WO2012000950A1 - Dispositif de traitement pour boites de transport et de stockage - Google Patents
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Abstract
Un dispositif de traitement pour boîtes de transport et de stockage selon l'invention comprend une pluralité de modules de dépollution (24-27) supportés par un châssis commun (100) et disposés selon une rangée d'au moins une colonne (23c) de modules superposés les uns au-dessus des autres. Chaque module de dépollution (24-27) comprend ses propres moyens de pompage (8) ayant au moins une pompe primaire (8a) logée dans un compartiment de pompage primaire (8c) décalé longitudinalement par rapport à la chambre de dépollution (5). L'accès aux modules de dépollution (24-27) se fait par des portes d'accès latérales qui sont toutes orientées selon un même côté d'accès et qui sont sollicitées par des moyens d'actionnement assurant leurs fermeture et ouverture automatiques. Une zone latérale de transfert est prévue selon le côté d'accès, et comprend un robot (29) apte à déplacer les boîtes de transport et de stockage entre un poste frontal de chargement-déchargement (23a) et les chambres de dépollution (5) de chacun des modules de dépollution (24-27). On optimise ainsi l'encombrement et le débit du dispositif de traitement (23).
Description
Dispositif de traitement pour boites de transport et de stockage
La présente invention concerne les dispositifs mis en œuvre pour le nettoyage et la dépollution des boîtes de transport et de stockage de substrats semi-conducteurs ou de photomasques. Dans une usine de fabrication de semi-conducteurs, des substrats tels que des plaquettes de semi-conducteur et/ou des masques subissent des traitements dans des chambres de procédé. Ces traitements comportent diverses étapes réalisées dans différents équipements, telles que des étapes de dépôt de matière ou des étapes de gravure par exemple. Entre chaque étape, les substrats sont disposés dans des boîtes de transport et de stockage qui elles-mêmes sont déplacées entre les différents équipements de l'usine de fabrication de semi-conducteurs. Les temps d'attente au cours des transferts entre les équipements peuvent être longs, typiquement de quelques heures. Les boîtes de transport et de stockage servent donc de moyens de stockage des substrats pendant les temps d'attente.
Actuellement, les lots de substrats sont contenus dans des mini-environnements constitués de boîtes de transport et de stockage, telles que notamment les enceintes de transport normalisées à ouverture latérale ou frontale ("FOU P" pour "Front Opening Universal Pod" en anglais) ou les enceintes standardisées de transport et de stockage à ouverture par le fond ("SMI F" pour "Standard Mechanical InterFace" en anglais).
Lors des étapes de stockage, la contamination particulaire véhiculée par l'air ("AMC" pour "Airborne Molecular Contamination" en anglais), qui résulte de la présence de gaz réactifs dans l'atmosphère intérieure des boîtes de transport et de stockage, réagit avec les substrats et crée des défauts. Ces défauts peuvent rendre inutilisables les plaquettes de semi-conducteur, et conduire à d'importantes pertes de rendement des usines de fabrication de semi-conducteurs. Ils sont ainsi responsables de pertes onéreuses de plaquettes de semi-conducteur dont le défaut n'est détecté qu'après traitement. Pour éviter ces baisses de rendement des usines de fabrication de semi-conducteurs, et les pertes de plaquettes de semi-conducteur déjà traitées, on a
proposé de dépolluer les boîtes de transport et de stockage, et le lot de substrats qu'elles contiennent, à l'aide d'un procédé et d'un module de dépollution d'environnements confinés. Un module de dépollution comprend habituellement une chambre de dépollution à porte d'accès latérale apte à contenir une seule boîte de transport et de stockage, La dépollution en utilisant un tel module peut durer plusieurs heures.
Un seul module n'est donc pas capable de traiter dans des conditions acceptables la quantité de boîtes de transport et de stockage mis en œuvre dans une usine de fabrication de semi-conducteurs.
Une idée peut être de multiplier les modules dans l'usine de fabrication de semi-conducteurs, pour atteindre le débit nécessaire de dépollution des boîtes de transport et de stockage. Mais l'inconvénient est que l'on multiplie également l'encombrement des modules de dépollution, notamment leur encombrement au sol. En effet, ces modules de dépollution se trouvent dans la salle blanche de l'usine de fabrication de semi-conducteurs, et les mètres carrés de salle blanche ont un coût d'investissement et d'exploitation élevé. Simultanément, la disposition des modules de dépollution doit être compatible avec le système de transport de boîtes ("OHT" pour "Overhead Host Transport" en anglais) dans une usine de fabrication de semi-conducteurs.
Ainsi, la présente invention vise tout d'abord à réduire l'encombrement au sol des moyens de dépollution.
L'invention a aussi pour but d'assurer la compatibilité des moyens de dépollution avec le trajet normalisé du système de transport de boîtes (OHT) dans une usine de fabrication de semi-conducteurs.
Selon un autre but, la présente invention vise à garantir l'indépendance et l'identité de fonctionnement des modules de dépollution. L'objectif est de rassembler et d'agencer plusieurs modules de dépollution dans un même dispositif de traitement compact.
Un autre but de l'invention est de satisfaire les normes d'environnement, notamment les normes de bruit, ainsi que les normes de sécurité.
Du fait de la multiplication des modules de dépollution pour réaliser un même dispositif de traitement, le respect des normes de bruit nécessite de confiner
le dispositif dans un châssis à isolation phonique. Or les moyens d'isolation phonique présentent nécessairement une capacité d'isolation thermique, qui favorise réchauffement des composants du dispositif de traitement, échauffement susceptible d'endommager ces composants. Il faut donc prévoir des moyens pour éviter un échauffement excessif, ce qui est un autre but de la présente invention.
Une autre difficulté, pour assurer le maintien permanent d'une capacité de traitement suffisante, est de permettre la maintenance individuelle des modules de dépollution constituant le dispositif de traitement, permettant la maintenance d'un module sans affecter le fonctionnement des autres modules.
Par ailleurs, l'invention vise à minimiser le coût de production d'un tel dispositif de traitement, notamment le coût des moyens de manutention des boîtes de transport et de stockage à l'intérieur du dispositif.
L'invention a pour objet un dispositif de traitement pour boîtes de transport et de stockage, comprenant un module de dépollution ayant :
- une chambre de dépollution, à porte d'accès latérale, apte à contenir une boîte de transport et de stockage,
- des moyens d'introduction de gaz dans la chambre de dépollution,
- des moyens de pompage des gaz dans la chambre de dépollution,
- des moyens de commande et de contrôle pour piloter l'atmosphère gazeuse dans la chambre de dépollution.
Le dispositif selon l'invention comprend :
- une pluralité de modules de dépollution supportés par un châssis commun; les modules de dépollution étant superposés les uns au-dessus des autres pour former au moins une colonne de modules,
- chaque module de dépollution comprend ses propres moyens de pompage ayant au moins une pompe primaire,
- la pompe primaire est logée dans un compartiment de pompage primaire décalé longitudinalement par rapport à la chambre de dépollution.
De la sorte, chaque module de dépollution est indépendant des autres modules, on réalise un important gain de place en dimension verticale et en dimension transversale, et les modules de dépollution sont interchangeables à l'utilisation car leurs performances sont identiques.
De préférence, la pompe primaire est supportée par le châssis commun avec interposition de moyens de liaison élastique évitant la transmission de vibrations à l'enceinte de dépollution.
Une telle disposition peut être particulièrement utile dans ce cas de disposition de pompes à vide dans les étages élevés du dispositif de traitement, car la transmission éventuelle des vibrations des pompes pourrait donner lieu à des phénomènes de résonance provoquant des vibrations et des défauts dans les plaquettes de semi-conducteur contenues dans les boîtes de transport et de stockage.
Le respect des normes de bruit conduit à prévoir que les parois des compartiments de pompage primaire comportent des plaques absorbantes pour isolation phonique. Particulièrement dans ce cas, l'isolation thermique qui en découle nécessite de prévoir des moyens particuliers pour éviter les échauffements.
Ainsi on prévoit de préférence que :
- les compartiments de pompage primaire des modules de dépollution d'une même colonne de modules communiquent les uns avec les autres, sans séparation horizontale,
- chaque pompe primaire comprend un système de refroidissement à air, avec une aspiration d'air de refroidissement à une première extrémité de la pompe et avec un refoulement d'air de refroidissement à une seconde extrémité de la pompe,
- dans une même colonne de modules, une paroi verticale intermédiaire sépare l'une de l'autre :
une première zone de compartiments de pompage recevant tous les refoulements d'air de refroidissement et comportant une sortie d'air inférieure, et
une seconde zone de compartiments de pompage contenant toutes les aspirations d'air de refroidissement et comportant une entrée d'air ambiant supérieure.
Les circulations d'air qui résultent de cette disposition permettent de réduire très sensiblement réchauffement résultant du fonctionnement des pompes primaires, de sorte que l'on maintient une température satisfaisante pour l'ensemble des composants du dispositif de traitement.
Selon un mode de réalisation, on prévoit que :
- les portes d'accès latérales des modules de dépollution sont toutes orientées selon un même côté d'accès et sont chacune commandées par des moyens d'actionnement assurant leur ouverture et leur fermeture,
- une zone latérale de transfert est prévue selon le côté d'accès, et comprend un robot apte à déplacer les boîtes de transport et de stockage entre un poste frontal de chargement-déchargement et la chambre de dépollution de chacun des modules de dépollution.
Grâce à la superposition de plusieurs modules en colonne, et à la disposition en ligne des colonnes de modules selon une rangée longitudinale de colonnes, on limite l'encombrement transversal du dispositif de traitement à la valeur de la largeur d'un module de dépollution augmentée de la largeur de la zone latérale de transfert comportant le robot. Cet encombrement transversal définit la longueur occupée par le dispositif de traitement selon le trajet défini par le système de transport de boîtes (OHT).
Simultanément, on peut optimiser l'occupation verticale du dispositif de traitement selon la hauteur disponible dans l'usine de fabrication de semiconducteurs.
Enfin, on peut optimiser l'occupation longitudinale du dispositif de traitement, selon la longueur disponible dans une baie d'usine de fabrication de semi-conducteurs entre deux travées successives du système de transport de boîtes (OHT), en choisissant convenablement le nombre de colonnes de modules disposées en ligne.
Selon une variante, on prévoit que la porte d'accès latérale de chaque module de dépollution est une porte d'accès coulissante qui, en position ouverte, est déportée latéralement du côté du compartiment de pompage primaire, et qui est commandée par un actionneur de coulissement.
Le caractère coulissant des portes latérales d'accès permet d'éviter tout risque de détérioration du robot et des portes, dès lors que le coulissement des portes s'effectue en dehors de la zone latérale de transfert occupée par le robot.
Simultanément, le déplacement en coulissement de la porte s'effectue parallèlement à la zone latérale de transfert, entre la chambre de dépollution et le compartiment de pompage primaire, sans augmenter l'encombrement du module de dépollution. On réalise ainsi un important gain de place.
De préférence, la porte d'accès coulissante est montée à coulissement longitudinal sur un cadre lui-même monté à pivotement selon un axe de pivotement vertical et sollicité en pivotement par un actionneur de pivotement.
Cette disposition permet d'assurer de façon simple une bonne étanchéité de la porte d'accès, et permet simultanément de réduire les frottements des joints, frottements susceptibles de libérer des particules polluantes dont la présence serait particulièrement néfaste dans une salle blanche d'usine de fabrication de semiconducteurs.
Selon un autre mode de réalisation, chaque chambre de dépollution des modules de dépollution comprend, à l'opposé du côté d'accès, une porte de maintenance qu'un opérateur peut ouvrir pour assurer la maintenance individuelle d'un module de dépollution. De la sorte, un opérateur peut assurer la maintenance individuelle d'un module de dépollution, sans affecter le fonctionnement des autres modules, ni le fonctionnement du robot.
De préférence, chaque module de dépollution comprend un dispositif de sécurité assurant :
- le verrouillage de la porte de maintenance en cas d'ouverture de la porte d'accès latérale,
- le verrouillage de la porte d'accès latérale et l'inhibition partielle du robot en cas d'ouverture de la porte de maintenance.
On garantit ainsi la sécurité des opérateurs chargés de la maintenance, et on évite tout risque de dégradation du robot ou du contenu des boîtes de transport et de stockage lors d'une maintenance d'au moins un module de dépollution.
Le dispositif selon encore un autre mode de réalisation comprend en outre :
- au moins un premier poste de chargement-déchargement,
- une zone latérale de transfert prévue du côté de l'accès aux modules de dépollution, en ligne avec le poste de chargement-déchargement,
- un robot, placé dans la zone latérale de transfert, apte à déplacer les boîtes de transport et de stockage entre le poste frontal de chargement-déchargement et la chambre de dépollution de chacun des modules de dépollution.
L'architecture générale du dispositif de traitement tel que défini ci-dessus permet de prévoir un robot particulièrement simple et peu onéreux, par exemple un robot d'un type comprenant :
- des moyens de translation longitudinale,
- des moyens de translation verticale,
- des moyens de rotation de 90° d'axe vertical,
- un bras à développement radial.
Notamment dans le cas d'une multiplication des colonnes de modules disposées en ligne selon une rangée longitudinale, il faut prévoir des moyens de chargement-déchargement présentant un débit suffisant pour ne pas retarder le fonctionnement des autres composants du dispositif de traitement. Pour cela, on peut avantageusement prévoir que le dispositif comprend :
- un premier poste de chargement-déchargement, en ligne avec la zone latérale de transfert,
- un second poste de chargement-déchargement, en ligne avec la rangée longitudinale de colonnes de modules, et comprenant des moyens de déplacement longitudinal et des moyens de rotation de 90° d'axe vertical.
On double ainsi la capacité de chargement-déchargement, permettant des opérations de chargement-déchargement en temps masqué, sans ralentir le robot.
Pour respecter les normes de sécurité, chaque poste de chargement- déchargement peut avantageusement comprendre un sas de sécurité.
De préférence, on prévoit en outre que :
- chaque module de dépollution comprend ses propres moyens de commande,
- les moyens de commande sont agencés dans un panneau de commande disposé latéralement au côté du compartiment de pompage primaire,
Les moyens de commande disposés latéralement au côté du compartiment de pompage primaire permettent d'éviter toute augmentation de l'encombrement du module de dépollution. On réalise ainsi un important gain de place.
Généralement, les modules de dépollution nécessitent l'utilisation d'une pompe primaire et d'une pompe secondaire, permettant un pompage en deux étapes successives, à savoir une étape de pompage primaire au cours de laquelle la pompe primaire est raccordée à la chambre de dépollution, et une étape de pompage à vide
poussé au cours de laquelle la pompe secondaire est interposée entre la chambre de dépollution et l'aspiration de la pompe primaire.
Dans ce cas, on peut avantageusement prévoir que chaque module de dépollution comprend une pompe secondaire logée au-dessous de la chambre de dépollution.
Pour utiliser des pompes secondaires de faible encombrement (par exemple de type "ATH 31 " de la marque "ADIXEN", ou équivalent), on peut avantageusement prévoir que les pompes secondaires sont chacune associée à un dispositif de purge permanente et à un dispositif de raccordement sélectif qui :
- les raccorde chacune à la pompe primaire respective de leur module de dépollution pendant les étapes de pompage à vide poussé de la chambre de dépollution ou pendant les étapes d'attente,
- les raccorde toutes à une même pompe primaire commune pendant les étapes de pompage primaire.
La purge permanente et la présence de la pompe primaire commune permettent de maintenir les pompes secondaires en fonctionnement permanent, évitant toute augmentation de concentration des gaz nocifs qui conduirait à la dégradation et à la destruction des pompes secondaires.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles :
- la figure 1 illustre schématiquement un dispositif de traitement pour boîtes de transport et de stockage, selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 2 est une vue de dessus illustrant l'organisation générale d'une usine de fabrication de semi-conducteurs ;
- la figure 3 illustre schématiquement, en vue de dessus, le positionnement d'un dispositif de traitement pour boîtes de transport et de stockage, selon un mode de réalisation de la présente invention ;
- la figure 4 est une vue schématique illustrant les moyens d'alimentation et les moyens de pompage associés à la chambre de dépollution d'un module de dépollution selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 5 est un autre schéma de principe des moyens d'alimentation et de pompage associés aux chambres de dépollution d'un dispositif de traitement selon la présente invention ;
- la figure 6 est une vue schématique de côté illustrant l'architecture générale d'un dispositif de traitement pour boîtes de transport et de stockage, selon un mode de réalisation de l'invention à quatre modules de dépollution ;
- la figure 7 est une vue schématique de dessus du dispositif de traitement de la figure 6 ;
- la figure 8 est une vue de dessus illustrant le détail de cinématique des portes d'une chambre de dépollution du dispositif de traitement des figures 6 et 7 ;
- les figures 9 et 10 illustrent un autre mode de réalisation de la cinématique de déplacement des portes d'une chambre de dépollution du dispositif de traitement des figures 6 et 7 ;
- la figure 1 1 est une vue de côté schématique en coupe illustrant le système de ventilation des pompes primaires du dispositif de traitement selon un mode de réalisation de la présente invention ; et
- la figure 12 est une vue de côté schématique en coupe illustrant la disposition générale des moyens de pompage du dispositif de traitement des figures 6 et 7.
On considère tout d'abord la figure 1 , illustrant une boîte de transport et de stockage 1 , définissant un environnement confiné non étanche sous forme d'un volume 2 limité par une paroi 3 et comportant une fuite 4. La paroi 3 est généralement réalisée en polycarbonate.
Une chambre de dépollution 5 présente un volume intérieur 5a juste un peu supérieur au volume de la boîte de transport et de stockage 1 . La chambre de dépollution 5 comporte une paroi périphérique 5b étanche, avec une porte d'accès 5c permettant l'introduction et le retrait de la boîte de transport et de stockage 1 . La paroi 5b de la chambre de dépollution 5 est par exemple en acier inoxydable avec une face intérieure polie, capable de supporter une dépression de 1 atmosphère. Le polissage intérieur évite le dégazage de la paroi périphérique 5b lors d'opérations de dépollution sous vide.
Une entrée 6 permet l'introduction, dans la chambre de dépollution 5, d'un flux gazeux provenant d'une source de gaz de traitement 13, tandis qu'une sortie 7 reliée à des moyens de pompage 8 de gaz permet de faire le vide à l'intérieur de la chambre de dépollution 5.
Les moyens de pompage 8 comprennent au moins un groupe de pompage primaire 8a, et avantageusement aussi un groupe de pompage secondaire 8b, par exemple de type turbomoléculaire, moléculaire ou hybride.
Dans le mode de réalisation illustré, la chambre de dépollution 5 est associée à un capteur de pression 10, à une vanne d'isolation 12 raccordée dans la ligne de pompage en série avec les moyens de pompage 8, une source de gaz de traitement 13 raccordée à l'entrée 6, un capteur de flux de dégazage 1 1 , des moyens de commande 14, et un capteur de déformation 15.
Les moyens de commande 14 peuvent comprendre un processeur 14a, associé à une mémoire 14b dans laquelle sont enregistrés des programmes de commande. Le processeur 14a peut recevoir des informations des divers capteurs tels que le capteur de pression 10, le capteur de déformation 15, le capteur de flux de dégazage 11 .
En sortie, le processeur 14a est connecté de manière connue en soi à divers actionneurs permettant d'agir sur la vanne d'isolation 12, sur les moteurs d'entraînement de la pompe primaire 8a et de la pompe secondaire 8b, sur une vanne de commande de débit de flux gazeux des moyens d'introduction de gaz 6, 13.
Le capteur de déformation 15 comprend un émetteur-récepteur laser qui détecte, à travers le hublot 9a, la distance qui le sépare de la paroi 3 de la boîte de transport et de stockage 1 . Ainsi, le capteur de déformation 15 peut être utilisé à la fois pour détecter la déformation de la boîte de transport et de stockage 1 lors d'une opération de dépollution, et pour détecter la présence, l'absence, ou le bon positionnement d'une boîte de transport et de stockage 1 dans la chambre de dépollution 5.
Le fonctionnement d'une telle chambre de dépollution 5 est par exemple décrit dans le document WO-2007/135 347.
On considère maintenant la figure 2, illustrant l'organisation générale d'une partie d'usine de fabrication de semi-conducteurs 200.
Les procédés de fabrication de semi-conducteurs comportant un grand nombre d'étapes successives, l'usine de fabrication de semi-conducteurs 200 comprend un grand nombre de postes de travail, que l'on appellera « outils ».
Ainsi, on a illustré sur la figure 2 un ensemble de quarante sept outils, tels que les outils 16 et 17, disposés en deux zones ou baies 18 et 19 de six rangées
chacune, telles que les rangées 18a et 18b. Chaque outil 16 ou 17 comporte, sur un même côté, un premier poste de chargement-déchargement 16a ou 17a et un second poste de chargement-déchargement 16b ou 17b. Ainsi, dans une rangée telle que la rangée 18a des outils 16 et 17, des postes de chargement et déchargement sont alignés le long d'une branche 20 du système de transport de boîtes OHT lui-même comprenant des rails de guidage, habituellement situés au plafond de l'usine, et suivant un trajet normalisé.
Le système de transport de boîtes OHT comporte une branche 20 ou 21 pour chaque rangée 18a ou 18b d'outils 16, 17. Les branches 20 et 21 sont couplées deux par deux en une boucle dite "intra bay" telle que la boucle 22, formée par exemple par les branches 20 et 21 de deux rangées 18a et 18b successives. Une boucle dite "extra bay" 122 se développe entre les deux zones successives 18 et 19, et alimente les boucles "intra bay" telles que la boucle 22.
Le système de transport de boîtes OHT déplace les boîtes de transport et de stockage 1 , qui contiennent les plaquettes de semi-conducteur ou masques à traiter, distribue les boîtes de transport et de stockage 1 aux outils 16 ou 17 qui effectuent le traitement prévu sur leur contenu, et prélève les boîtes de transport et de stockage 1 après le traitement.
Selon l'invention, on prévoit un dispositif de traitement 23 pour le traitement des boîtes de transport et de stockage 1 et/ou de leur contenu, structuré et dimensionné de façon à présenter un encombrement du même ordre de grandeur que les outils 16, 17 habituels d'une usine de fabrication de semi-conducteurs 200, et de façon à être compatible avec le système de transport de boîtes OHT.
Pour cela, le dispositif de traitement 23 selon l'invention, peut remplacer l'un des outils 16, 17 tels qu'illustrés sur la figure 2.
On considère par exemple le mode de réalisation illustré sur la figure 3, dans lequel on retrouve les outils 16 et 17, et la branche 20 du système de transport de boîtes OHT.
Le dispositif de traitement 23 est disposé dans la même rangée d'outils 18a que les outils 16 et 17. On voit que l'encombrement au sol du dispositif de traitement 23 est similaire à l'encombrement au sol de l'outil 16. On distingue, dans ce dispositif de traitement 23, deux postes de chargement-déchargement 23a et 23b aptes à coopérer avec la branche 20 du système de transport de boîtes OHT.
On distingue en outre une première colonne de modules 23c, et une seconde colonne de modules 23d qui est optionnelle.
Selon l'invention, le dispositif de traitement 23 peut comprendre plusieurs colonnes de modules, telles que la colonne de modules 23c, ayant chacune une superposition de quatre modules de dépollution constitués chacun d'une chambre de dépollution 5 associée à ses moyens d'introduction de gaz 6, 13, ses moyens de pompage 8 et ses moyens de commande 14.
On considère maintenant les figures 6 et 7 qui illustrent, respectivement en vue de côté et en vue de dessus, un dispositif de traitement 23 selon l'invention dans un mode de réalisation à une seule colonne de modules 23c.
Ainsi, le dispositif de traitement 23 comprend, dans ce mode de réalisation, quatre modules de dépollution 24, 25, 26 et 27, superposés verticalement les uns au-dessus des autres pour former la colonne de modules 23c.
Chaque module de dépollution comprend une chambre de dépollution 5, des moyens de pompage 8, et les divers moyens annexes illustrés sur la figure 1 mais non rappelés sur les figures 6 et 7 pour en faciliter la lecture.
La chambre de dépollution 5 d'un module comprend une porte d'accès latérale 5c. Dans le dispositif de traitement 23, toutes les portes d'accès latérales 5c des modules de dépollution 24-27 sont orientées selon un même côté d'accès (à droite sur la figure 7), et sont chacune sollicitées par des moyens d'actionnement assurant leur ouverture et leur fermeture. A l'opposé du côté d'accès, la chambre de dépollution 5 comprend une porte de maintenance 5d, qu'un opérateur peut ouvrir pour assurer la maintenance individuelle d'un module de dépollution.
Comme on le voit sur ces figures 6 et 7, dans un module de dépollution tel que le module 24, la chambre de dépollution 5 est en ligne sur un même étage avec les moyens de pompage 8, et sur la figure 7 l'ensemble est en ligne selon la direction longitudinale I-I avec l'un des postes de chargement-déchargement 23b. L'ensemble occupe la moitié de l'encombrement transversal du dispositif de traitement 23, à savoir la moitié gauche sur la figure 7. La moitié droite est occupée d'une part par le second poste de chargement-déchargement 23a et par une zone latérale de transfert 129, située du côté de l'accès des chambres de dépollution 5 et contenant un robot commun de transport de boîtes 29.
Le robot 29 est adapté pour déplacer les boîtes de transport et de stockage 1 entre l'un et l'autre des postes de chargement-déchargement 23a et 23b et les chambres de dépollution 5 de chacun des modules de dépollution 24-27.
Pour cela, le robot 29 comprend un support 29a avec trois ergots supérieurs, tels que les ergots 29b et 29c, disposés en triangle selon un agencement correspondant aux points de support normalisés d'une boîte de transport et de stockage 1 .
Le support 29a est monté en bout d'un bras 29d radialement extensible, permettant son déplacement horizontal, et lui-même monté sur un chariot 29e à déplacement vertical le long d'un guide vertical 29f. Le guide vertical 29f est lui- même monté sur un plateau 29g, rotatif selon un axe vertical et avec une amplitude de 90°, porté par un charriot inférieur 29h lui-même monté à coulissement longitudinal sur un guide longitudinal 29i. Le guide vertical 29f a une hauteur telle qu'il peut amener le support 29a à hauteur de chacun des chambres de dépollution 5 des modules de dépollution 24-27. Le guide longitudinal 29i permet le déplacement longitudinal du charriot inférieur 29h de façon à amener le support 29a soit en regard du poste de chargement-déchargement 23a, soit en regard des chambres de dépollution 5 des modules de dépollution 24-27.
Pour le transfert d'une boîte de transport et de stockage 1 entre le robot 29 et le poste de chargement-déchargement 23b, on prévoit un dispositif de transfert permettant d'une part le déplacement du support de boîte linéairement comme illustré par la flèche 30 entre le poste de chargement-déchargement 23b et un poste intermédiaire 31 , puis la rotation de 90° du poste intermédiaire autour d'un axe vertical, comme illustré par la flèche 30a. Ensuite, le bras 29d du robot 29 peut prendre ou remettre la boîte de transport et de stockage 1 sur le poste intermédiaire 31 . La structure du robot 29 est ainsi compatible, sans modification complexe, avec la présence de deux postes de chargement-déchargement 23a et 23b.
Le chargement des boîtes de transport et de stockage 1 sur les postes de chargement-déchargement 23a et 23b peut être réalisé soit de manière automatique par le robot 29 du système de transport de boîtes OHT de l'usine, soit manuellement par un opérateur. Le chargement automatique ne pose pas de problème de sécurité. Par contre, le chargement manuel nécessite de prévoir, aux postes de chargement- déchargement 23a et 23b, deux portes les apparentant à des sas de chargement-
déchargement : une porte externe côté opérateur et une porte interne côté robot. Le dispositif de contrôle et de commande permet de gérer la sécurité des ouvertures et fermetures des deux portes, n'autorisant pas l'ouverture de la porte externe lorsque la porte interne est ouverte, et réciproquement. On considère maintenant la figure 8, illustrant un premier mode de réalisation pour le déplacement de la porte d'accès 5c de la chambre de dépollution 5.
Dans ce cas, la porte d'accès 5c, entraînée par des moyens d'actionnement appropriés, est déplacée selon deux mouvements perpendiculaires, à savoir un premier mouvement transversal 32 horizontal de faible amplitude, vers et à l'écart de l'ouverture de la chambre de dépollution 5, et un second mouvement longitudinal 33, perpendiculaire au premier mouvement 32, pour déplacer horizontalement la porte d'accès 5c depuis une position d'engagement face à l'ouverture de la chambre de dépollution 5 et une position d'ouverture entièrement à l'écart de la chambre de dépollution 5, à côté des moyens de pompage 8. De la sorte, en position ouverte, la porte d'accès 5c ne gène pas le déplacement du robot 29, ne perturbe pas l'accès aux autres chambres de dépollution 5 placées au-dessus ou au-dessous, et n'augmente pas l'encombrement total du dispositif de traitement 23.
Les figures 9 et 10 illustrent un mode de réalisation préféré des moyens de déplacement de la porte d'accès 5c. La figure 9 illustre la porte d'accès 5c à l'état fermé, tandis que la figure 10 illustre la porte d'accès 5c à l'état ouvert.
Dans son mouvement longitudinal, la porte d'accès 5c est actionnée par un actionneur de coulissement 34, tel qu'un vérin pneumatique. L'ensemble porte d'accès 5c-vérin pneumatique 34 est monté sur un cadre 35 lui-même monté rotatif autour d'un axe vertical postérieur 36 et entraîné en rotation par un actionneur de pivotement 37. Ainsi, le cadre 35 peut pivoter entre une position de fermeture illustrée sur la figure 9, dans laquelle la porte d'accès 5c est plaquée contre l'ouverture de la chambre de dépollution 5, et une position d'ouverture dans laquelle le cadre 35 est à l'écart de la chambre de dépollution 5.
Ainsi, les joints d'étanchéité 38 et 39, prévus sur la porte d'accès 5c, peuvent assurer une étanchéité avec la chambre de dépollution 5 sans subir de frottements lors des opérations d'ouverture et de fermeture.
Comme on le voit sur les figures 7 à 10, la porte de maintenance 5d est une porte battante, dont l'ouverture est manuelle.
Les figures 9 et 10 illustrent un autre détail de réalisation du dispositif de traitement 23 selon un mode de réalisation de l'invention.
Dans ce cas, dans les moyens de pompage 8, on distingue une pompe primaire 8a placée dans un compartiment de pompage primaire 8c, en alignement horizontal avec la chambre de dépollution 5. D'un côté du compartiment de pompage primaire 8c se déplace la porte d'accès 5c dans sa position d'ouverture, comme on le voit sur la figure 10. A l'opposé du compartiment de pompage primaire 8c se trouve un tableau électrique 8d contenant les moyens de commande 14 du module de dépollution 24. De la sorte, les moyens de commande 14 dans le tableau 8d n'augmentent pas l'encombrement vertical du module de dépollution 24-27, permettant ainsi l'empilement vertical de quatre modules de dépollution 24-27 dans la hauteur disponible d'une salle blanche d'usine de fabrication de semi-conducteurs 200.
Dans le dispositif de traitement 23 illustré sur les figures 6 et 7, chaque module de dépollution 24-27 comprend ses propres moyens de pompage 8 ayant au moins une pompe primaire 8a. Dans chaque module de dépollution 24-27, la pompe primaire 8a est logée dans le compartiment de pompage primaire 8c (figures 9 et 10), qui est décalé longitudinalement par rapport à la chambre de dépollution 5. De préférence, la chambre de dépollution 5 est plus proche des postes de chargement-déchargement 23a-23b, le compartiment de pompage primaire 8c pouvant être déporté à l'écart des postes de chargement-déchargement 23a-23b, de façon à réduire la course longitudinale du robot 29. Comme illustré schématiquement sur la figure 12, les modules de dépollution 24-27 sont supportés par un châssis commun 100. Un châssis séparé supporte le robot 29 (non représenté) et les postes de chargement- déchargement 23a-23b. L'ensemble est confiné dans un capotage commun.
Dans le compartiment de pompage primaire 8c, la pompe primaire 8a de chacun des modules de dépollution 24-27 est supportée par le châssis commun 100 avec interposition de moyens de liaison élastiques 101 évitant la transmission des vibrations à la chambre de dépollution 5. La chambre de dépollution 5 est elle-même placée dans un châssis de dépollution 102, qui porte également les capteurs et
actionneurs associés à la chambre de dépollution 5. La pompe secondaire 8b est avantageusement placée au-dessous de la chambre de dépollution 5, son entrée d'aspiration étant directement connectée à l'intérieur de la chambre de dépollution 5, sa sortie de refoulement étant connectée par une canalisation intermédiaire 48 à l'entrée d'aspiration de la pompe primaire 8a. Il en est de même des autres modules de dépollution 25-27.
On se réfère à nouveau à la figure 3. En vue de dessus, on distingue la colonne de modules 23c, comportant, comme illustré sur les figures 6 et 7, une superposition de quatre modules de dépollution 24-27. Cela permet d'obtenir quatre fois le débit d'un module de dépollution. Sur la figure 3, on a illustré une seconde colonne de modules de dépollution 23d, formant une seconde superposition de quatre modules de dépollution tels que les modules 24-27 des figures 6 et 7.
Les deux colonnes de modules de dépollution 23c et 23d forment une rangée longitudinale 28 de deux colonnes 23c et 23d de modules de dépollution superposés les uns au-dessus des autres, la rangée 28 de colonnes de modules se développant selon la direction longitudinale I-I perpendiculaire à la direction de déplacement de la branche 20 du système de transport de boîtes OHT. On multiplie ainsi le nombre de modules de dépollution 24-27 sans augmenter la dimension occupée par le dispositif de traitement 23 le long de la branche 20 du système de transport de boîtes OHT. Et on profite simultanément de la profondeur disponible selon la direction longitudinale I-I de la rangée longitudinale 28 de colonnes 23c, 23d de modules de dépollution.
On considère maintenant la figure 4, qui illustre schématiquement une disposition fonctionnelle possible des moyens de pompage et d'alimentation de la chambre de dépollution 5. La chambre de dépollution 5 est associée à deux jauges de pression 13a et 13b. Des sources de gaz (non représentées) sont pilotées par le dispositif de commande 14 (voir figure 1 ) pour introduire les gaz aux moments appropriés au cours du procédé.
La pompe primaire 8a est raccordée à la chambre de dépollution 5 par une canalisation de pompage primaire 40 associée à une vanne de commande primaire 41 , en refoulant les gaz de pompage par une canalisation de sortie 42 vers le système d'extraction et/ou de traitement des gaz de l'usine de fabrication de semi-conducteurs.
L'aspiration de la pompe secondaire 8b est raccordée à la chambre de dépollution 5 par une canalisation de pompage secondaire 43 courte munie d'une vanne de commande secondaire 44, et son refoulement s'effectue dans une canalisation de refoulement secondaire 45 qui elle-même se raccorde d'une part à une canalisation de transfert 46 par une vanne 47, et d'autre part à une canalisation intermédiaire 48 qui la conduit à l'aspiration de la pompe primaire 8a avec interposition d'une vanne 49. Une entrée de purge 50 introduit en permanence dans la pompe secondaire 8b un gaz de purge. La canalisation de transfert 46 est raccordée à une pompe primaire 51 (fig.5) de faible débit, cette pompe étant commune à tous les modules de dépollution 24-27.
La pompe secondaire 8b est en rotation permanente, alimentée en permanence en gaz de purge par l'entrée de purge 50, alimentée périodiquement en gaz de traitement issus de la chambre de dépollution 5, et refoulant soit dans la canalisation de transfert 46, soit dans la canalisation intermédiaire 48. Lors de la descente en pression de la chambre de dépollution 5, on réalise une première phase de pré-vidage, en ouvrant la vanne de commande primaire 41 pour assurer le pompage par la seule pompe primaire 8a, la pompe secondaire 8b étant isolée par la vanne de commande secondaire 44 et par la vanne 49. Dans cette phase, la vanne 47 est ouverte afin que la pompe primaire 51 commune assure le pompage au refoulement de la pompe secondaire 8b. A partir d'un seuil de pression fixé, on entreprend une seconde phase de vidage au cours de laquelle la vanne de commande primaire 41 est fermée et les vannes 44 et 49 sont ouvertes, permettant d'additionner en série les deux pompages des pompes primaire 8a et secondaire 8b. Dans cette phase, la vanne 47 est fermée afin d'éviter une contamination de la pompe primaire 51 commune par les gaz pompés dans la chambre de dépollution 5. On assure ainsi un fonctionnement le plus indépendant possible entre les différents modules de dépollution 24-27.
On se réfère maintenant à la figure 5, qui illustre la pompe primaire 51 commune, raccordée par la canalisation de transfert 46 à toutes les pompes secondaires 8b des modules de dépollution 24-27 du dispositif de traitement 23.
On considère maintenant la figure 1 1 , qui illustre les moyens de ventilation pour refroidissement thermique des pompes primaires, et les moyens d'isolation phonique du dispositif de traitement selon un mode de réalisation de l'invention.
On a illustré schématiquement les pompes primaires telles que la pompe primaire 8a des quatre modules de dépollution 24-27 du dispositif de traitement des figures 6 et 7. La pompe primaire 8a est logée dans son compartiment de pompage primaire 8c. Les compartiments de pompage primaires tels que le compartiment 8c des quatre modules de dépollution 24-27 communiquent les uns avec les autres dans le sens vertical, et ils sont divisés chacun en deux demi-compartiments, formant un compartiment commun d'aspiration 52 et un compartiment commun de refoulement 53 séparés l'un de l'autre par une paroi intermédiaire 54 traversée par les pompes primaires 8a. Les pompes primaires telles que la pompe primaire 8a comportent elles-mêmes chacune un système de refroidissement à air, avec une aspiration d'air de refroidissement 55 à une première extrémité de la pompe et avec un refoulement d'air de refroidissement 56 à une seconde extrémité de la pompe.
Ainsi, la paroi verticale intermédiaire 54 sépare l'une de l'autre une première zone de compartiments de pompage, recevant tous les refoulements d'air de refroidissement des pompes primaires et constituant le compartiment commun de refoulement 53, et une seconde zone de compartiments de pompage, contenant toutes les aspirations d'air de refroidissement des pompes primaires, et constituant le compartiment commun d'aspiration 52.
La première zone de compartiments de pompage constituant le compartiment commun de refoulement 53 comporte une sortie d'air inférieure 57. La seconde zone de compartiments de pompage constituant le compartiment commun d'aspiration 52 comporte une entrée d'air ambiant supérieure 58.
Ainsi, la circulation d'air de refroidissement des pompes primaires se fait comme indiqué par les flèches 59, 60, 61 et 62, du haut vers le bas en traversant les pompes primaires 8a.
On a également illustré, sur la figure 1 1 , des moyens d'isolation phonique permettant de réduire les émissions sonores vers l'environnement du dispositif de traitement 23. Pour cela, l'ensemble des compartiments de pompage primaires est isolé par des plaques absorbantes 63 pour isolation phonique. La sortie inférieure 57 et l'entrée supérieure 58 de circulation d'air sont elles-mêmes équipées de chicanes absorbant les émissions sonores.
La pompe primaire 51 commune est également placée dans l'un des compartiments de pompage primaires, pour assurer son refroidissement et son isolement phonique de la même manière que les autres pompes primaires.
Un dispositif de contrôle commun gère le flux des boîtes de transport et de stockage 1 à traiter en fonction des disponibilités des chambres de dépollution 5 et des demandes de traitement du superviseur de production de l'usine de production de semi-conducteurs, et ainsi gère les postes de chargement- déchargement 23a, 23b, le déplacement du robot 29, et le lancement des procédés dans les modules de dépollution 24-27.
Le dispositif de contrôle commun comporte des moyens de communication avec le superviseur de l'usine de production de semi-conducteurs et avec le système de transport de boîtes OHT pour permettre le chargement automatique des boîtes de transport et de stockage 1 sur les postes de chargement- déchargement 23a, 23b.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations qui sont à la portée de l'homme du métier.
Claims
1 . Dispositif de traitement pour boîtes de transport et de stockage (1 ), comprenant un module de dépollution ayant :
une chambre de dépollution (5), à porte d'accès (5c) latérale apte à contenir une boîte de transport et de stockage (1 ),
des moyens d'introduction de gaz (6, 13) dans la chambre de dépollution (5), des moyens de pompage des gaz (7, 8) dans la chambre de dépollution (5), des moyens de commande (14) et de contrôle (12) pour piloter l'atmosphère gazeuse dans la chambre de dépollution (5),
dans lequel :
le dispositif comprend une pluralité de modules de dépollution (24-27) supportés par un châssis commun (100),
les modules de dépollution (24-27) sont superposés les uns au-dessus des autres pour former au moins une colonne (23c, 23d) de modules,
chaque module de dépollution (24-27) comprend ses propres moyens de pompage (8) ayant au moins une pompe primaire (8a),
la pompe primaire (8a) est logée dans un compartiment de pompage primaire (8c) décalé longitudinalement par rapport à la chambre de dépollution (5).
2. Dispositif de traitement selon la revendication 1 , dans lequel
- les compartiments de pompage primaire (8c) des modules de dépollution (24-27) d'une même colonne de modules (23c, 23d) communiquent les uns avec les autres, sans séparation horizontale,
- chaque pompe primaire (8a) comprend un système de refroidissement à air, avec une aspiration d'air de refroidissement (55) à une première extrémité de la pompe et avec un refoulement d'air de refroidissement (56) à une seconde extrémité de la pompe,
- dans une même colonne de modules (23c, 23d), une paroi verticale intermédiaire (54) sépare l'une de l'autre
une première zone de compartiments de pompage (53) recevant tous les refoulements d'air de refroidissement et comportant une sortie d'air inférieure (57), et une seconde zone de compartiments de pompage (52) contenant toutes les aspirations d'air de refroidissement et comportant une entrée d'air ambiant supérieure (58).
Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la pompe primaire (8a) est supportée par le châssis commun (100) avec interposition de moyens de liaison élastique (101 ) évitant la transmission des vibrations à l'enceinte de dépollution (5).
Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les portes d'accès (5c) latérales des modules de dépollution (24-27) sont toutes orientées selon un même côté d'accès, et sont chacune commandées par des moyens d'actionnement (34, 37) assurant leur ouverture et leur fermeture,
Dispositif de traitement selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la porte d'accès (5c) de chaque module de dépollution (24-27) est une porte d'accès coulissante qui, en position ouverte, est déportée latéralement du côté du compartiment de pompage primaire (8c), et qui est commandée par un actionneur de coulissement (34).
Dispositif de traitement selon la revendication 5, dans lequel la porte d'accès coulissante (5c) est montée à coulissement longitudinal sur un cadre (35) lui- même monté à pivotement selon un axe de pivotement vertical (36) et sollicité en pivotement par un actionneur de pivotement (37).
Dispositif de traitement selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel chaque chambre de dépollution (5) des modules de dépollution (24-27) comprend, à l'opposé du côté de la porte d'accès, une porte de maintenance (5d) pour assurer la maintenance individuelle d'un module de dépollution (24-27).
8. Dispositif de traitement selon l'une des revendications précédentes, comportant en outre
- au moins un poste de chargement-déchargement (23a),
- une zone latérale de transfert (129) prévue du côté de l'accès aux modules de dépollution (24-27), en ligne avec le poste de chargement-déchargement (23a),
- un robot (29), placé dans la zone latérale de transfert, apte à déplacer les boîtes de transport et de stockage (1 ) entre le poste de chargement-déchargement (23a) et la chambre de dépollution (5) de chacun des modules de dépollution (24-27).
9. Dispositif de traitement selon la revendication 8, comprenant en outre
- un premier poste de chargement-déchargement (23a), en ligne avec la zone latérale de transfert (129),
- un second poste de chargement-déchargement (23b), en ligne avec la rangée longitudinale (28) de colonnes de modules (23c, 23d), et comprenant des moyens de déplacement longitudinal (30) et des moyens de rotation de 90° d'axe vertical (31 ).
10. Dispositif de traitement selon l'une des revendications 8 ou 9, prise ensemble avec la revendication 7, dans lequel chaque module de dépollution (24-27) comprend un dispositif de sécurité assurant :
- le verrouillage de la porte de maintenance (5d) en cas d'ouverture de la porte d'accès latérale (5c),
- le verrouillage de la porte d'accès latérale (5c) et l'inhibition partielle du robot (29) en cas d'ouverture de la porte de maintenance (5d).
1 1 . Dispositif de traitement selon l'une des revendications précédentes, dans lequel
- chaque module de dépollution (24-27) comprend ses propres moyens de commande (14),
- les moyens de commande (14) sont agencés dans un panneau de commande (8d) disposé latéralement au côté du compartiment de pompage primaire (8c).
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