'une manière régulière et automatique, puis on saisit les plaquettes à l'aida des moyens préhenseurs, on déplace les moyens préhenseurs avec les plaquettes en meme temps qu'on augmente le pas ou intervalles entre les plaquettes, et on dépose les plaquettes dans un panier dont le support est guidé longitudinalement pour l'éloigner du four en direc tion de l'opération suivante du traitement.

   - 7 - Moyen de mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens préhenseurs sont constitués par des paires de tiges ou branches enveloppantes 1 - la - 2 - 2a - dont les extrémités libres présentent des parties d'appui et de maintien sur tranche des plaquettes, les branchas de chaque paire étant fixées aux extré- mités d'une spire interrompue de tubes creux hélicoîdaux 4 - 5 - 6 et a capacité de déformatiu-n élastique, en nombre correspondant au nombre de paires de branches, les tubas creux ont un système d'afin tentation en fluide gazeux que l'on met en pression lorsqu'on vaut écarter les branches.

   - 8 - Moyen suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'or peut modifier Les intervalles entre les paires de branches en donnant au tube médian 5 et a' la paire de branches Z - 2a cerrespon- dents , une position médiane longitudinale fixa par rapport au boî- tier-support ss de l'ensemble X de part et d'autre; les tubas et leurs paires de branches correspondantes peuvent être déplacés 5y- métriquemant an étant solidaires chacun d'organes-supports 13 - 14 coulissants sur un manchon 12 dans lequel sont montés des moteurs électriques 10 d'entraînement longitudinal des organes-supports 13 - 14 par système à vis et doigt d'entraînement guidés dans des fentes 12a du manchon 12-; des capteurs de contact 16 assurant les déplacements Et arrêts aux positions précisas des paires de bran chas.

   9 Moyen suivant la revendication 7, caractérisé an ce que pou: modifier les intervalles entre les paires de branches se trouvant de part et d'autre du tube médian 24 et de la paire de branches 19 - 19a fixes dans la position longitudinale médiane par rapport au boîter support de l'ensemble, on fait agir des moteurs électriquas 32 sur les arbres 32a desquels sont an appui des trains de galets de friction 33a - 34s dont les axes sont inclinés par rapport à l'arbre 32a des moteurs, ces galets étant solidaires d' organes entraîneurs 33 - 34 dont les prolongements périphériques 33b - 34b sont solidaires des organes-suppnrts des tubes et paires de branches, lesdits organes-supports (33 - 34) coulissant sur le manchon (31) portant les moteurs électriques ; les différences d' inclinaison des galets de friction permettant de règler la valeur des déplacements dans le sens axial des tubes et paires de branches.

   -10- Moyen préhenseur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les branches de préhension (36 - '37) sont croisées et articulées (36b), leurs extrémités inférieures présentant deux parties de contact sur tranche contre les plaquettes.

   -11- Moyen préhenseur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les branches de préhension (38 - 39) sont croisées et articulées, et leurs extrémités inférieures présentent chacune deux parties de contact (38a - 39a) articulées librement (38b - 39b).

   -12- Moyen préhenseur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les branches (40 - 41) sont dissymétriques et articulées (40b), l'extrémité d'une branche (40) présentant une partie de contact et de positionnement, l'autre branche (41) qui a une forme générale en équerre, présentant une extrémité inférieure avec deux parties (41a) de contact et de positionnement sur la tranche des plaquettes.

   -13- Moyen préhenseur suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il présente un bras vertical (42) dont l'extrémité inférieure présente un bras transversal avec des parties de contact (42b) donnant appui aux parties inférieures des plaquettes, le bras vertical (42) portant aussi un moyen d'appui sur la tranche, sous forme d'une enveloppe gonflable (43).

   -14- Moyen préhenseur suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est constitué par un tube creux (44) ayant une capacité de déformation élastique, qui entoure les plaquettes sur un secteur circulaire étendu et qui porte, du côté de la tranche des plaquettes, des parties (44a) de contact et de positionnement.

   -15- Moyen préhenseur suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est constitué par une lame flexible (45) qui entoure partiellement les plaquettes sur un large secteur circulaire, les extrémités de la lame présentant des parties de contact (45a), et ladite lame étant équipée de câbles (46) avec poulies de renvoi et patins d' appui.

   -16- Moyen préhenseur suivant la revendication 7,. caractérisé en c qu'il est constitué par une lame-ressort (49) prenant appui sur de portées (49c) et dont les extrémités sont solidaires de bras (49a) portant un ou des patins de contact et de positionnement sur la tranche des plaquettes, un vérin (50) agissant pour mettre la lame en flexion afin de pivoter les bras -17- Moyen préhenseur suivant la revendication 7, caractérisé en c qu'il est constitué par une lame-ressort (52) en forme de U renver fixé à un support, les extrémités de la lame sont solidaires de br (52b) portant des patins < 52c) de contact ;; des électro-aimants ( fixés à un support (53) agissant sur des plaques (52a) fixées aux branches de la lame (52) afin de les pivoter avec les bras et les patins lorsque les électro-aimants sont mis sous tension.

   -18- Moyen préhenseur suivant la revendication 7, caractérisé en c qu'il est constitué par un ressort à lame (55) fixé sur des plots élastiques (58) déformables, les extrémités de la lame étant soli dairesde bras (55a) portant des patins (55b) de contact sur la tranche des plaquettes, la lame pouvant être déformée en pivotant 1 es bras et patins, au moyen d'une pression pneumatique exercée er envoyant un fluide gazeux sous pression dans une enveloppe déformable (56) tel qu'un soufflet métallique.

   -19- Moyen préhenseur selon la revendication 7 et l'une quelconque des revendications 10 à 18 caractérisé en ce que chacun des moyei préhenseurs, est asservi à un moyen de commande indépendant.

   -20- Moyen de mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque revendications 1 à #, caractérisé en ce que les paniers (C) porta les plaquettes < A) sont montés sur un support (60) qui est déplac long d'une voie ou de moyens de guidage, par des moyens tels que rins pneumatiques, hydrauliques ou des moyens mécaniques à chaîne crémaillère ou autre ; un contacteur assure une position précise d'arrêt du support et du panier à proximité d'une nacelle < D) vide portée par des moyens enfourneurs ; les dits moyens enfourneurs pouvant être des tiges supports déplacées avec la nacelle par des moyens

   tels que vérins, systèmes mécaniques, afin d'opérer l'enfournement puis ensuite le défournement ; le long d'une barre ou moyen équivalent de guidage peut être déplacé, avec précision, avec des contacteurs d'arrêt, au moyen de tout système de vérins ou moyens mécaniques, un ensemble 64 portant un bras transversal 65 sur lequel peut être déplacé au moyen de vérins ou moyens mécaniques, d'une manière précise par des contacteurs d'arrêt, le ou les moyens préhenseurs des plaquettes et les moyens modificateurs du pas ou

   intervalles entre les plaquettes ; le dispositif de poussée E - El de bas en haut, sous les plaquettes, se trouve au-dessous de l'emplacement d'arrêt du support 60 et du panier C ; des moyens permettant et assurant le guidage et le déplacement transversal du support 60 et du panier C, puis leur guidage et déplacement transversal jusqu'au poste suivant de traitement des plaquettes, ces déplacements étant commandés par vérins et/ou moyens mécaniques ; des moyens de contacts et de positionnements précis étant prévus dans les diverses phases des déplacements, et des commandes étant mises en oeuvre pour assurer les déplacements synchronisés.