FR2832655A1 - Dispositif d'extraction de gaz a efficacite amelioree - Google Patents

Abstract

Il s'agit d'un dispositif d'extraction (24) de gaz contenu dans une enceinte (20) dotée d'au moins une ouverture (21) par laquelle le gaz peut s'échapper. Ce dispositif d'extraction (24) comporte au moins un conduit (26) destiné à être raccordé à un système d'aspiration. Le conduit (26) est refermé sur lui-même et délimite un passage (25) central, extérieur au conduit (26), adapté à l'ouverture (21) de l'enceinte (20). Le conduit (26) comporte le long du passage (25) central des orifices d'aspiration (27) afin que, lorsque le conduit (26) abouche l'ouverture (21), le gaz sortant de l'enceinte (20) puisse pénétrer dans le conduit (26) par aspiration.Application notamment dans le domaine de la fabrication de dispositifs à semi-conducteur.

Description

<Desc/Clms Page number 1>

DISPOSITIF D'EXTRACTION DE GAZ A EFFICACITE AMELIOREE
DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention est relative à un dispositif d'extraction de gaz d'une enceinte. Ce dispositif d'extraction de gaz est utilisable dans tous les domaines où des machines génèrent des gaz toxiques et nécessitent une évacuation de ces gaz, en particulier, dans le domaine de la microélectronique, pour extraire des gaz nocifs d'une enceinte telle la chambre d'un réacteur par exemple, lorsqu'on effectue des étapes de dépôt de type CVD (abréviation anglosaxonne de Chemical Vapor Deposition pour dépôt en phase vapeur) ou de gravure par plasma sur une plaquette de matériau semi-conducteur.

Dans ce domaine, lorsqu'on veut déposer un matériau sur une telle plaquette par CVD ou la graver par plasma, on place cette dernière dans l'enceinte du réacteur et on y introduit un ou plusieurs gaz. Cette opération de gravure ou de dépôt se fait généralement à une pression différente de la pression atmosphérique et à chaud. Les gaz introduits interagissent entre eux et/ou avec la plaquette de matériau semi-conducteur et/ou avec des matériaux présents dans l'enceinte et forment de nouveaux composés volatils. Les matériaux présents dans l'enceinte peuvent être par exemple ceux constitutifs des porte-échantillons qui reçoivent les plaquettes. L'enceinte est par exemple formée d'un tube en quartz ou en acier inoxydable. Les matériaux qui interagissent avec les gaz introduits peuvent être du

<Desc/Clms Page number 2>

graphite, du silicium, de l'oxyde de silicium, du carbure de silicium, du quartz, de l'acier inoxydable par exemple.

Pour récupérer les plaquettes ainsi traitées, il faut remettre l'enceinte à la pression atmosphérique et l'ouvrir. Les composés chimiques volatils qui se sont créés s'échappent et l'opérateur qui effectue la manipulation est directement exposé à ces rejets, Ces gaz rejetés peuvent être très toxiques comme l'hydrure de soufre H2S ou la phosphine PH3 et provoquer des nausées, des maux de tête ou des lésions plus sévères.

Des concentrations en phosphine en sortie de l'enceinte allant jusqu'à 1 ppm peuvent être mesurées environ une minute après l'ouverture de l'enceinte suivant une étape de 5 heures de dépôt de carbure de silicium SiC sur une plaquette de matériau semi-conducteur recouverte de carbure de silicium SiC. La valeur limite autorisée sur 8 heures pour un individu n'est que de 0,3 ppm.

Lors de la maintenance de l'enceinte ou de son nettoyage qui se fait porte ouverte en frottant ses parois avec un chiffon fixé sur un écouvillon, des gaz nocifs peuvent également être rejetés dans l'atmosphère. Le chiffon peut être imbibé d'un liquide tel que de l'alcool, du trichloréthylène, de l'acétone. Pour enlever des particules de carbure de silicium, de l'alcool serait employé.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
En vue de protéger les opérateurs intervenant dans ce type d'activité et de réduire la

<Desc/Clms Page number 3>

pollution dans l'atmosphère, il a été proposé de placer au voisinage de l'ouverture de l'enceinte un dispositif d'extraction. Plusieurs modèles existent.

Un tube d'extraction se terminant éventuellement par une hotte peut être amené à proximité d'une ouverture de l'enceinte par laquelle des gaz vont s'échapper. Il est destiné à être relié à un système d'aspiration. Le tube peut être positionné par rapport à l'ouverture de l'enceinte de telle manière que l'extraction se fasse sensiblement transversalement à la direction de sortie des gaz ou bien dans la direction de sortie.

On peut se référer aux figures 1A et 1B.

L'enceinte 1 est schématisée par un tronçon tubulaire.

Elle possède une ouverture 2 au niveau d'une extrémité du tronçon tubulaire 1. La flèche indique la direction de sortie du ou des gaz rejetés lors de l'ouverture de la porte 3 qui obture l'ouverture 2. Dans ces exemples, le dispositif d'extraction 4 comporte un conduit 5 dont une extrémité est destinée à être reliée à un système d'aspiration telle une centrale d'aspiration (non représentée) et dont l'autre extrémité se termine par une hotte évasée 6. Sur la figure 1A l'extraction se fait sensiblement transversalement à la direction de sortie des gaz, la hotte 6 étant au-dessus de l'ouverture 2 de l'enceinte 1 tandis que sur la figure 1B, elle se fait dans la direction de sortie des gaz, la hotte 6 se trouvant placée face à l'ouverture 2 de l'enceinte 1. Le dispositif d'extraction peut être muni d'un bras articulé (non représenté), ce qui permet de

<Desc/Clms Page number 4>

positionner de manière précise et aisée la hotte par rapport à l'ouverture.

Un tel dispositif d'extraction est simple à mettre en place et peu onéreux surtout en l'absence de hotte.

La configuration de la figure 1A est peu efficace. L'extraction est quasi nulle au niveau de la partie de l'ouverture qui est la plus éloignée de la hotte. Pour obtenir une efficacité acceptable, il faut bénéficier d'une centrale d'aspiration très puissante, ce qui devient onéreux, encombrant et bruyant. Ce dispositif d'extraction n'est pas efficace non plus pour empêcher l'air ambiant de pénétrer dans l'enceinte.

La configuration de la figure 1B n'est pas compatible avec une notion de production car la position de la hotte face à l'ouverture bloque l'accès à l'enceinte. Le temps d'extraction, environ 5 minutes dans les réacteurs de dépôt ou de gravure utilisés en microélectronique, est un temps mort. De plus, lors du nettoyage ou de la maintenance de l'enceinte aucune protection n'est possible.

Une autre possibilité est de placer un capotage 7 tout autour de l'enceinte 1 ou plus généralement de l'appareil devant rejeter le gaz et de le relier au système d'aspiration (non représenté) par un tuyau d'aspiration 9. Le gaz va se répandre dans le capotage et être évacué par aspiration. On peut se référer à la figure 2 qui montre schématiquement cette configuration. Les produits volatils qui s'échappent de l'enceinte 1 par son ouverture 2 restent confinés à

<Desc/Clms Page number 5>

l'intérieur du capotage 7 avant d'être aspirés. Le capotage 7 peut comporter une ou plusieurs ouvertures 8 qui peuvent être obturées et qui permettent d'accéder à l'intérieur de l'enceinte 1 via l'ouverture 2 de l'enceinte 1. Cet accès peut se faire lorsque les composés volatils ont été aspirés. Un système de type boite à gants (non représenté) peut être adjoint de manière à éviter toute relation directe entre l'opérateur et l'intérieur de l'enceinte 1. L'opérateur enfile des gants solidaires du capotage pour sortir les pièces de l'enceinte. La protection de l'opérateur est bien assurée, il n'est pas en contact avec les gaz.

L'intérieur de l'enceinte 1 n'est pas en contact avec l'atmosphère.

Cette configuration est encombrante à cause du capotage et elle n'est pas toujours aisée à mettre en place, cela dépend du type d'enceinte. Le nettoyage et la maintenance sont plus compliqués à effectuer que dans les configurations des figures 1. Cette solution est relativement onéreuse et assez contraignante à utiliser lorsqu'il faut mettre les gants.

Une autre possibilité est d'adjoindre à l'enceinte 1, dont l'ouverture peut être obturée par une porte (non visible), un sas étanche 10. On peut se référer à la figure 3. Une extrémité du sas 9 est fixée de manière étanche à l'enceinte 1 et l'intérieur de l'enceinte 1 peut communiquer avec l'intérieur du sas 9 lorsque sa porte est ouverte. Le sas 9 comporte également, à l'autre extrémité une ouverture 11 qui peut être obturée par une porte étanche 12 pour le faire communiquer avec l'extérieur. Il est relié à une

<Desc/Clms Page number 6>

pompe à vide (non représentée) via un conduit 12 approprié.

Cette configuration amène toutes les garanties de sécurité requises mais est très onéreuse.

De plus, le sas et l'enceinte doivent être parfaitement adaptés l'un à l'autre, le sas doit être prévu dès la conception de l'enceinte. Dans cette configuration également la maintenance et le nettoyage sont plus compliqués. que dans les modes de réalisation des figures 1 puisque le sas reste en place lors de ces opérations.

EXPOSÉ DE L'INVENTION
La présente invention vise à pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus, à savoir la médiocre efficacité, le coût élevé, l'encombrement important qui empêche un chargement, un déchargement, un nettoyage ou une maintenance aisés de l'enceinte, l'incompatibilité avec la notion de production, l'impossibilité à s'adapter à tout type d'enceinte. Par enceinte, on entend ce qui entoure, ce qui délimite un volume.

Plus précisément le but de l'invention est de réaliser un dispositif d'extraction de gaz devant être associé avec une enceinte, ce dispositif devant assurer une protection efficace des opérateurs vis à vis du gaz qu'elle contient notamment lors d'opérations de chargement ou de déchargement de l'enceinte.

Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif d'extraction de gaz qui empêche l'air ambiant de pénétrer à l'intérieur de l'enceinte et de réagir avec les matériaux qu'elle contient.

<Desc/Clms Page number 7>

Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif d'extraction qui puisse être opérant, sans apporter de gêne, lors d'opérations de chargement et de déchargement de l'enceinte mais également d'opérations de maintenance ou de nettoyage de l'enceinte.

Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif d'extraction de gaz d'une enceinte qui puisse coopérer avec tout type d'enceinte moyennant une adaptation géométrique, tout en étant peu onéreux.

Pour y parvenir la présente invention est un dispositif d'extraction de gaz contenu dans une enceinte dotée d'au moins une ouverture par laquelle le gaz peut s'échapper, ce dispositif d'extraction comportant au moins un conduit destiné à être raccordé à un système d'aspiration. Le conduit est refermé sur lui-même et délimite un passage central, extérieur au conduit et adapté à l'ouverture de l'enceinte. Ce conduit comporte le long du passage central des orifices d'aspiration afin que lorsque le conduit abouche l'ouverture de l'enceinte, le gaz sortant de l'enceinte puisse pénétrer dans le conduit par aspiration.

Le contour du passage central a de préférence sensiblement les mêmes dimensions que l'ouverture de l'enceinte.

Le conduit peut être réalisé en métal ou en matière plastique, ce qui rend le dispositif d'extraction peu onéreux et compatible avec une utilisation en salle blanche par exemple.

<Desc/Clms Page number 8>

Le conduit est raccordé à un tuyau d'évacuation pour le relier au système d'aspiration. Il est préférable que le conduit soit exempt d'orifice d'aspiration, au voisinage du raccordement avec le tuyau d'évacuation, pour améliorer l'efficacité de l'extraction.

Le tuyau d'évacuation peut être doté d'une vanne permettant d'isoler le conduit du système d'aspiration.

Pour faire obstacle à la pénétration d'humidité dans l'enceinte, le dispositif d'extraction peut comporter une canalisation dotée d'ouvertures accolée au conduit apte à souffler un gaz, par exemple, de l'azote et à créer une barrière de gaz entre le conduit et l'ouverture de l'enceinte lorsque le conduit abouche l'ouverture de l'enceinte.

Il est avantageux d'équiper le dispositif d'extraction d'un dispositif permettant son emboîtement dans l'ouverture de l'enceinte, ce dispositif d'emboîtement coopérant avec le conduit.

Ce dispositif d'emboîtement peut prendre la forme d'une chemise solidaire du conduit, cette dernière peut être située le long du passage central.

La mise en place du dispositif d'extraction est alors aisée, le dispositif d'emboîtement facilitant le centrage du conduit dans l'ouverture. Le dispositif d'emboîtement peut aussi assurer une étanchéité entre l'enceinte et le conduit.

Le dispositif d'extraction de gaz peut aussi comprendre des moyens de guidage permettant un

<Desc/Clms Page number 9>

déplacement du conduit pour l'approcher ou l'éloigner de l'ouverture de l'enceinte.

Le déplacement peut être de type translation, les moyens de guidage peuvent alors comporter au moins un galet solidaire du conduit, ce galet coopérant avec un rail.

Le déplacement peut être de type rotation, les moyens de guidage peuvent alors comporter un mécanisme. de rotation solidaire du conduit, ce mécanisme coopérant avec une potence pour positionner le conduit devant l'embouchure du réacteur. La potence peut être réalisée par un rail si le déplacement combine translation et rotation. Elle peut être réalisée par deux tubes emboîtés l'un dans l'autre, le tube intérieur étant plus long que le tube extérieur.

Il est préférable que le tuyau d'évacuation soit suffisamment souple pour ne pas gêner le déplacement du conduit.

Le tuyau d'évacuation peut coopérer avec un dispositif de maintien compatible avec le déplacement.

Lorsque le dispositif d'extraction est mobile, son conduit se trouve plaqué contre une face de l'enceinte portant l'ouverture, en position de travail.

Mais il est possible qu'il soit immobile, sont conduit peut être fixé à une face de l'enceinte portant l'ouverture.

L'enceinte peut être formée par un capotage de protection d'un appareil qui produit le gaz à extraire.

<Desc/Clms Page number 10>

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : les figures 1A et 1B montrent schématiquement deux dispositifs d'extraction de gaz de type connu'avec hotte ; - la figure 2 montre schématiquement un dispositif d'extraction de gaz de type connu avec capotage ; - la figure 3 montre schématiquement un dispositif d'extraction de gaz de type connu avec sas ; - la figure 4 montre en perspective un premier exemple de dispositif d'extraction de gaz conforme à l'invention ; - la figure 5 montre en coupe un autre exemple d'un dispositif d'extraction de gaz conforme à l'invention et qui est mobile en translation par rapport à l'enceinte ; les figures 6A et 6B un dispositif d'extraction de gaz conforme à l'invention, mobile en rotation par rapport à l'enceinte, respectivement en position de travail et en position de repos ; - la figure 7 une vue en perspective d'une dispositif d'extraction de gaz conforme à l'invention et qui est immobile par rapport à l'enceinte ; les figures 8A à 8D un dispositif d'extraction de gaz conforme à l'invention dans différentes positions depuis sa position de repos à sa

<Desc/Clms Page number 11>

position de travail et en détails son mécanisme de rotation ; - la figure 9 un dispositif d'extraction de gaz selon l'invention équipé de moyens pour faire obstacle à la pénétration d'humidité dans l'enceinte.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
On va maintenant s'intéresser à la figure 4 qui montre un mode de réalisation d'un dispositif d'extraction de gaz selon l'invention.

Ce dispositif d'extraction de gaz est destiné à être associé avec une enceinte 20, placée sur la gauche de la figure, ce peut-être par exemple un réacteur utilisé en microélectronique pour réaliser des dépôts ou des gravures sur des plaquettes de matériau semi-conducteur.

Cette enceinte 20, représentée dans l'exemple de forme parallélépipédique, comporte sur l'une de ses faces au moins une ouverture 21 qui peut être obturée par une porte 22. On suppose que dans cette application, il s'agit d'une enceinte à chargement frontal, l'enceinte 20 étant représentée en position ouverte avec la porte 22 rabattue au-dessus de l'ouverture 21.

Le dispositif d'extraction 24, objet de l'invention, est situé face à l'ouverture 21, sans contact avec l'enceinte 20. De manière à bien comprendre qu'elle est sa structure, il est représenté dans une position décalée par rapport à l'enceinte, dans cette position, dite de repos, il n'est pas opérationnel.

<Desc/Clms Page number 12>

Il comporte un conduit 26 destiné à être raccordé à un système d'aspiration (non représenté). Le conduit 26 est refermé sur lui-même de manière à délimiter un passage central 25 à l'extérieur du conduit 26. La géométrie du passage central 25 est adaptée à celle de l'ouverture 21 de l'enceinte, elle lui correspond sensiblement.

Le conduit 26 comporte des orifices 27 qui sont répartis le long du passage central 25, de manière qu'en position de travail, lorsqu'il est plaqué contre la face qui porte l'ouverture 23, le gaz sortant de l'enceinte 20 puisse pénétrer à l'intérieur du conduit 26 par aspiration.

Le raccordement au système d'aspiration peut se faire par au moins un tuyau d'évacuation 28 qui débouche à l'intérieur du conduit 26. Le gaz à extraire qui pénètre dans le conduit 26 est évacué par le tuyau d'évacuation 28.

Le système d'aspiration peut être placé assez loin du conduit 26, par exemple dans une autre pièce ou même dans un autre bâtiment. Le tuyau d'évacuation 28 peut être équipé d'une vanne de fermeture 28-1 permettant d'isoler le dispositif d'extraction du système d'aspiration. Cette vanne est visible sur la figure 5.

Dans l'exemple décrit, le dispositif d'extraction est destiné à venir se plaquer contre la face 23 de l'enceinte 20 portant l'ouverture 21, en phase d'extraction avec porte 22 ouverte et à s'éloigner de l'enceinte 20 pour que la porte 22 puisse se fermer en phase de repos.

<Desc/Clms Page number 13>

A cet effet, le dispositif d'extraction 24 peut coopérer avec des moyens 29 de guidage du conduit 26 permettant son déplacement. Ces moyens de guidage 29 peuvent comprendre par exemple au moins un rail de guidage 29-1, fixe par rapport à l'enceinte 20, positionné de manière appropriée par rapport à elle, et un mécanisme de guidage 29-2, par exemple de type à galet, solidaire du conduit 26 et qui coopère avec le rail 29-1.

Le déplacement peut être effectué manuellement par l'opérateur en poussant ou en tirant le conduit 26 ou être réalisé automatiquement par exemple à l'aide d'un dispositif à moteur électrique 31. Ce dispositif 31 est représenté accolé au mécanisme de guidage 29-2.

Lorsque le dispositif d'extraction est amené à être déplacé, il est préférable de réaliser le tuyau d'évacuation 28 dans un matériau suffisamment léger et souple pour ne pas entraver son déplacement.

Le tuyau d'évacuation 28 peut avoir une paroi configurée en accordéon. Si sa course est importante, il est préférable de prévoir un dispositif de maintien 32 du tuyau d'évacuation 28 pour éviter qu'il ne repose sur le rail 29-1 et gêne le déplacement. Ce dispositif de maintien 32 peut être par exemple de type tringle à rideau avec des crochets 32-1 solidaires du tuyau d'évacuation 28 qui coulissent sur une tringle 32-2 éloignée du rail 29-1. Ce dispositif de maintien 32 est représenté sur la figure 5.

Pour améliorer l'efficacité de l'extraction et réduire les fuites de gaz, il est possible que le

<Desc/Clms Page number 14>

dispositif d'extraction 24 s'emboîte dans l'ouverture 21 de l'enceinte 20. Dans l'exemple décrit, le dispositif d'emboîtement comporte une chemise 33-1 qui se projette vers l'ouverture 21, elle est fixée au conduit 26 et borde le passage central 25, c'est-à-dire la périphérie intérieure du conduit 26. Elle est destinée à pénétrer à l'intérieur de l'enceinte 20 en s'emboîtant dans son ouverture 21. Elle peut être associée à. un joint d'étanchéité 33-2. Dans ce cas le passage central 25 est sensiblement de la même taille que l'ouverture 21. D'autres dispositifs d'emboîtement 33 pourraient être envisagés sans sortir du cadre de l'invention. Au lieu que la chemise 33-1 borde le conduit 26 au niveau de sa périphérie intérieure, elle pourrait le border au niveau de sa périphérie extérieure ou être située à une position intermédiaire située entre ces deux extrêmes. Dans ces configurations le passage central 25 serait plus petit que l'ouverture 21.

Le dispositif d'emboîtement 33 garantit un bon positionnement du conduit 26 par rapport à l'ouverture 21. Dans l'exemple avec ouverture circulaire et chemise cylindrique, lorsque l'emboîtement est réalisé, on est sûr du bon centrage du conduit par rapport à l'ouverture 21.

Le nombre d'orifices 27, leurs dimensions et leurs positions dépendent notamment des dimensions de l'ouverture 21 de l'enceinte et de la capacité du système d'aspiration. Une optimisation de l'extraction peut être obtenue par exemple en visualisant les débits des flux gazeux aspirés à l'aide de fumée. Cette fumée

<Desc/Clms Page number 15>

peut être délivrée par une poire à fumée. On matérialise les écoulements de fumée, de part et d'autre du conduit 26 au niveau du passage central 25.

En jouant sur la taille des orifices, sur leur position, leur nombre et si possible sur la vitesse d'aspiration du système d'aspiration, il est possible d'optimiser l'efficacité de l'extraction. Il peut être judicieux de ne pas placer d'orifice 27 au voisinage du raccordement entre le conduit 26 et le tuyau 28 d'évacuation pour obtenir une extraction relativement homogène tout autour du passage central 25.

La configuration du conduit 26 avec le passage central 25 donne un libre accès, sans contrainte, à l'intérieur de l'enceinte 20. Sur la figure 4, un outil 34 de manipulation de plaquette a été représenté, il est aisé de l'utiliser pour des opérations de chargement ou de déchargement, il coulisse sans problème à travers le passage central lorsque le dispositif d'extraction est opérationnel en position de travail. Le dispositif d'extraction peut rester en position de travail lors du chargement, du déchargement, de la maintenance ou du nettoyage de l'enceinte.

Le passage de la position de repos à la position de travail peut se faire de façon très rapide, sans difficulté grâce aux moyens de guidage et au dispositif d'emboîtement.

Le conduit 26 sera réalisé dans un matériau compatible avec les gaz à extraire. Il peut être métallique par exemple en acier inoxydable ou en matière plastique par exemple en PVC (chlorure de

<Desc/Clms Page number 16>

polyvinyle). Ces deux matériaux conviennent avec une utilisation en salle blanche. En présence de gaz chloré, le PVC serait préférable.

La configuration du conduit 26 peut être quelconque, elle n'est pas limitée à celle montrée sur la figure 4. Dans ce cas le conduit est en forme de parallélépipède avec un passage central circulaire. On pourrait envisager que le conduit soit configuré en anneau et. que sa section droite soit un cercle, un quadrilatère, un polygone, une ellipse ou autre. Sur la figure 5, le conduit a une section rectangulaire et il est configuré en anneau.

La figure 5 montre une coupe longitudinale d'un dispositif d'extraction selon l'invention et son association avec une enceinte. Il existe peu de différences au niveau du dispositif d'extraction par rapport à celui de la figure 4. On voit maintenant le dispositif de maintien 32 du tuyau d'évacuation 28 de type tringle à rideau avec les crochets 32-1 solidaires du tuyau d'évacuation 28 qui coulissent sur la tringle 32-2 fixe, sensiblement parallèle au rail 29-1 servant au déplacement du dispositif d'extraction. Le tuyau d'évacuation 28 est équipé d'une vanne 28-1 et le système d'aspiration a été schématisé avec la référence 28-2. Il se trouve en aval de la vanne 28-1 par rapport au conduit 26. La vanne permet d'isoler le conduit par rapport au système d'aspiration.

On voit également un support 34-1 de l'outil de manipulation 34 de plaquette qui coopère avec le rail de guidage 29-1. Ainsi l'outil 34 peut se

<Desc/Clms Page number 17>

déplacer en translation tout comme le dispositif d'extraction 24.

En ce qui concerne l'enceinte 20, elle est représentée sous la forme d'un tube 20-1, généralement en quartz, se terminant par un embout 20-2 équipé de la porte 22 qui est représentée fermée. L'embout 20-2 est relié à un dispositif de pompage pour faire le vide à l'intérieur de l'enceinte, la liaison se fait par une canalisation 20-3.

Le dispositif d'extraction est aisément adaptable à tout type d'enceinte.

Sur les figures 6A et 6B, on a illustré le cas d'une enceinte à chargement par le dessus. Il peut s'agir d'une chambre de dépôt utilisée en microélectronique. Sur la figure 6A, l'enceinte 20'est ouverte et le dispositif d'extraction 24'est opérationnel, en position de travail, il repose sur la face 23'de l'enceinte 20'portant l'ouverture 21' alors que sur la figure 6B, l'enceinte 20'est ouverte mais le dispositif d'extraction 24'est en position de repos, il a été déplacé. En position de travail le conduit 26's'étend dans un plan parallèle à celui de l'ouverture 21'de l'enceinte 20'.

En position de repos, il s'étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à celui de l'ouverture 21'de l'enceinte 20'. Le déplacement n'est pas une simple translation comme dans les cas précédents. En effet le conduit 26's'escamote de côté lorsqu'il n'est pas en position de travail, il ne reste pas face à l'ouverture de l'enceinte et ainsi libère

<Desc/Clms Page number 18>

l'espace situé au-dessus de l'ouverture 21', ce qui permet d'intervenir aisément dans l'enceinte 20'.

Le mouvement subi par le dispositif d'extraction 24'peut se décomposer en une rotation dans un plan sensiblement parallèle à celui de l'ouverture 21'combiné à une rotation dans un plan sensiblement perpendiculaire à celui de l'ouverture 21'. Sur les figures 6A, 6B, le dispositif d'extraction 24'se trouve dans un plan horizontal en position de travail et dans un plan vertical en position de repos.

On pourrait envisager que la seconde rotation soit supprimée et que le conduit reste dans un plan sensiblement parallèle à celui de l'ouverture en étant décalé latéralement par rapport à elle.

Le dispositif d'extraction 24'est solidaire d'une potence 60 par l'intermédiaire d'un mécanisme 61 de rotation. Il peut être nécessaire d'autoriser en plus de ces mouvements une translation de manière à pouvoir soulever le dispositif d'extraction 24'par rapport à l'ouverture 21'de l'enceinte. Il suffit que le mécanisme de rotation 61 puisse coulisser le long de la potence. La potence a alors le rôle d'un rail. Cette translation est nécessaire lorsque le dispositif d'extraction 24'est équipé d'un dispositif d'emboîtement.

Sur les figures 8A, 8B, 8C, 8D on voit une variante d'une potence et d'un mécanisme de rotation 81. La potence 80 est formée de deux tubes 80.1, 80.2 qui coulissent l'un dans l'autre, le tube intérieur 80.1 étant plus long que le tube extérieur 80.2. Le tube intérieur 80.1 peut alors être déplacé en

<Desc/Clms Page number 19>

translation par rapport au tube extérieur 80.2 et en rotation autour de son axe principal. Le dispositif d'extraction 24'est solidaire de la potence 80 et plus particulièrement de son tube intérieur 80.1 par l'intermédiaire du mécanisme de rotation 81. Ce dernier peut être formé d'une tige 81.1 solidaire à une première extrémité du conduit 26'et dont la seconde est destinée à être introduite dans un orifice 81.2 latéral du tube intérieur 80.1. La tige 81.1 est retenue à l'intérieur du tube intérieur 80.1 par un dispositif 82 qui peut par exemple être formé par un écrou 82.1 venant se visser à la seconde extrémité de la tige 81.1. Le conduit 26'peut alors être déplacé en rotation autour de l'axe formé par la tige 81.1. Une rondelle 82.2 est insérée entre l'écrou 82.1 et la paroi du tube intérieur 80.1 pour assurer une rotation aisée de la tige dans l'orifice. Sur la figure 8A le dispositif d'extraction 24'est en position de repos, le conduit étant sensiblement vertical, sur la figure 8B, il est dans une position intermédiaire entre la position de repos et la position de travail, le conduit a pivoté autour de la tige et on suppose que le tube intérieur de la potence a tourné sur lui même, sur la figure 8C le dispositif d'extraction est presque en position de travail, le conduit est sensiblement horizontal, le tube intérieur a subi une translation vers le haut puis vers le bas pour que le conduit puisse s'appliquer devant l'enceinte 20'.

La figure 7 montre encore un autre mode de réalisation d'un dispositif d'extraction selon l'invention. Dans cette configuration, l'enceinte avec

<Desc/Clms Page number 20>

laquelle coopère le dispositif d'extraction 74 est maintenant un capotage 70 de protection d'un appareil.

L'appareil 73 est schématisé en traits mixtes. On suppose que de cet appareil est susceptible de s'échapper du gaz nocif. Le capotage 70 comporte dans cet exemple deux ouvertures 71 d'accès à l'appareil au travers desquelles sont introduites les mains. Chacune de ces ouvertures coopère avec un conduit 76, refermé sur lui-même, destiné à être relié au système d'aspiration par un tuyau d'évacuation 78.

Les conduits sont tout à fait comparables à ceux des figures 6A et 6B. Dans cette configuration, les conduits 76 sont maintenus fixes par rapport au capotage 70, ils peuvent être fixés à ce dernier ou simplement emboîtés chacun dans une ouverture 71.

Cette configuration est utilisable notamment lorsque l'appareil a besoin d'être protégé de l'humidité ambiante. Avec un tel dispositif d'extraction, il n'est plus nécessaire de relier les deux ouvertures du capotage à des gants qui sont peu pratiques à utiliser et toujours contraignants. L'accès à l'appareil est aisé. Les composés volatils qui risquent de sortir de l'appareil sont aspirés à leur sortie du capotage, sans danger pour les opérateurs ni risque de pollution de l'environnement. Il est préférable de maintenir l'intérieur du capotage en légère surpression d'azote par exemple pour faire barrière à l'air ambiant humide et l'empêcher de pénétrer à l'intérieur du capotage 70. En pratique, on fait circuler de l'azote à l'intérieur de l'appareil 73, le flux d'azote sortant par l'ouverture 71.

<Desc/Clms Page number 21>

Lorsqu'on ne peut faire balayer l'intérieur de l'enceinte par un flux gazeux tel que l'azote, il est possible de créer une barrière gazeuse entre le dispositif d'extraction et l'ouverture de l'enceinte pour empêcher l'humidité de pénétrer dans l'enceinte.

La figure 9 illustre ce mode de réalisation, une canalisation 90 dotée d'ouvertures 91 est accolée au conduit 92 du dispositif d'extraction. Un gaz est introduit dans cette canalisation 90 et s'en échappe par les ouvertures 91 en formant une barrière gazeuse.

Le raccordement de la canalisation à la source de gaz n'est pas représentée pour ne pas surcharger la figure.

Cette canalisation se trouve entre l'ouverture 21 de l'enceinte 20 et le conduit lorsque le dispositif d'extraction est en position de travail de manière à créer la barrière de flux. La canalisation est solidaire du conduit 92, elle a été configurée de manière à suivre le bord du conduit au niveau du passage central 93 mais d'autres configurations sont possibles.

Un tel dispositif d'extraction peut facilement être adapté à tout appareil de dépôt ou de gravure utilisé en microélectronique ne possédant pas de sas. Il est peu onéreux à mettre en place car il ne nécessite que des pièces très simples et bon marché.

Le tuyau d'évacuation peut être raccordé au conduit directement, par l'intermédiaire d'une réduction ou par tout arrangement approprié.

Des essais comparatifs de mesure de concentration de gaz ont été faits à la sortie d'un réacteur de 400mm de diamètre après une opération de

<Desc/Clms Page number 22>

dépôt de carbure de silicium sur un substrat de carbure de silicium ayant duré 5 heures. Ils sont consignés dans les deux tableaux suivants. Les mesures du tableau

n l ont été recueillies sans dispositif d'extraction et celles du tableau n02 avec un dispositif d'extraction conforme à l'invention. Le dispositif d'extraction avait les caractéristiques suivantes : section du conduit : 75x52 mm2 diamètre du tuyau d'évacuation : 100 mm
Trente orifices sont régulièrement répartis autour de l'espace central et ils ont tous un même diamètre de 20 mm.

Plusieurs séries de mesures ont été faites à des instants particuliers, en débutant au moment de l'ouverture de la porte du réacteur, puis une minute et deux minutes après.

On a mesuré d'une part les quantités d'hydrures (dont le silane, la phosphine, H2S) et d'autre part les quantités de phosphine dans les deux cas. Les mesures faites sans dispositif d'extraction ont aussi concerné les quantités d'H2S mais les résultats ont montré qu'elles étaient négligeables, ce gaz n'a pas été recherché avec le dispositif d'extraction.

<Desc/Clms Page number 23>

TABLEAU NOI

<tb>
<tb> Début <SEP> des <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> minute <SEP> 2 <SEP> minutes
<tb> mesures <SEP> après
<tb> ouverture
<tb> Hydrures <SEP> Os <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> Os <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 36 <SEP> Os <SEP> : <SEP> 0,20
<tb> Ppm <SEP> 15s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> 15s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP> 15s <SEP> :-
<tb> 30s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> 30s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 67 <SEP> 30s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 10
<tb> 45s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 17 <SEP> 45s, <SEP> 0,31 <SEP> 45s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 10
<tb> Phosphine <SEP> Os <SEP> :-Os <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 40 <SEP> Os <SEP> : <SEP> 0,25
<tb> Ppm <SEP> 15s <SEP> : <SEP> 0,54 <SEP> 15s <SEP> : <SEP> 0,71 <SEP> 15s <SEP> :-
<tb> 30s <SEP> : <SEP> 0,19 <SEP> 30s <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 30s <SEP> :-
<tb> 45s <SEP> : <SEP> 0,34 <SEP> 45s <SEP> :-45s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 04
<tb> H2S <SEP> Os <SEP> : <SEP> 0 <SEP> Os <SEP> : <SEP> 1 <SEP> Os <SEP> : <SEP> 0
<tb> Ppm <SEP> 15s <SEP> : <SEP> 0 <SEP> 15s <SEP> : <SEP> 3 <SEP> 15s <SEP> : <SEP> 0
<tb> 30s <SEP> : <SEP> 0 <SEP> 30s <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 30s <SEP> : <SEP> 0
<tb>
TABLEAU N02

<tb>
<tb> Début <SEP> des <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> minute <SEP> 2 <SEP> minutes
<tb> mesures <SEP> après
<tb> ouverture
<tb> Hydrures <SEP> Os <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP> Os <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP> Os <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 03*
<tb> Ppm <SEP> 10s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP> 30s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP> 30s <SEP> : <SEP> 0,22*
<tb> 20s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP> 40s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 02* <SEP> 40s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 02
<tb> 30s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 02
<tb> Phosphine <SEP> Os <SEP> : <SEP> 0 <SEP> Os <SEP> : <SEP> 0 <SEP> Os <SEP> : <SEP> 0,8*
<tb> Ppm <SEP> 10s <SEP> : <SEP> 0 <SEP> 30s <SEP> : <SEP> 0 <SEP> 30s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 2*
<tb> 20s <SEP> : <SEP> 0 <SEP> 40s <SEP> : <SEP> 0* <SEP> 40s <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 2
<tb> 30s <SEP> : <SEP> 0
<tb>

<Desc/Clms Page number 24>

Les étoiles signifient que pendant l'intervalle de temps compris entre 1 minute 40 secondes et 2 minutes 30 secondes après l'ouverture de la porte du réacteur, le dispositif d'extraction n'était pas en fonctionnement, la vanne 28-1 (vue sur la figure 5) par exemple était fermée.

Les concentrations de gaz toxiques mesurées sont nettement plus faibles lorsque le dispositif d'extraction de gaz est employé.

Bien que plusieurs modes de réalisation de la présente invention aient été représentés et décrits de façon détaillée, on comprendra que différents changements et modifications puissent être apportés sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (22)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'extraction (24,74) de gaz contenu dans une enceinte (20,70) dotée d'au moins une ouverture (21,71) par laquelle le gaz peut s'échapper, ce dispositif d'extraction (24,74) comportant au moins un conduit (26,76) destiné à être raccordé à un système d'aspiration, caractérisé en ce que le conduit (26,76) est refermé sur lui-même et délimite un passage (25) central, extérieur au conduit (26,76) et adapté à l'ouverture (21,71) de l'enceinte (20,70), ce conduit (26,76) comportant le long du passage (25) central des orifices d'aspiration (27) afin que lorsque le conduit (26,76) abouche l'ouverture (21,71) de l'enceinte, le gaz sortant de l'enceinte (20,70) puisse pénétrer dans le conduit (26,76) par aspiration.

2. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contour du passage (25) central a sensiblement les mêmes dimensions que l'ouverture (21) de l'enceinte.

3. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le conduit (26) est réalisé en métal ou en matière plastique.

4. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conduit (26) est raccordé à un tuyau d'évacuation (28) pour le relier au système d'aspiration.

<Desc/Clms Page number 26>

5. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit (26) est exempt d'orifice d'aspiration (27) au voisinage du raccordement avec le tuyau d'évacuation (28).

6. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une canalisation (90) dotée d'ouvertures (91) accolée au conduit (92) apte à souffler un gaz tel que l'azote et à créer une barrière gazeuse entre le conduit (92) et l'ouverture (21) de l'enceinte (20) lorsque le conduit abouche l'ouverture (21) de l'enceinte.

7. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le tuyau d'évacuation (28) est doté d'une vanne (28-1) permettant d'isoler le conduit (26) du système d'aspiration.

8. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est doté d'un dispositif (33) permettant son emboîtement dans l'ouverture (21) de l'enceinte (20), ce dispositif d'emboîtement (33) coopérant avec le conduit (26).

9. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif d'emboîtement (33) prend la forme d'une chemise solidaire du conduit (26) et située le long du passage central (25).

<Desc/Clms Page number 27>

10. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le dispositif d'emboîtement (33) réalise une étanchéité entre l'enceinte (20) et le conduit (26).

11. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de guidage (29) permettant un déplacement du conduit (26) pour l'approcher ou l'éloigner de l'ouverture (21) de l'enceinte (20).

12. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 11, caractérisé en ce que le déplacement est de type translation.

13. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de guidage (29) comportent au moins un galet (29-2) solidaire du conduit (26), ce galet (29-2) coopérant avec un rail (29-1).

14. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le déplacement est de type rotation.

15. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens de guidage comportent un mécanisme de rotation (61,81) solidaire du conduit (26'), ce mécanisme de rotation coopérant avec une potence (60,80).

<Desc/Clms Page number 28>

16. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 15, caractérisé en ce que la potence (60) a un rôle de rail.

17. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 15, caractérisé en ce que la potence comporte deux tubes (80.1, 80.2) qui coulissent l'un dans l'autre, le tube intérieur (80.1) étant plus long que le tube extérieur (80.2).

18. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 11 à 17, caractérisé en ce que le tuyau d'évacuation (28) est suffisamment souple pour ne pas gêner le déplacement.

19. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 18, caractérisé en ce que le tuyau d'évacuation (28) coopère avec un dispositif de maintien (32) compatible avec le déplacement.

20. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'en position de travail, le conduit (26) est plaqué contre une face (23) de l'enceinte (20) portant l'ouverture (21).

21. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le conduit (76) est fixé à une face de l'enceinte (70) portant l'ouverture (71).

<Desc/Clms Page number 29>

22. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que l'enceinte est formée par un capotage de protection (70) d'un appareil (73) qui produit le gaz à extraire.