FR2831936A1 - Accouplement isolant des vibrations, incluant un diaphragme en elastomere pour un microscope electronique a balayage et analogues - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un accouplement comprenant une première bride fixée sur la chambre d'inspection (12), une deuxième bride qui n'est pas en contact avec la première bride et est fixée sur la chambre de transfert (14) et un diaphragme en boucle ayant une zone de bordure périphérique extérieure fixée sur la première bride et une zone de bordure périphérique intérieure fixée sur la deuxième bride, pour de cette manière accoupler ensemble les brides et fermer un espace existant entre les brides. Des éléments de serrage sont prévus pour fixer les régions de bordure périphérique extérieures et intérieures du diaphragme de la première et de la deuxième brides, respectivement.L'accouplement empêche le transfert des vibrations entre les chambres et ferme de façon étanche un passage entre les chambres.
Description
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ACCOUPLEMENT ISOLANT DES VIBRATIONS, INCLUANT UN
DIAPHRAGME EN ELASTOMERE POUR UN MICROSCOPE
ELECTRONIQUE A BALAYAGE ET ANALOGUES
L'invention concerne de façon générale un accouplement pour relier deux chambres et isolant des vibrations, faisant que les vibrations générées dans l'une des chambres ne soient pas transmises à l'autre chambre. Plus particulièrement, cette invention concerne un accouplement comprenant un diaphragme en élastomère agencé entre deux chambres de traitement et capable d'isoler des vibrations, de sorte que les vibrations ayant été générées dans l'une des chambres ne soient pas transmises à l'autre chambre tandis que, en même temps, on obtient une étanchéité de l'atmosphère régnant dans les chambres vis-à-vis de l'atmosphère ambiante.
DIAPHRAGME EN ELASTOMERE POUR UN MICROSCOPE
ELECTRONIQUE A BALAYAGE ET ANALOGUES
L'invention concerne de façon générale un accouplement pour relier deux chambres et isolant des vibrations, faisant que les vibrations générées dans l'une des chambres ne soient pas transmises à l'autre chambre. Plus particulièrement, cette invention concerne un accouplement comprenant un diaphragme en élastomère agencé entre deux chambres de traitement et capable d'isoler des vibrations, de sorte que les vibrations ayant été générées dans l'une des chambres ne soient pas transmises à l'autre chambre tandis que, en même temps, on obtient une étanchéité de l'atmosphère régnant dans les chambres vis-à-vis de l'atmosphère ambiante.
Des systèmes d'imagerie sont utilisés dans des domaines tels que la microélectronique, la médecine, la biologie, l'ingénierie génétique, la cartographie, et même l'astronomie. Le dispositif d'imagerie peut être un type approprié de microscope ou bien, dans le cas de l'astronomie, un télescope. La demande d'avoir une précision d'image est élevée et, par conséquent, l'influence du bruit, dans un signal dérivé par le système d'imagerie par rapport à l'objet d'image, doit être minimisée.
Pour des raisons de commodité et d'efficacité, l'invention va être décrite dans l'environnement microélectronique bien que d'autres environnements pourraient également avoir été choisis. Durant la fabrication d'un dispositif à semi-conducteur à intégration à très grande échelle (VLSI), des mesures sont effectuées à différents stades du processus de fabrication, pour déterminer si des caractéristiques particulières sur l'objet sont dans des tolérances de conception spécifiées. Dans la négative, une action correctrice appropriée est alors effectuée rapidement.
Ainsi que ceci est bien connu, un tel processus de fabrication produit une tranche divisée en carrés ou puces. Chaque puce a un grand nombre de composants électroniques. Ces composants sont définis par ce que l'on appelle généralement des "caractéristiques", au sens où une caractéristique est détectable par un microscope en tant qu'élément de premier plan, discernable d'un arrière plan ou vice versa, et ayant une dimension telle qu'une largeur. Pour mesurer cette largeur, les bords de la caractéristique doivent être placés de façon précise. Le terme de"bord"est un terme utilisé pour signifier des discontinuités détectables dans un signal obtenu par
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imagerie de la caractéristique (dans un environnement quelconque, pas seulement micro-électronique). Le but de la détection des bords est de localiser de façon précise les transitions, malgré l'influence du flou et la présence de bruit.
Etant donné que la technologie en est arrivée à une augmentation de la densité en composants par puce, les dimensions de la caractéristique ont diminué de façon significative pour arriver à une valeur inférieure à un micromètre. Par conséquent, l'équipement de mesure doit mesurer des dimensions sub-micrométriques avec des tolérances d'erreur acceptables inférieures.
Des systèmes automatisés ou robotisés ont été développés pour effectuer ces mesures afin de remplacer les systèmes manuels, afin d'avoir des rendements de processus plus élevés. Un exemple d'un système automatisé est décrit dans le brevet US ? 4 938 600. Tel que représenté sur la figure 1, qui est prise de ce brevet et va faire l'objet d'une explication plus détaillée ci-dessous, une image d'une caractéristique est enregistrée par un microscope et l'image enregistrée est ensuite traitée de façon électronique pour obtenir les mesures requises. Un tel système métrologique automatisé est le système métrologique appelé Modèle IVS-120 fabriqué par Schlumberger Verification System of Concord, Mass., qui est une division de Schlumberger ATE Products. Les éléments principaux du système incluant un manipulateur de tranche, un système optique et un système d'ordinateur, sont montés dans une armoire (non représenté).
Le manipulateur de tranche comprend un support de tranche à cassette 112 contenant des tranches devant être mesurées, à un préaligneur 114, un mécanisme de prélèvement et de transport de tranche (par exemple, des bras de transfert robotisés, non représentés) pour déplacer des tranches, et un étage de mesure 118 qui supporte les tranches pendant l'opération réelle de mesure. Pendant le fonctionnement, le mécanisme de prélèvement et de transport de tranche procède à l'enlèvement d'une tranche 116 d'une cassette 112 et la place sur le préaligneur 114. Le préaligneur fait ensuite tourner la tranche 116 vers une orientation prédéterminée, par détection d'une marque, d'un point plat ou d'un bord encoché prévu sur la tranche 116, après quoi le mécanisme de prélèvement et de transport de tranche procède au transfert de la tranche 116 depuis le préaligneur 114 à l'étage de mesure 118 et positionne la tranche 116 en orientation horizontale. L'étage 118 est déplaçable en trois dimensions pour positionner précisément la tranche 116 par rapport au système optique afin d'effectuer la mesure réelle.
Le système optique comprend le microscope 120 et la caméra vidéo 122 positionnée au-dessus de l'étage de mesure 118 et de la tranche 116. Le microscope 120 comporte typiquement une tourelle portant plusieurs lentilles d'objectif fournissant une plage d'amplification souhaitée et aimantées de manière
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que le microscope 120 et la caméra 122 aient un axe optique vertical perpendiculaire à la surface de la tranche.
Une caractéristique à mesurer sur la tranche 116 est localisée avec le microscope 120 de manière bien connue par l'étage de mesure mobile 118 par une manoeuvre visant à ce que la caractéristique vienne se trouver finalement dans le champ de vision de lentille d'objectif. Le système optique est focalisé et une image focalisée de la caractéristique est numérisée et enregistrée par la caméra 122. L'image est ensuite stockée ou"figée".
Le système est commandé par un ordinateur 130. On a couplé à l'ordinateur 130 un moniteur 132 pour l'affichage de l'image enregistrée par la caméra 122 et l'affichage de texte et un clavier 136 (qui constitue un terminal d'entrée permettant d'entrer des instructions venant de l'opérateur) et une unité à disque 138 pour stocker un logiciel système et des données.
Le processeur d'image 128 utilise des algorithmes logiciels pour localiser les bords de la caractéristique sélectionnée et effectuer une mesure. L'ordinateur 130 affiche ensuite les données de mesure sur l'écran, imprime une copie papier ou transfère les données directement à un ordinateur hôte (non représenté) pour effectuer une analyse centralisée des données. Une fois que le processus est achevé, la tranche 116 est retournée à la cassette 112 par le manipulateur de tranche.
Une modification apportée au système ci-dessus implique le placement de l'étage de mesure dans une chambre d'inspection sous vide maintenue à la pression d'un vide. Etant donné que la cassette 112 est usuellement placée dans l'atmosphère ambiante, une ou plusieurs chambres souvent appelées des chambres de transfert sont interposées entre l'atmosphère ambiante et la chambre d'inspection dans le but de faciliter le transfert des tranches entre la chambre d'inspection et l'atmosphère ambiante. La chambre de transfert est alternativement dépressurisée et repressurisée.
Elle est dépressurisée vers la pression de vide dans la chambre d'inspection pour permettre le transfert d'une tranche 130 venant de la chambre de transfert vers la chambre d'inspection, et le transfert d'une tranche sortante inspectée de la chambre d'inspection à la chambre de transfert. Elle est repressurisée à la pression atmosphérique pour permettre le transfert d'une tranche sortante inspectée, de la chambre de transfert à l'atmosphère ambiante, et le transfert d'une tranche entrante de l'atmosphère ambiante à la chambre de transfert. A cette fin, des vannes à obturateur sont associées à chaque chambre de transfert pour isoler l'environnement de vide vis- à-vis de l'atmosphère ambiante durant le transfert des tranches entre la chambre d'inspection et l'atmosphère ambiante. Tandis qu'elles se trouvent dans la chambre de transfert, les tranches sont usuellement placées sur des spatules ou des piédestaux.
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Typiquement, la chambre d'inspection est montée sur une plate-forme d'isolation des vibrations montée de façon flottante sur un coussin d'air pour de cette manière isoler la chambre d'inspection vis-à-vis des vibrations environnementales. La chambre de transfert d'autre part est fixée à un cadre stationnaire et, étant donné qu'elle doit également être reliée à la chambre d'inspection (pour permettre le transfert des tranches entre la chambre de transfert et la chambre d'inspection sous la pression du vide), les vibrations de la chambre de transfert sont inévitablement transférées à la chambre d'inspection. Les vibrations de la chambre de transfert se manifestent par exemple durant la dépressurisation et la repressurisation de la chambre de transfert lorsque les pompes et les vannes associées à la chambre de transfert sont actionnées pour fournir les écoulements de gaz souhaités. De telles vibrations risquent d'interférer avec le processus d'inspection de la tranche et peuvent provoquer un déplacement des tranches placées dans la chambre d'inspection pour leur faire quitter la pulsion nécessaire pour le prélèvement par le bras de transfert robotisé pour un enlèvement subséquent de la chambre d'inspection.
Un problème se posant suite au placement de l'étage de mesure dans une chambre sous vide montée sur une plate-forme d'isolation, et le dispositif d'accouplement de la chambre à vide à une chambre de transfert montée rigidement est le transfert des vibrations de la chambre de transfert à la chambre d'inspection.
Une manière de surmonter ce problème est de stopper l'inspection des tranches dans la chambre d'inspection tandis que la chambre de transfert est en fonctionnement, c'est-à-dire qu'elle est dépressurisée ou repressurisée. Ceci entraîne cependant une réduction significative du débit du processus d'inspection de tranche, étant donné que la chambre de transfert et la chambre d'inspection ne fonctionnent pas simultanément.
Une solution proposée permettant d'éviter une telle réduction de débit ou cadence consiste à rendre la chambre de transfert relativement grande pour permettre d'y contenir une pluralité de tranches. De cette manière, la fréquence de la dépressurisation et de la repressurisation de la chambre de transfert est réduite, et le processus d'inspection de tranche pourrait par conséquent être conduit pour des périodes de temps plus longues. Cependant, les problèmes rencontrés avec ce type de construction comprennent le fait que la chambre de transfert est assez grande et occupe une quantité d'espace précieux excessive (l'espace que l'on a dans une salle propre dans laquelle la chambre de transfert est située est un espace coûteux).
Egalement au vu du grand volume de la chambre de transfert, il faut longtemps pour dépressuriser et repressuriser. Ainsi, le problème de la réduction du débit et de la cadence du processus d'inspection de tranche n'est pas totalement surmonté.
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D'autres constructions par conséquent ont été envisagées pour empêcher le transfert des vibrations de la chambre de transfert à la chambre d'inspection, sans avoir à réduire le débit du processus d'inspection de tranche.
Une solution, qui non seulement empêche le transfert de certaines vibrations, depuis la chambre de transfert à la chambre d'inspection, mais également permet d'isoler de façon étanche l'environnement de vide que l'on a dans la chambre de transfert et la chambre d'inspection par rapport à l'atmosphère ambiante, consiste à fournir un raccord ayant un soufflet rigide, métallique, soudé sur les bords, entre la chambre de transfert et la chambre d'inspection, tel que représenté sur la figure 1A. Les soufflets 140 entourent un passage 142 entre une chambre de transfert 144 et une chambre d'inspection 146 par lequel des tranches sont passées. Un bord du soufflet est couplé à la chambre d'inspection et l'autre bord est couplé à la chambre de transfert. Etant donné que le soufflet métallique est orienté en direction axiale du passage entre la chambre de transfert et la chambre d'inspection, ses extrémités axiales sont fixées aux chambres, et il est rigide lorsqu'il est soumis à des forces de cisaillement, mais il est déformable lorsqu'il est soumis à une compression axiale. En d'autres termes, les vibrations de la chambre de transfert agissant en direction axiale du soufflet sont globalement isolées par l'action du soufflet et ne sont pas transférées par l'intermédiaire du soufflet vers la chambre d'inspection, mais les vibrations de la chambre de transfert agissant dans la direction transversale du soufflet ne sont pas isolées de façon adéquate au vu de la construction particulière du soufflet.
De plus, l'isolation aux vibrations fournies par le soufflet métallique n'est pas totalement satisfaisante du fait que la vibration à des fréquences allant jusqu'à environ 60 à 100 Hz peut encore être transférée de la chambre de transfert par le soufflet à la chambre d'inspection, et les vibrations que l'on a à ces fréquences ne sont pas amorties par le coussin d'air sur lequel flotte la chambre d'inspection.
De manière correspondante, un but de la présente invention est de fournir un dispositif d'accouplement nouveau et amélioré entre un transfert ou une chambre de transfert fixée en position et une chambre d'inspection flottant sur un système d'isolation des vibrations.
Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif d'accouplement nouveau et amélioré entre un transfert ou une chambre de transfert fixée en position et une chambre d'inspection flottant sur un système d'isolation des vibrations qui isole la chambre d'inspection vis-à-vis des vibrations se produisant pendant le fonctionnement de la chambre de transfert, et en particulier la totalité des vibrations que l'on rencontre à des fréquences supérieures à environ 3 à 5 Hz.
Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif d'accouplement nouveau et amélioré entre un transfert ou une chambre de transfert
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fixée en position et une chambre d'inspection flottant sur un système d'isolation des vibrations tout en maintenant l'intégrité d'un vide présent des ces chambres, c'est-àdire en empêchant que surviennent des fuites d'air ambiant pénétrant dans les chambres.
Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif d'accouplement nouveau et amélioré entre un transfert et une chambre de transfert fixée en position et une chambre d'inspection flottant sur un système d'isolation des vibrations permettant le fonctionnement du processus d'inspection, par exemple un processus métrologique, simultanément au fonctionnement de la chambre de transfert, par exemple la dépressurisation et la re pressurisation.
Encore un autre but de la présente invention est de fournir un diaphragme pour utilisation dans un dispositif d'accouplement entre deux chambres afin d'empêcher le transfert des vibrations entre les chambres et l'étanchéité d'une atmosphère dans les chambres par rapport à l'atmosphère ambiante.
Encore un autre but de la présente invention est de fournir un processus d'inspection de tranche, nouveau et amélioré, caractérisé en ce que le débit des tranches est augmenté en comparaison avec les processus de l'art antérieur par une isolation d'une chambre d'inspection dans laquelle les tranches sont inspectées, pour supprimer des vibrations d'un transfert ou d'une chambre de transfert interposée entre la chambre d'inspection et l'atmosphère ambiante.
Ces buts et ainsi que d'autres buts sont atteints selon un aspect de la présente invention concernant un dispositif d'accouplement, entre des premières et deuxièmes chambres pour empêcher le transfert des vibrations entre les chambres et pour fermer de façon étanche un passage entre les premières et deuxièmes chambres, caractérisé en ce qu'il comprend : une première bride, adaptée pour être fixée sur la première chambre et ayant un premier conduit interne et une périphérie intérieure ; une deuxième bride, adaptée pour être fixée sur la deuxième chambre et ayant un deuxième conduit interne en alignement avec ledit premier conduit interne pour de cette manière former le passage entre les premières et deuxièmes chambres, ladite deuxième bride ayant une périphérie extérieure en relation opposée envers ladite périphérie intérieure de ladite première bride, pour de cette manière définir, entre lesdites premières et deuxièmes brides, un espace qui soit en communication fluidique avec lesdits premiers et deuxièmes conduits internes ; et un diaphragme en boucle, ayant une première région de bordure périphérique extérieure fixée sur ladite première bride et une région de bordure périphérique intérieure fixée sur ladite deuxième bride, pour de cette manière accoupler lesdites premières et deuxièmes brides ensemble et fermer ledit espace entre lesdites
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premières et deuxièmes brides, de manière à fermer de façon étanche lesdits premiers et deuxièmes conduits internes vis-à-vis de l'atmosphère ambiante.
Selon encore un mode de réalisation, ledit diaphragme comprend une partie médiane agencée entre lesdites régions de bordure périphérique intérieures et extérieures et fixée sur lesdites premières et deuxièmes bordures, de manière que ladite partie médiane soit agencée entre les premières et deuxièmes brides.
Selon un autre mode de réalisation, la partie médiane dudit diaphragme a une forme en cloche observée en coupe transversale radiale.
Selon encore un mode de réalisation, ledit diaphragme est flexible.
Selon un autre mode de réalisation ledit diaphragme est formé d'au moins une couche en élastomère.
Selon un autre mode de réalisation ledit diaphragme comprend en outre des moyens de réduction pour réduire au moins la perméabilité et la sortie de gaz de ladite au moins une couche en élastomère.
Selon encore un mode de réalisation, ledit diaphragme comprend en outre un revêtement en aluminium agencé sur ladite au moins une couche en élastomère.
Selon un autre mode de réalisation ledit diaphragme comprend en outre un revêtement en polymère agencé sur ladite au moins une couche en élastomère.
Selon un autre mode de réalisation ledit diaphragme comprend en outre des moyens de renforcement pour renforcer ledit diaphragme sans augmenter la rigidité de ce dit diaphragme.
Selon un autre mode de réalisation, ladite au moins une couche en élastomère comprend des premières et deuxièmes couches en élastomère, ledit diaphragme comprenant en outre une couche de textile interposée entre lesdites premières et deuxièmes couches en élastomère.
Selon un autre mode de réalisation ladite au moins une couche en élastomère comprend des premières et deuxièmes couches en élastomère, ledit diaphragme comprend en outre une couche de textile, interposée entre lesdites premières et deuxièmes couches en élastomère, un revêtement d'aluminium étant agencé sur les surfaces extérieures desdites premières et deuxièmes couches en élastomère et un revêtement en polymère étant agencé sur ledit revêtement en aluminium.
Selon un autre mode de réalisation ladite première bride a une paroi périphérique interne définissant une partie de ladite périphérie interne et ladite deuxième bride a une paroi périphérique externe définissant une partie de ladite périphérie externe et en relation opposée envers ladite paroi périphérique interne de ladite première bride, pour de cette manière définir une partie dudit espace entre lesdites premières et deuxièmes brides.
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Selon un autre mode de réalisation ledit diaphragme comprend une partie médiane agencée entre lesdites zones de bordure périphérique intérieures et extérieures et est fixé aux dites premières et deuxièmes brides de manière que ladite partie médiane soit agencée entre lesdites parois intérieures et extérieures.
Selon un autre mode de réalisation, ladite partie médiane dudit diaphragme, observée en coupe radiale, a une forme en cloche, un côté de ladite partie médiane à forme en cloche étant agencé à l'opposé de ladite paroi intérieure et le côté opposé de ladite partie médiane en forme en cloche étant agencé à l'opposé de ladite paroi extérieure.
Selon un encore un mode de réalisation ledit dispositif comprend en outre des pinces pour fixer lesdites régions de bordure périphérique intérieures et extérieures dudit diaphragme sur lesdites premières et deuxièmes brides, respectivement.
Selon un autre mode de réalisation, ledit dispositif comprend en outre des vis pour fixer lesdites pinces sur lesdites premières et deuxièmes brides, ledit diaphragme étant pris en sandwich entre lesdites pinces et lesdites premières et deuxièmes brides.
Selon un autre mode de réalisation lesdites pinces comprennent une première paire de pinces attachées à ladite première bride et une deuxième paire de pinces attachées à ladite deuxième bride
Selon un autre mode de réalisation, ledit diaphragme comprend en outre un revêtement en aluminium agencé sur ladite au moins une couche en élastomère.
Selon un autre mode de réalisation, ledit diaphragme comprend en outre un revêtement en aluminium agencé sur ladite au moins une couche en élastomère.
Selon un autre mode de réalisation, ledit diaphragme comprend en outre un revêtement en polymère agencé sur ladite au moins une couche en élastomère.
Selon encore un mode de réalisation, ladite au moins une couche en élastomère comprend des premières et deuxièmes couches en élastomère, ledit diaphragme comprenant en outre une couche de textile interposée entre lesdites premières et deuxièmes couches en élastomère.
Selon un autre mode de réalisation, ladite au moins une couche en élastomère comprend des premières et deuxièmes couches en élastomère, ledit diaphragme comprenant en outre une couche de textile interposée entre lesdites premières et deuxièmes couches en élastomère, un revêtement en aluminium agencé sur les surfaces extérieures desdites premières et deuxièmes couches en élastomère et un revêtement en polymère agencé sur ledit revêtement en aluminium.
Selon un autre mode de réalisation, ledit diaphragme a une région de bordure de périphérie intérieure fixée sur ladite première bride et une région de bordure de périphérie extérieure fixée sur ladite deuxième bride.
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Selon un autre mode de réalisation, ledit diaphragme a une partie médiane entre lesdites régions de bordure périphérique intérieures et extérieures, agencées dans ledit espace entre lesdites premières et deuxièmes brides.
Selon un autre mode de réalisation, ladite partie médiane dudit diaphragme agencé dans l'espace entre lesdites premières et deuxièmes brides a, observée en vue en coupe, une forme en cloche, un côté de ladite partie à forme en cloche étant agencé à l'opposé de ladite première bride et un côté opposé de ladite partie médiane à forme en cloche étant agencé à l'opposé de ladite deuxième bride.
Selon un autre mode de réalisation, ladite première bride a une périphérie intérieure et ladite deuxième bride a une périphérie extérieure, en relation opposée à et espacée vis-à-vis de ladite périphérie inférieure de ladite première bride, une partie dudit diaphragme étant agencée entre les premières et deuxièmes brides.
Selon encore un mode de réalisation, ladite première bride a une paroi périphérique intérieure et ladite deuxième bride a une paroi périphérique extérieure en relation opposée à et espacée vis-à-vis de ladite paroi intérieure de ladite première bride, une partie dudit diaphragme étant agencée entre lesdites premières et deuxièmes parois.
Selon encore un mode de réalisation, ledit diaphragme se présente sous la forme d'une boucle ayant une épaisseur radiale et a au moins une région de bordure radiale extérieure fixée sur ladite première bride et une région de bordure radiale intérieure fixée sur ladite deuxième bride.
Un autre aspect de la présente invention concerne un dispositif d'accouplement entre des première et deuxième chambres pour empêcher le transfert des vibrations entre les chambres et pour isoler de façon étanche un passage entre les première et deuxième chambres. Dans le dispositif d'accouplement, une première chambre est adaptée pour être fixée à la première chambre et comporte un premier conduit interne. Une deuxième bride est adaptée pour être fixée à la deuxième chambre et un deuxième conduit interne en alignement avec le premier conduit interne pour de cette manière former le passage entre les première et deuxième chambres. La deuxième bride est séparée de la première bride de manière qu'un espace soit défini entre les première et deuxième brides en communication fluidique avec les premier et deuxième conduits internes. Un diaphragme comprenant au moins une couche en élastomère est fixé sur les première et deuxième brides pour de cette manière coupler les première et deuxième brides ensemble et fermer l'espace entre les première et deuxième brides de manière à isoler de façon étanche les premier et deuxième conduits internes vis-à-vis de l'atmosphère ambiante.
Un autre aspect de l'invention concerne encore un dispositif d'accouplement entre une chambre d'inspection flottante et une chambre de transfert fixe, pour
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empêcher le transfert des vibrations entre les chambres et fermer de façon étanche un passage entre les chambres, ce dispositif d'accouplement comprenant une première bride fixée à la chambre d'inspection, une deuxième bride non en contact avec la première bride est fixée sur la chambre de transfert et un diaphragme en boucle ayant une région de bordure périphérique extérieure fixée sur la première bride et une région de bordure intérieure fixée sur la deuxième bride pour, de cette manière coupler les brides ensemble et fermer un espace entre les brides. Des attaches sont prévues pour fixer les régions de bord périphériques extérieure et intérieure du diaphragme aux première et deuxième brides, respectivement.
Le diaphragme a une taille et une forme particulières, faisant qu'une partie du diaphragme est déplaçable entre les brides et isole la majeure partie des vibrations provenant de la chambre de transfert. Les vibrations d'une fréquence supérieure à environ 3 à 5 Hz qui se produisent pendant le fonctionnement de la chambre de transfert ne sont ainsi pas transférées par l'intermédiaire du diaphragme vers la chambre d'inspection, faisant que le fonctionnement de la chambre de transfert peut être continué pendant le fonctionnement de la chambre de transfert. Les vibrations se produisant à des fréquences inférieures sont amorties par l'isolation apportée par l'air, de la chambre d'inspection. En outre, la composition du matériau du diaphragme est sélectionnée pour empêcher toute fuite de gaz de la chambre d'inspection et de cette manière assurer que la pression négative ou de vide soit maintenue dans le chambre d'inspection.
Dans un mode de réalisation préféré, le diaphragme comprend au moins une couche d'un élastomère ayant une imperméabilité élevée et une faible caractéristique de perméabilité au gaz, de préférence réalisée en VITONTM produit par DuPont Company. Pour augmenter l'imperméabilité du diaphragme et réduire le dégazage depuis l'élastomère, un revêtement en métal ou en polymère peut être disposé sur la couche en élastomère. Egalement, une couche de textile peut être prise en sandwich entre deux couches d'élastomère pour renforcer le diaphragme.
Le dispositif d'accouplement peut être utilisé dans un système métrologique, entre une chambre d'inspection flottante et une chambre de transfert fixe, le dispositif d'accouplement étant connecté sur un côté à la chambre d'inspection et sur l'autre côté à la chambre de transfert. Le dispositif d'accouplement peut également être utilisé entre deux chambres éventuelles quelconques si l'on souhaite empêcher que des vibrations se produisant dans une chambre soient transférées à l'autre chambre.
Pour cela l'invention se rapporte aussi à un système de métrologie, pour inspecter des tranches, comprenant : une chambre d'inspection flottante, maintenue sous une pression partielle ;
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une chambre de transfert fixe, interposée entre l'atmosphère ambiante et ladite chambre d'inspection et soumise à une alternance de dépressurisations et de repressurisations ; une vanne à obturateur, agencée entre ladite chambre d'inspection et ladite chambre de transfert pour commander la communication fluidique par un passage entre ladite chambre d'inspection et ladite chambre de transfert ; et un accouplement, agencé entre ladite chambre d'inspection et ladite chambre de transfert pour empêcher le transfert des vibrations entre ladite chambre d'inspection et ladite chambre de transfert et pour fermer de façon étanche ledit passage entre ladite chambre d'inspection et ladite chambre de transfert, ledit accouplement comprenant : une première bride connectée à ladite chambre d'inspection ayant un premier conduit interne et une périphérie intérieure ; une deuxième bride connectée à ladite vanne à obturateur et ayant un deuxième conduit interne en alignement avec ledit premier conduit interne, pour de cette manière former ledit passage entre ladite chambre d'inspection et lesdites chambres de transfert, ladite deuxième bride ayant une périphérie extérieure en relation opposée par rapport à ladite périphérie intérieure de ladite première bride, pour de cette manière définir, entre lesdites premières et deuxièmes brides, un espace qui soit en communication fluidique avec lesdits premiers et deuxièmes conduits internes ; et un diaphragme en boucle ayant une région de bordure périphérique extérieure fixée à ladite première bride et une région de bordure périphérique intérieure fixée à ladite deuxième bride, pour de cette manière accoupler lesdites premières et deuxièmes brides ensemble et fermer ledit espace entre lesdites premières et deuxièmes brides, de manière à fermer de façon étanche lesdits premiers et deuxièmes conduits internes vis-à-vis de l'atmosphère ambiante.
L'invention se rapporte également à un système de métrologie, pour inspecter des tranches, comprenant : une chambre d'inspection flottante maintenue sous pression partielle ; une chambre de transfert fixe interposée entre l'atmosphère ambiante et ladite chambre d'inspection et soumise à une alternance de dépressurisations et de repressurisations ; une vanne à obturateur, agencée entre ladite chambre d'inspection et ladite chambre de transfert pour commander la communication fluidique par un passage entre ladite chambre d'inspection et ladite chambre de transfert ; et un accouplement, agencé entre ladite chambre d'inspection et ladite chambre de transfert pour empêcher le transfert des vibrations entre ladite chambre d'inspection
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et ladite chambre de transfert et pour fermer hermétiquement ledit passage entre ladite chambre d'inspection et ladite chambre de transfert, ledit accouplement comprenant : une première bride, connectée à ladite chambre d'inspection et ayant un premier conduit interne ; une deuxième bride, connectée à ladite vanne à obturateur et ayant un deuxième conduit interne en alignement avec ledit premier conduit interne pour de cette manière former le passage entre ladite chambre d'inspection et ladite chambre de transfert, ladite deuxième bride étant séparée de ladite première bride, de manière qu'entre lesdites premières et deuxièmes brides soit défini un espace en communication fluidique avec lesdits premiers et deuxièmes conduits internes ; et un diaphragme comprenant au moins une couche en élastomère et fixé auxdites premières et deuxièmes brides pour de cette manière accoupler lesdites premières et deuxièmes brides ensemble et fermer ledit espace entre lesdites premières et deuxièmes brides afin de fermer de façon étanche lesdits premiers et deuxièmes conduits internes vis-à-vis de l'atmosphère ambiante.
Ces buts ainsi que d'autres buts, aspects et caractéristiques de l'invention vont être compris plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-après, en liaison avec les dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est un schéma à blocs d'un système de mesure automatisé de l'art antérieur pour fournir des mesures optiques, d'un dispositif à semi conducteur ;
La figure 1A est une vue en coupe d'un dispositif d'accouplement de l'art antérieur entre une chambre à vide et une chambre de transfert ;
La figure 2 est une vue en plan d'un système métrologique incorporant le dispositif d'accouplement selon l'invention ;
La figure 3 est une vue en perspective du dispositif d'accouplement selon l'invention ;
La figure 4 est une vue en perspective éclatée du dispositif d'accouplement représenté sur la figure 3 ;
La figure 5 est une vue de dessus du dispositif d'accouplement selon l'invention ;
La figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5 ;
La figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 3 ;
Les figures 8 et 9 sont des vues en perspective de brides du dispositif d'accouplement représenté sur la figure 3 ;
Les figures 10 et 11 sont des vues en perspective d'attaches du dispositif d'accouplement représenté sur la figure 3 ;
La figure 1 est un schéma à blocs d'un système de mesure automatisé de l'art antérieur pour fournir des mesures optiques, d'un dispositif à semi conducteur ;
La figure 1A est une vue en coupe d'un dispositif d'accouplement de l'art antérieur entre une chambre à vide et une chambre de transfert ;
La figure 2 est une vue en plan d'un système métrologique incorporant le dispositif d'accouplement selon l'invention ;
La figure 3 est une vue en perspective du dispositif d'accouplement selon l'invention ;
La figure 4 est une vue en perspective éclatée du dispositif d'accouplement représenté sur la figure 3 ;
La figure 5 est une vue de dessus du dispositif d'accouplement selon l'invention ;
La figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5 ;
La figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 3 ;
Les figures 8 et 9 sont des vues en perspective de brides du dispositif d'accouplement représenté sur la figure 3 ;
Les figures 10 et 11 sont des vues en perspective d'attaches du dispositif d'accouplement représenté sur la figure 3 ;
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La figure 12 est une vue en perspective d'un diaphragme du dispositif d'accouplement représenté sur la figure 3 ;
La figure 12A est une vue en perspective suivant la ligne 12A-12A de la figure 12 ;
La figure 12B est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un diaphragme selon l'invention ;
La figure 12C est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un diaphragme selon l'invention ;
La figure 12D est une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation d'un diaphragme selon l'invention ; et
La figure 12E est une vue en coupe d'un quatrième mode de réalisation d'un diaphragme selon l'invention.
La figure 12A est une vue en perspective suivant la ligne 12A-12A de la figure 12 ;
La figure 12B est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un diaphragme selon l'invention ;
La figure 12C est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un diaphragme selon l'invention ;
La figure 12D est une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation d'un diaphragme selon l'invention ; et
La figure 12E est une vue en coupe d'un quatrième mode de réalisation d'un diaphragme selon l'invention.
En se référant premièrement à la figure 2, un système de mesure automatisé caractérisé en ce que l'invention peut être appliquée, est désigné globalement par 10 et comprend une chambre d'inspection 12 et une chambre de transfert 14. La chambre d'inspection 12 a une partie de transfert 16 et une partie d'inspection et de mesure 18 ayant une paire de sites de mesure 20. Un dispositif de mesure (non représenté) effectue une mesure ou une inspection des tranches lorsque les tranches sont situées sur les sites de mesure 20. La chambre d'inspection 12 est maintenue sous un vide élevé (par exemple de 10E-6 Torr). Un bras de transfert 22 est situé dans la chambre d'inspection 12 et transfère des tranches entre la chambre de transfert 14 et la partie de mesure 18 de la chambre d'inspection 12. La chambre de transfert 14 est fixée sur un cadre support 24.
La chambre d'inspection 12 est montée sur une plate-forme d'isolation active des vibrations (non représentée) pour isoler des vibrations environnementales. Elle peut être du type globalement décrit ci-dessus. Ces détails ne sont pas donnés ici du fait que ces détails sont bien connus et du fait qu'ils ne font pas partie de l'invention. Pour isoler des vibrations se produisant pendant le fonctionnement de la chambre de transfert 14, un dispositif d'accouplement flottant 34 est interposé entre la chambre d'inspection 12 et la chambre de transfert 14. Des détails additionnels concernant le dispositif d'accouplement 34 sont décrits ci-dessous en référence aux figures 3 à 12.
La chambre de transfert 14 comprend un ou plusieurs piédestaux ou spatules 24 sur lesquelles des tranches (non représentées) sont maintenues durant le transfert des tranches entre l'atmosphère ambiante et la chambre d'inspection 12. Si deux spatules 26 sont prévues, l'une reçoit une tranche entrante à inspecter, tandis que l'autre reçoit une tranche sortante à retourner pour la suite du traitement.
Une première vanne à obturateur 30 est interposée entre la chambre d'inspection 12 et la chambre de transfert 14, et une deuxième vanne à obturateur 32
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est interposée entre la chambre de transfert 14 et l'atmosphère ambiante. La vanne à obturateur 30 est agencée immédiatement entre la chambre de transfert 14 et le dispositif d'accouplement 34, de sorte que le dispositif d'accouplement 34 soit directement relié à la chambre d'inspection 12 et à la vanne à obturateur 30. Chaque vanne à obturateur 30,32 est susceptible de fonctionner entre une position ouverte à laquelle les atmosphères régnant de chaque côté de la vanne sont en communication l'une avec l'autre et une position fermée à laquelle les atmosphères régnant sur chaque côté de la vanne sont isolées l'une de l'autre. Une cassette de tranches, un préaligneur et éventuellement d'autres dispositifs de manutention de tranche, tel que un bras de transfert robotisé (non représenté) sont situés à l'extérieur de la deuxième vanne à obturateur 32 pour placer des tranches sur les spatules 26 et en enlever.
En utilisation, la vanne à obturateur 30 est initialement fermée tandis que la vanne à obturateur 32 est ouverte et une tranche est placée sur une spatule 26 dans la chambre de transfert 14 par la vanne à obturateur 32 depuis la cassette (non représenté) placée dans l'atmosphère ambiante. Ceci est un échange de tranche atmosphérique étant donné que la chambre de transfert 14 est à la même pression que l'atmosphère ambiante. La vanne à obturateur 32 est ensuite fermée, la pression régnant dans la chambre de transfert 14 est placée sensiblement au même niveau de vide que celui qui prévaut dans la chambre d'inspection 12, et la vanne à obturateur 30 est ensuite ouverte. Le bras de transfert 32 enlève la tranche de la chambre de transfert 14 et la place dans la partie de transfert 16 de la chambre d'inspection 12. Ceci est un échange de transfert sous vide étant donné qu'à la fois, la chambre à vide 12 et la chambre de transfert 14 sont sensiblement à la même pression de vide. La vanne à obturateur 30 est ensuite fermée, la chambre de transfert 14 est repressurisée, la vanne à obturateur 32 est ouverte et une autre tranche est transférée de la cassette sur l'une des spatules 26. Durant cet échange de tranche à repressurisation et atmosphérique, le bras de transfert 22 déplace la tranche qui a été placée dans la partie de transfert 16 en un site de mesure 20 dans la partie de mesure 18 à inspecter, et l'inspection est effectuée. Après qu'une autre tranche ait été placée sur une spatule disponible dans la chambre de transfert 14, la vanne à obturateur 32 est fermée, la chambre de transfert 14 et dépressurisée et la vanne à obturateur 30 est ouverte. Le bras de transfert 22 transfère la tranche du site de mesure 20 à la spatule 26 inoccupée dans la chambre de transfert 14, de sorte que la chambre de transfert 14 contienne ainsi une tranche non inspectée entrante et une tranche inspectée sortante. Le bras de transfert 22 enlève ensuite la tranche entrante de la chambre de transfert 14. La vanne à obturateur 30 est fermée, la chambre de transfert 14 est repressurisée et la vanne à obturateur 32 est ensuite ouverte. La tranche inspectée est enlevée de la chambre de transfert 14 et une autre tranche non
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inspectée entrante est placé dans la chambre de transfert 14. Au même moment que lorsque la chambre de transfert 14 est repressurisée et que la tranche inspectée sortante en est enlevée, le bras de transfert 22 place la tranche qu'il vient d'enlever de la chambre de transfert 14 sur un site de mesure 20, et la tranche est inspectée. Ce processus est répété jusqu'à ce que la totalité des tranches présentes dans la cassette soient inspectées.
Le dispositif d'accouplement 34 va à présent être décrit en référence aux figures 3 à 12E. Le dispositif d'accouplement est construit pour empêcher le transfert des vibrations de la chambre de transfert 14 à la chambre d'inspection 12, de telles vibrations se produisant dans la chambre de transfert 14 sous l'effet par exemple du fonctionnement des pompes et des vannes prévues pour fournir l'alternance de dépressurisation et de repressurisation de la chambre de transfert 14. Le dispositif d'accouplement 34 est également conçu pour fournir une étanchéité au vide dans la chambre d'inspection 12 et également dans la chambre de transfert 14 lorsque la chambre de transfert 14 est en communication fluidique avec la chambre d'inspection 12.
Tel que représenté sur les figures 3 et 4, le dispositif d'accouplement 34 comprend une bride de chambre flottante 36 adaptée pour être fixée sur la chambre d'inspection 12, une bride de chambre fixe 38 adaptée pour être fixée sur la vanne à obturateur 30 qui à son tour est fixée à la chambre de transfert 14, un diaphragme 40, des attaches de diaphragme de bride 42a, 42b fixes pour la fixation d'une région de bordure périphérique extérieure du diaphragme 40 sur la bride de chambre fixe 38, et des attaches de diaphragme de bride flottante 44a, 44b pour fixer une région de bordure périphérique intérieure du diaphragme 40 sur la bride de chambre flottante 36. Le diaphragme 40 est serré sur les brides 36, 38, de manière qu'il accouple les brides 36, 38 ensemble et ferme également un espace 46 (voir les figures 6,7) entre une périphérie intérieure de la bride de chambre fixe 38 et une périphérie extérieure de la bride de chambre flottante 36.
La forme et le profil de chacun des composants du dispositif d'accouplement 34 sont décrits ci-dessous. Globalement, le dispositif d'accouplement 34 est constitué de deux organes séparés définissant entre eux un espace, un organe étant adapté pour la fixation à la chambre d'inspection 12 et l'autre étant adapté pour fixation à la chambre de transfert 14. La fixation peut être une connexion directe ou une connexion indirecte, c'est-à-dire que dans le dernier cas, l'organe peut être fixé à une vanne obturateur qui à son tour est fixée à la chambre.
Un composant, fermé circonférentiellement, que l'on appelle ici un diaphragme, s'étend en direction radiale et est serré dans sa région de bordure périphérique intérieure sur un organe et sur sa région de bordure périphérique extérieure sur l'autre
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organe, de sorte qu'une partie médiane soit agencée dans l'espace existant entre les organes et ferme complètement l'espace. La région de bordure périphérique intérieure du diaphragme est adjacente à une bordure radiale intérieure tandis que la région de bordure périphérique extérieure du diaphragme est adjacente à une bordure radiale extérieure. Un côté du diaphragme est exposé à la pression négative ou vide, régnant dans la chambre d'inspection 12 et l'autre côté du diaphragme est exposé à la pression régnant dans la chambre de transfert 14 tel que la pression ambiante lorsque la vanne obturateur 32 est ouverte. La forme en section transversale et la construction du diaphragme sont conçues pour permettre au diaphragme d'offrir une flexibilité à la fois dans la direction axiale et radiale pour de cette manière isoler efficacement des vibrations provenant de la chambre de transfert 14 lorsqu'elles sont transportées par la vanne obturateur 30 et pour empêcher que de telles vibrations n'affectent la chambre d'inspection 12.
La bride de la chambre flottante 36 est représentée plus clairement sur la figure 8 et comprend une plaque 48 sensible rectangulaire ayant une surface extérieure 48a adaptée pour venir en butée avec une surface de la chambre d'inspection 12, une surface intérieure 48b, et un tube 50 à forme oblongue définissant une gorge 52. La gorge 52 est dimensionnée pour permettre le passage d'un bras de transfert robotisé 22 à travers elle et ainsi la forme du tube 50 et de la gorge 52 y étant définie peuvent varier selon les dimensions du bras de transfert robotisées.
Tel que représenté sur les figures 6 et 7, le tube 50 comprend une partie principale 54 ayant une forme en section transversale uniforme et une lèvre circonférentielle 56 incluant un étagement 58. La lèvre 56 définit une périphérie extérieure de la bride 36 comprenant une paroi périphérique extérieure 60. Une surface inférieure 62 de la lèvre 56 comporte des trous taraudés 64. Les bords 48c de la plaque 48 comprennent des cavités 48d en alignement avec les ouvertures des attaches 44a, 44b pour permettre d'y insérer des vis tel qu'explicité ci-dessous.
La bride 38, tel que représenté plus clairement sur les figures 7 et 9, a une surface extérieure 38a adaptée pour venir en butée avec une surface de la vanne obturateur 30, et une surface intérieure 38b. La bride 38 est ainsi fixée sur la chambre de transfert 14 indirectement, par interposition de la vanne obturateur 30. La bride 38 comprend une partie principale 66 de forme oblongue comprenant une gorge 70 pratiquement en alignement avec la gorge 52 de la bride de chambre flottante 36 et est également dimensionnée pour permettre le passage d'un bras de transfert robotisé 22 à travers elle. La partie principale 66 comprend également deux étagements intérieurs 72,74 définissant une périphérie intérieure de la bride 38.
L'étagement 74 comprend une paroi périphérique intérieure 76 et définit la surface
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intérieure 38b tel que représenté sur les figures 6 et 7. La surface intérieure 38b comprend des trous taraudés 36'.
Une attache de diaphragme de bride 42a fixe est représentée plus clairement sur la figure 10 et comprend un organe en forme de U ayant des ouvertures 78 à proximité d'un bord extérieur 43 devant permettre le passage de vis 100 pour permettre la connexion de l'attache 42a à la bride de chambre fixe 3 8, le bord extérieur 94 du diaphragme 40 (voir figure 12) est enserré entre eux (voir les figures 6 et 7). Le bord extérieur 94 comprend une nervure 95 montée dans la cavité 65 dans la bride 38. Cet agencement crée un joint d'étanchéité. Des bords terminaux 80 de l'attache 42a sont munis d'étagements 82 devant permettre à l'attache 42a de s'ajuster avec l'attache 42b complémentaire lorsqu'elles sont opposées l'une à l'autre.
Une attache de diaphragme de bride flottante 44a est représentée plus clairement sur la figure 11 et comprend un organe en forme de U ayant des trous traversant 84 proches d'un bord intérieur 45 pour le passage de vis 101 afin de permettre la connexion de l'attache 44a à la bride de chambre flottante 36, le bord intérieur 92 du diaphragme 40 (voir figure 12) étant enserré entre eux (voir figures 6 et 7). Le bord intérieur 92 comprend une nervure 93 montée dans la cavité 63 se trouvant dans la lèvre 56. Cet agencement crée un choix d'étanchéité. Des bords terminaux 86 de l'attache 44a sont munis d'étagements 88 pour permettre à l'attache 44a de s'ajuster avec l'attache 44b complémentaire lorsqu'elles sont opposées l'une à l'autre.
Le diaphragme 40 est représenté plus clairement sur la figure 12. Le diaphragme 40 a une forme et une configuration particulières conçues pour lui permettre d'être flexible à la fois dans la direction axiale et radiale (désigné les flèches A et R sur la figure 12) pour de cette manière isoler efficacement des vibrations émanant de la chambre de transfert 14 lorsqu'elles sont véhiculées par la vanne obturateur 30, et pour empêcher que de telles vibrations n'affectent la chambre d'inspection 12.
Concernant sa forme globale, le diaphragme 40 comprend des parties rectilignes 40'parallèles et des parties arquées 40"entre les parties rectilignes 40'.
Les dimensions des parties 40', 40"sont déterminées par la taille des gorges 52,70 dans les premières et deuxièmes brides 36,38 et dans le but de minimiser la surface exposée à la pression atmosphérique.
Concernant la taille du diaphragme 40, la taille des parties 40', 40"est sélectionnée pour fournir un déplacement opérationnel nominal d'environ 5 mm. Une fois que la taille du diaphragme 40 a été déterminée, les brides 36, 38 et les
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attaches 42a, 42b et 44a, 44b peuvent être construites en considérant la taille du diaphragme 40.
Concernant la forme de section transversale du diaphragme 40 dans la direction radiale R, ce diaphragme 40 a une région intérieure 90 en forme de cloche délimitée par une région de bordure périphérique intérieure 92 sensiblement plane et une région de bordure périphérique extérieure 94 sensiblement plane (voir figure 12A).
Les régions de bordure intérieures et extérieures 92,94 comprennent des ouvertures 96 et 96a respectives à travers lesquelles des vis 100,101 passent pour serrer le diaphragme 40 entre les brides 36,38 et les attaches 42a, 42b et 44a, 44b. Tel que représenté sur la figure 7, les vis 101 passent par les ouvertures 84 ménagées dans les attaches de diaphragme de bride flottante 44a, 44b puis par les ouvertures 96 alignées ménagées dans la zone de bordure périphérique intérieure 92 du diaphragme 40 puis dans des trous taraudés 64 dans la surface inférieure 62 de la lèvre 56 de la bride de chambre flottante 36. Des vis 100 passent par les ouvertures 78 dans les attaches de diaphragme de bride fixe 42a, 42b puis par les ouvertures alignées 96 ménagées dans la région de bordure périphérique extérieure 94 du diaphragme 40 puis dans des trous taraudés 64'ménagés dans la surface intérieure 38b de la bride de chambre fixe 38.
Le ou les matériau (x) à partir desquels on a construit le diaphragme 40 est ou sont sélectionnés pour que le diaphragme 40 soit à la fois pratiquement imperméable et flexible. L'imperméabilité est nécessaire pour isoler de façon étanche l'espace 46 entre les brides 36,38 qui est en communication fluidique avec la chambre d'inspection 12, qui est maintenue sous une pression de vide. La flexibilité est nécessaire pour permettre aux vibrations transférées de la chambre de transfert 14 via la bride 38 d'être isolées plutôt que d'être transférées à la chambre d'inspection 12 via la bride 36.
Les élastomères, bien que généralement flexibles, n'ont pas antérieurement été utilisés dans des joints d'étanchéité à diaphragme associés à des chambres d'inspection de systèmes métrologiques parce qu'ils ne sont pas suffisamment imperméables dans des pressions de vide élevées (10E-6 Torr) auxquelles le diaphragme est soumis au vue de son exposition au vide dans la chambre d'inspection 12, et du fait qu'ils subissent un dégazage, par exemple un largage de gaz.
Cependant, selon un mode de réalisation préféré, le diaphragme 40 est réalisé en un élastomère particulier qui s'est avéré être en mesure de maintenir une faible perméabilité dans des pressions de vide poussées sans dégazage excessif qui interférerait avec le processus de métrologie, précisément, un élastomère vendu sous la dénomination commerciale VITONTM par DuPont Compagnie. VITON est un fluoropolymère durable et flexible, et a un faible dégazage, une excellente
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performance sur une large plage de températures et une faible perméabilité. Il peut également être moulu de la même manière que le caoutchouc, c'est-à-dire chauffé et pressé dans une puce pour obtenir la forme souhaitée de la part du diaphragme 40.
Le diaphragme 40 peut être formé en VITONTM seul ou en combinaison avec l'une des améliorations décrites ci-dessous pour augmenter l'imperméabilité et/ou la résistance du diaphragme 40. Les améliorations ci-dessous pourraient également être appliquées à un élastomère autre que le VITONTM et fournir encore un degré suffisant d'imperméabilité et de flexibilité.
Une manière d'augmenter l'imperméabilité du diaphragme 40 consiste à métalliser la surface de l'élastomère 98, c'est-à-dire à appliquer un mince revêtement 40a de métal ductile, tel que l'aluminium, sur les surfaces exposées de l'élastomère (voir figure 12B). L'épaisseur du revêtement 40a est au niveau moléculaire et ainsi le revêtement 40a n'augmente pas de façon significative la rigidité du diaphragme 40. Le revêtement métallique 40a qu'on a sur la surface de l'élastomère 98 réduit également le dégazage, c'est-à-dire qu'il empêche le dégagement de gaz depuis l'élastomère 98.
Une autre modification possible du diaphragme 40 dans le but de renforcer le diaphragme 40 sans augmenter sa rigidité est de prendre en sandwich une couche de textile 40b entre deux couches d'élastomère 98a, 98b tel que représenté sur la figure 12C. Le textile 40b particulier est sélectionné en considération de sa résistance par rapport à sa rigidité. Il s'est avéré qu'un textile particulier ayant des propriétés avantageuses en ce qu'il augmente la résistance du diaphragme sans augmentation significative de la rigidité de ce diaphragme était un textile vendu par DuPont sous l'appellation DACRON TM.
Encore une autre modification possible du diaphragme 40 dans le but d'augmenter son imperméabilité consiste à appliquer un revêtement polymère 40c sur l'élastomère 98, tel que représenté sur la figure 12D. Le revêtement en polymère 40c peut être appliqué à l'élastomère 98 par déposition en phase vapeur et aide à étanchéifier l'élastomère 98 tout en augmentant son imperméabilité et en réduisant son dégazage. Il s'est avéré qu'un film polymère thermoplastique connu comme étant du Parylène et disponible chez Speedline Technologies of Franklin MA fournissait des résultats particulièrement avantageux.
Les caractéristiques des modes de réalisation représentés sur les figures 12B à 12D peuvent être combinées. Par exemple, tel que représenté sur la figure 12E, le diaphragme 40 peut être construit pour comprendre des couches supérieures et inférieures d'élastomère 98a, 98b prenant en sandwich une couche de textile 40b entre elles formant un revêtement d'aluminium 40a sur les surfaces exposées des
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couches en élastomère 98a, 98b et en appliquant un revêtement polymère 40c sur le revêtement en élastomère 40a.
D'autres manières permettant d'augmenter l'imperméabilité d'un élastomère et de réduire le dégazage d'un élastomère peuvent être appliquées selon l'invention sans s'écarter du champ et de son esprit.
Bien qu'une chambre de transfert unique ait été représentée et décrite pour utilisation dans un système métrologique ayant une chambre d'inspection unique, il est évident que l'invention peut être appliquée à des systèmes métrologiques et des systèmes de manutention et de transfert de tranche comprenant une pluralité de chambres de transfert avec une chambre d'inspection unique ou une pluralité de chambres de transfert avec une pluralité de chambres d'inspection, de telles constructions de systèmes métrologiques et de systèmes de manutention et de transfert de tranche étant connues dans l'art. Une ou plusieurs des chambres de transfert dans de tels systèmes pourraient incorporer l'un quelconque ou la totalité des aspects de l'invention décrite ci-dessus.
Bien que ceci soit décrit ici pour être utilisé dans un système métrologique entre une chambre d'inspection à vide et une chambre de transfert, le dispositif d'accouplement peut être utilisé entre deux types quelconques de chambre lorsqu'on souhaite empêcher le transfert de vibrations d'une chambre à l'autre. A ce sujet, le dispositif d'accouplement est particulièrement utile pour être placé entre une chambre flottante et une chambre fixe.
Bien que des modes de réalisation spécifiques de la présente invention aient été décrits en détail ci-dessus, diverses modifications à celle-ci vont être aisément évidentes à l'homme de l'art quel qu'il soit. La totalité de ces modifications sont considérées comme tombées dans le champ de la présente invention tel que définit par les revendications annexées.
Claims (32)
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REVENDICATIONS t d 1. Dispositif d'accouplement, entre des premières et deuxièmes chambres (12, 14) pour empêcher le transfert des vibrations entre les chambres et pour fermer de façon étanche un passage entre les premières et deuxième chambres (12, 14), caractérisé en ce qu'il comprend : une première bride (36), adaptée pour être fixée sur la remière chambre et ayant un premier conduit interne et une périphérie intérieure ; une deuxième bride (38), adaptée pour être fixée sur la deuxième chambre et ayant un deuxième conduit interne en alignement avec ledit premier conduit interne pour de cette manière former le passage entre les premières et deuxièmes chambres (12, 14), ladite deuxième bride (38) ayant une périphérie extérieure en relation opposée envers ladite périphérie intérieure de ladite première bride (36), pour de cette manière définir, entre lesdites premières et deuxièmes brides, un espace qui soit en communication fluidique avec lesdits premiers et deuxièmes conduits internes ; et un diaphragme (40) en boucle, ayant une première région de bordure périphérique extérieure fixée sur ladite première bride (36) et e région de bordure périphérique intérieure fixée sur ladite deuxième bride (38), pour de cette manière accoupler lesdites premières et deuxièmes brides ensemble et fermer ledit espace entre lesdites premières et deuxièmes brides, de manière à fermer de façon étanche lesdits premiers et deuxièmes conduits internes vis-à-vis de l'atmosphère ambiante. - 2. Dispositif d'accouplement selon la revendication L, caractérisé en ce que ledit diaphragme (40) comprend une partie médiane agencée entre lesdites régions de bordure périphérique intérieures et extérieures et fixée sur lesdites premières et deuxièmes bordures, de manière que ladite partie médiane soit agencée entre les premières et deuxièmes brides.
- 3. Dispositif d'accouplement selon la revendication, caractérisé en ce que la partie médiane dudit diaphragme (40) a une forme en cloche observée en coupe transversale radiale.
- 4. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit diaphragme (40) est flexible.
- 5. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit diaphragme (40) est formé d'au moins une couche en élastomère.<Desc/Clms Page number 22>
- 6. Dispositif d'accouplement selon la revendicatio 5, caractérisé en ce que ladite au moins une couche en élastomère est réalisée en VI ONTM.
- 7. Dispositif d'accouplement selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit diaphragme (40) comprend en outre des moyens de réduction pour réduire au moins la perméabilité et la sortie de gaz de ladite au oins une couche en élastomère.
- 8. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que ledit diaphragme (40) comprend en outre un revêtement en aluminium agencé sur ladite au moins une couche en élastomère
- 9. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que ledit diaphragme (40) comprend en outre un revêtement en polymère agencé sur ladite au moins une couche en élastomère.
- 10. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit diaphragme (40) comprend en outre des moyens de renforcement pour renforcer ledit diaphragme (40) sans augmenter la rigidité de ce dit diaphragme (40).
- 11. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque es revendications 5 à 10, caractérisé en ce que ladite au moins une couche en élastomère comprend des premières et deuxièmes couches en élastomère, ledit diaphragme (40) comprenant en outre une couche de textile interposée entre lesdites premières et deuxièmes couches en élastomère.
- 12. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque (les revendications 5 à 11, caractérisé en ce que ladite au moins une couche en élastomère comprend des premières et deuxièmes couches en élastomère, ledit diaphragme (40) comprend en outre une couche de textile, interposée entre lesdites premières et deuxièmes couches en élastomère, un revêtement d'aluminium étant agencé sur les surfaces extérieures desdites premières et deuxièmes couches en élastomère et un revêtement en polymère étant agencé sur ledit revêtement en aluminium.
- 13. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque d es revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ladite première bride (36) a une paroi périphérique interne définissant une partie de ladite périphérie interne et ladite deuxième bride (38) a une 1<Desc/Clms Page number 23>paroi périphérique externe définissant une partie de ladite périphérie externe et en relation opposée envers ladite paroi périphérique interne de adite première bride (36), pour de cette manière définir une partie dudit espace entr lesdites premières et deuxièmes brides. a
- 14. Dispositif d'accouplement selon la revendicatio 13, caractérisé en ce e que ledit diaphragme (40) comprend une partie médiane agencée entre lesdites zones 1 de bordure périphérique intérieures et extérieures et est fixé uxdites premières et deuxièmes brides de manière que ladite partie médiane soit agencée entre lesdites parois intérieures et extérieures.
- 15. Dispositif d'accouplement selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite partie médiane dudit diaphragme (40), observée en coupe radiale, a une forme en cloche, un côté de ladite partie médiane à forme en cloche étant agencé à l'opposée de ladite paroi intérieure et le côté opposé de ladite partie médiane en forme en cloche étant agencé à l'opposé de ladite paroi extérieur.
- 16. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, comprenant en outre des pinces pour fixer lesdites régions de bordure périphérique intérieures et extérieures dudit diaphragme (40) sur lesdites premières et deuxièmes brides, respectivement.
- 17. Dispositif d'accouplement selon la revendication 16, comprenant en outre des vis pour fixer lesdites pinces sur lesdites premières et deuxièmes brides, ledit diaphragme (40) étant pris en sandwich entre lesdites pinces et lesdites premières et deuxièmes brides.
- 18. Dispositif d'accouplement selon la revendication 16 ou la revendication 17, caractérisé en ce que lesdites pinces comprennent une première paire de pinces attachées à ladite première bride (36) et une deuxième paire de pinces attachées à ladite deuxième bride (38).
- 19. Un dispositif d'accouplement entre une première et une deuxième chambre (12, 14) pour empêcher le transfert des vibrations entre es chambres et pour fermer de façon étanche un passage entre les premières et deuxièmes chambres (12, 14), le dispositif d'accouplement comprenant : une première bride (36) adaptée pour être fixée sur la première chambre et ayant un premier conduit interne et une périphérie intérieure ;<Desc/Clms Page number 24>une deuxième bride (38) adaptée pour être fixée sur la deuxième chambre et ayant un deuxième conduit interne en alignement avec ledit p emier conduit interne pour de cette manière former le passage entre les premières e deuxièmes chambres (12, 14), ladite deuxième bride (38) étant séparée de ladite première bride (36) pour de cette manière finir un espace entre lesdites premières et deuxièmes brides qui soit en communication fluidique avec lesdits premiers et deuxièmes conduits internes ; et un diaphragme (40) comprenant au moins une couche en élastomère et fixé sur lesdites premières et deuxièmes brides, pour de cette manière accoupler lesdites premières et deuxièmes brides ensemble et fermer ledit espace entre lesdites premières et deuxièmes brides, afin de fermer hermétiquement lesdits premiers et deuxièmes conduits internes vis-à-vis de l'atmosphère ambiante.
- 20. Dispositif d'accouplement selon la revendication 19, caractérisé en ce que ladite au moins une couche en élastomère est réalisée en VI ONTM.
- 21. Dispositif d'accouplement selon la revendication 19 ou la revendication 20, caractérisé en ce que ledit diaphragme (40) comprend en outre un revêtement en aluminium agencé sur ladite au moins une couche en élastomère.
- 22. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendication 19 à 21, caractérisé en ce que ledit diaphragme (40) comprend en outre un revêtement en polymère agencé sur ladite au moins une couche en élastomère.
- 23. Dispositif d'accouplement selon l'une des revendications 19 à 22, caractérisé en ce que ladite au moins une couche en élastomère comprend des premières et deuxièmes couches en élastomère, ledit diaphragme (40) comprenant en outre une couche de textile interposée entre lesdites premières et deuxièmes couches en élastomère.
- 24. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 19 à 23, caractérisé en ce que ladite au mo ns une couche en 0 élastomère comprend des premières et deuxièmes couches élastomère, ledit diaphragme (40) comprenant en outre une couche de textile inte osée entre lesdites premières et deuxièmes couches en élastomère, un revêtement e aluminium agencé sur les surfaces extérieures desdites premières et deuxièmes couc les en élastomère et un revêtement en polymère agencé sur ledit revêtement en aluminium.<Desc/Clms Page number 25>
- 25. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 19 à 24, caractérisé en ce que ledit diaphragme (40) a une région de bordure de périphérie intérieure fixée sur ladite première bride (36) et une région de bordure de périphérie extérieure fixée sur ladite deuxième bride (38).
- 26. Dispositif d'accouplement selon la revendication 25, caractérisé en ce r s que ledit diaphragme (40) a une partie médiane entre lesdites régions de bordure périphérique intérieures et extérieures, agencées dans ledit space entre lesdites premières et deuxièmes brides.
- 27. Dispositif d'accouplement selon la revendication 26, caractérisé en ce que ladite partie médiane dudit diaphragme (40) agencé dans'espace entre lesdites premières et deuxièmes brides a, observée en vue en coupe, un forme en cloche, un côté de ladite partie à forme en cloche étant agencé à l'opposé de ladite première D D el bride (36) et un côté opposé de ladite partie médiane à forme cloche étant agencé à l'opposé de ladite deuxième bride (38).
- 28. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 19 à 27, caractérisé en ce que ladite première bride (36) a une périphérie intérieure et ladite deuxième bride (38) a une périphérie extérieure, en relation opposée à et espacée vis-à-vis de ladite périphérie inférieure de ladite première bride (36), une partie dudit diaphragme (40) étant agencée entre les premières et deuxièmes brides.
- 29. Dispositif d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 19 à 28, caractérisé en ce que ladite première bride (36) a une paroi périphérique intérieure et ladite deuxième bride (38) a une paroi périphérique extérieure en relation opposée à et espacée vis-à-vis de ladite paroi intérieure de ladite première bride (36), une partie dudit diaphragme (40) étant agencée entre t lesdites premières et deuxièmes parois.
- 30. Dispositif d'accouplement selon la revendication 9, caractérisé en ce L 9 , ayant une épaisseur que ledit diaphragme (40) se présente sous la forme d'une boucle ayant une épaisseur radiale et a au moins une région de bordure radiale extérieure fixée sur ladite première bride (36) et une région de bordure radiale intérieure fixée sur ladite deuxième bride (38).<Desc/Clms Page number 26>
- 31. Un système de métrologie, pour inspecter des tr ches, comprenant : n n une chambre d'inspection (12) flottante, maintenue sous ne pression partielle ; a une chambre de transfert (14) fixe, interposée entre l'atmosphère ambiante et ladite chambre d'inspection (12) et soumise à une alternance e dépressurisations et e de re-pressurisations ; e une vanne à obturateur (30), agencée entre ladite chamb e d'inspection (12) et ladite chambre de transfert (14) pour commander la communication fluidique par un t passage entre ladite chambre d'inspection (12) et ladite chambre de transfert (14) ; et c un accouplement, agencé entre ladite chambre d'inspection (12) et ladite b chambre de transfert (14) pour empêcher le transfert des vibrations entre ladite chambre d'inspection (12) et ladite chambre de transfert (14) et pour fermer de façon p étanche ledit passage entre ladite chambre d'inspection (12) t ladite chambre de transfert (14), ledit accouplement comprenant : une première bride (36) connectée à ladite chambre d'inspection (12) ayant un premier conduit interne et une périphérie intérieure ; t t t une deuxième bride (38) connectée à ladite vanne à obturateur (30) et ayant un deuxième conduit interne en alignement avec ledit premier conduit interne, pour de cette manière former ledit passage entre ladite chambre d'inspection (12) et lesdites chambres de transfert, ladite deuxième bride (38) ayant une pénphérie extérieure en relation opposée par rapport à ladite périphérie intérieure de 1 dite première bride (36), pour de cette manière définir, entre lesdites premières et (deuxièmes brides, un espace qui soit en communication fluidique avec lesdits premiers et deuxièmes conduits internes ; et un diaphragme en boucle ayant une région de bordure périphérique extérieure fixée à ladite première bride (36) et une région de bordure pénphérique intérieure fixée à ladite deuxième bride (38), pour de cette manière accoupler lesdites premières et deuxièmes brides ensemble et fermer ledit espace entre 1 sdites premières et deuxièmes brides, de manière à fermer de façon étanche esdits premiers et deuxièmes conduits internes vis-à-vis de l'atmosphère ambiante.
- 32. Un système de métrologie, pour inspecter des tranches, comprenant : une chambre d'inspection (12) flottante maintenue sous pression partielle ; une chambre de transfert (14) fixe interposée entre l'atmosphère ambiante et ladite chambre d'inspection (12) et soumise à une alternance de dépressurisations et de repressurisations ;<Desc/Clms Page number 27>une vanne à obturateur (30), agencée entre ladite chambre d'inspection (12) et ladite chambre de transfert (14) pour commander la communication fluidique par un passage entre ladite chambre d'inspection (12) et ladite chambra de transfert (14) ; et un accouplement, agencé entre ladite chambre d'inspection (12) et ladite chambre de transfert (14) pour empêcher le transfert des vibrations entre ladite chambre d'inspection (12) et ladite chambre de transfert (14) et pour fermer hermétiquement ledit passage entre ladite chambre d'inspection (12) et ladite chambre de transfert (14), ledit accouplement comprenant : une première bride (36), connectée à ladite chambre d'inspection (12) et ayant un premier conduit interne ; une deuxième bride (38), connectée à ladite vanne à obturateur (30) et ayant un deuxième conduit interne en alignement avec ledit premier conduit interne pour de cette manière former le passage entre ladite chambre d'inspection (12) et ladite chambre de transfert (14), ladite deuxième bride (38) étant séparée de ladite première aL bride (36), de manière qu'entre lesdites premières et deuxièmes brides soit défini un espace en communication fluidique avec lesdits premiers et deuxièmes conduits internes ; et un diaphragme comprenant au moins une couche en élastomère et fixé auxdites premières et deuxièmes brides pour de cette manière accoupler lesdites premières et deuxièmes brides ensemble et fermer ledit espace entre lesdites premières et deuxièmes brides afin de fermer de façon étanche lesdits premiers et deuxièmes n Il conduits internes vis-à-vis de l'atmosphère ambiante.
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