WO2012127123A1 - Support de plaquettes de silicium et procédé de traitement de ces plaquettes - Google Patents

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WO2012127123A1
WO2012127123A1 PCT/FR2011/000153 FR2011000153W WO2012127123A1 WO 2012127123 A1 WO2012127123 A1 WO 2012127123A1 FR 2011000153 W FR2011000153 W FR 2011000153W WO 2012127123 A1 WO2012127123 A1 WO 2012127123A1
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WO
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basket
nacelle
treatment
horizontal
baskets
Prior art date
Application number
PCT/FR2011/000153
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English (en)
Inventor
Yvon Pellegrin
Original Assignee
Semco Engineering Sa
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/6732—Vertical carrier comprising wall type elements whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising sidewalls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67754—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber horizontal transfer of a batch of workpieces

Definitions

  • the present invention is in the field of equipment used to support and maintain in a treatment chamber, in a position conducive to chemical and thermal treatment, batches of silicon wafers for example for the production of photovoltaic cells, and relates to more particularly to the handling and holding system of silicon wafers.
  • the present invention is also in the field of techniques used for the treatment of silicon wafers and the means used to conduct these treatments.
  • Silicon wafers are objects of small thickness, of polygonal or circular contour, having two large planar faces, or principal faces, parallel to each other to undergo chemical treatments in a suitable reactor in order to produce microparticles. electronic circuits which are then cut and encapsulated to form integrated circuits. Other treatments are intended to confer platelets photovoltaic properties in order to achieve solar cells.
  • these different treatments consist of deposition, diffusion, oxidation, oxidation-diffusion, doping and other operations and are practiced in appropriate installations using ovens, in the form of tubes arranged horizontally or vertically, in which injected with process gases.
  • each treatment furnace is equipped with heating elements in the form of electrical resistances and means for introducing and extracting treatment gases, including in particular cannulas designed to penetrate into the enclosure of the furnace.
  • the gas extraction cannulas by their extraction orifices, are located at one end of the internal enclosure of the furnace, the gas introduction cannulas, by their mouths of introduction being in turn at the opposite end.
  • the silicon wafers are arranged in spatial arrangement on supports able to withstand on the one hand heat and on the other hand the power corrosive treatment gases.
  • horizontal furnaces of the type In the case of horizontal furnaces of the type
  • transfer and loading equipment capable of taking the plates one by one from a conveyor belt on which they are arranged flat, and load them one by one in suitable supports made of perfluorinated materials (patent FR 2 858,306 of the applicant);
  • a transfer system then allows the batch transfer of platelets in SiC baskets (see FR 2 888 572 of the applicant). These baskets are then loaded on the shovel.
  • SiC supports maintain the platelets vertically.
  • the transfer equipment is designed to be able to receive each plate in a horizontal position and straighten it vertically so as to load it into the support.
  • the plates in the enclosure of the furnace, are positioned by the supports, perpendicularly to the direction of the treatment gas flow.
  • the change of position of the pads namely the change from a horizontal position on the conveyor to a vertical position, requires the use of transfer equipment, motorized pivoting devices.
  • the vertical spatial arrangement of the platelets with respect to the flow of treatment gases can be a source of variation in the residence time of the reactive species and consequently of non-uniform treatment of the platelets.
  • the object of the present invention is to solve the aforementioned problems by implementing a set of platelet conditioning means which consists of a new silicon wafer support characterized essentially in that it comprises at least one longiform nacelle provided for resting. on the loading-unloading excavator of a treatment furnace, and at least one basket adapted to be removably mounted in the nacelle, said basket having two opposite front and rear openings between which is formed a series of vertically spaced horizontal housings; from each other, open forwards and backwards as well as upwards and downwards, each adapted to receive at least one wafer to be treated and to hold said wafer in a horizontal position, said housings extending horizontally between the said openings.
  • the basket can be crossed through by gas treatment.
  • these openings determine a gas flow direction, this direction being parallel to the different housing and consequently to the plates disposed therein.
  • the arrangement in stages of platelets constitutes a reagent gas distributor improving the results of the distribution of precursors on said platelets.
  • the horizontal arrangement of the pads in the basket is compatible with the position they occupy on the conveyors which simplifies the realization of equipment for transfers and loads.
  • these loading / unloading operations of the wafers in the baskets, as well as automated operations by robot robots are compatible with the horizontal arrangement of the pads in the basket.
  • Such an arrangement totaling for example eight to ten independent tubular furnaces in two back-to-back batteries offers, in addition to a surface gain, numerous synergies such as the uniqueness of the fluid inflows (power, gas, etc.), and such that control and computerized control is performed by a single supervisory system of the assembly, such as a grouping in specialized cabinets of certain functions thus allowing for example, among other things, an undisclosed processing of the security organs.
  • the height of each housing of each basket is equal to at least twice the thickness of each plate.
  • Such an arrangement allows the establishment in each housing, two pads back against back.
  • the dorsal surfaces of the two platelets mutually protect themselves from the action of the reactive gases.
  • the weight of the upper wafer is sufficient to ensure intimate contact between the dorsal sides of the two wafers and avoid
  • Another advantage of this provision is that it doubles the capacity of each basket and consequently the processing capacity.
  • each basket, along the rear opening has two longitudinal vertical stops provided to receive in support of the rear slices of the plates. This arrangement makes it possible to align the different platelets with respect to each other and as regards each pair of platelets, to avoid the risk of partial recovery of one by the other.
  • the nacelle can receive several removable baskets able to be arranged in a juxtaposed manner, in a horizontal row.
  • Such an arrangement aims in particular to increase the number of platelets that can receive the support.
  • the nacelle comprises two parallel vertical flanks spaced from each other and joined to one another by two parallel horizontal arms with upper cavities designed to receive interlocking shape , lateral positioning tabs formed on each basket, each basket being provided to be disposed between the arms of the nacelle.
  • each vertical side of the nacelle is externally provided with a protruding gripping tab.
  • This arrangement allows the handling of the wafer support, in particular with the aid of a manipulator robot, the arms of the latter being, for this operation, removably moored to the two projecting lugs. It should be noted that this robot will evolve between the different areas of loading / unloading baskets, waiting, and loading / unloading different shovels of the tube furnace battery served.
  • each basket comprises two vertical lateral flanks, carrying the lateral positioning tabs, a horizontal upper flank and a lower horizontal flank, the lateral flanks facing each other being equipped with horizontal slots materializing, in pairs, the housing pads.
  • At least the vertical lateral flanks and the upper side of each basket each constitute a thermal diffuser. These flanks are also intended to protect the wafers direct infrared radiation generated by the heating elements of the oven.
  • the baskets in the nacelle form a horizontal tunnel for circulating the treatment gases, the housing of the plates extending horizontally in said tunnel and parallel to the longitudinal axis of the latter.
  • the silicon wafers carried by the different housing will be disposed in this tunnel, horizontally and parallel, by their large faces, to the longitudinal axis of said tunnel.
  • the tunnel determines a gas flow direction, the latter being parallel to the longitudinal axis of said tunnel and parallel to the housing and the plates carried by them.
  • the present invention also relates to a load intended to be introduced into a treatment furnace to be subjected to the effects of a treatment.
  • This charge as defined is remarkable in particular that it is formed of a support according to the invention and a plurality of wafers to be treated arranged horizontally unitarily in the housing of the baskets of said support, said platelets, by their rear slices, being aligned in a plane even vertical plane.
  • the pads are distributed in pairs, each housing receives a pair of pads and only one and the pads of each pair are superimposed and arranged back against back.
  • the present invention also relates to a process for treating silicon wafers using a treatment furnace in which reactive gases circulate.
  • This method is remarkable in that it consists in arranging the plates horizontally back to back in the oven and parallel to the direction of flow of the reactive gases.
  • the process according to the invention of treatment of silicon wafer, implementing a set of eight to ten associated battery processing furnaces in which reactive gases circulate, consists in arranging the wafers horizontally in each oven and in parallel with the flow direction of the gases reagents.
  • the present invention also relates to a silicon wafer processing unit for the implementation of the method.
  • This unit is remarkable in that it comprises several horizontal heat treatment furnaces arranged in battery, served by at least one manipulator robot able to evolve between different technical areas including loading / unloading areas of the wafer baskets, areas loading / unloading baskets,
  • FIG. 1 is a perspective view of a platelet support according to the invention
  • FIG. 2 is an exploded view of the wafer support
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the wafer support according to the invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a basket according to the invention
  • FIG. 5 is a sectional view of a tubular furnace in which a support with plates is mounted, according to the invention
  • FIG. 6 is a perspective view of a nacelle according to a second variant of embodiment
  • FIG. 7 is a perspective view of the nacelle according to a third variant of embodiment.
  • FIG. 8 shows a second embodiment of a basket according to the invention
  • FIGS. 9 and 10 show a unit for processing silicon wafers, the treatment furnaces not being shown in FIG.
  • the support 1 of platelets according to the invention comprises a longiform nacelle 2 forming a cradle and a plurality of baskets 3
  • each basket 3 having a series of horizontal housing 30, quadrangular, vertically open, superimposed along a vertical axis each receiving at least one platelet 4 to be treated.
  • Each housing will be advantageously configured to receive two wafers to be treated arranged horizontally back to back.
  • the support 1 is provided to rest removably on an unloading loading scoop 50 of a horizontal treatment furnace 5, of tubular shape, axially traversed by treatment gases.
  • Several of these supports 1 can be associated on the same shovel so as to optimize the load to be treated.
  • the nacelle 2 is made of a material able to withstand the heat of a treatment furnace and the corrosive power of the treatment gases used. In addition, the material used is chemically neutral with respect to the treatment gases.
  • the nacelle will be made of silicon carbide or quartz.
  • the nacelle is formed of two vertical flanks 20, parallel, spaced apart from each other and joined to one another by two parallel horizontal arms 21.
  • the two lateral flanks of the nacelle may be perforated so as to be traversed by the treatment gases.
  • each sidewall 20 of the nacelle is equipped with at least one notch 23 for positioning, able to fit on a longitudinal positioning projection formed on the upper face of the loader / unloader.
  • Each lateral flank 20 is provided externally with a projecting tab 24, gripping so as to allow the docking of the arms of a manipulator robot remote controlled and able to move between different technical areas defined below.
  • the two horizontal arms 21 of the nacelle may be located at a median height level relative to the height of the lateral flanks.
  • these arms are located at an upper height level close to the horizontal upper edge of each lateral flank.
  • These arms facing each other, are provided with upper impressions 22, regularly spaced apart, designed to receive in shape interlocking lateral tabs 31 of positioning formed on each basket 3, each basket being provided to be disposed between the arms 21 of the nacelle 2.
  • the upper impressions are formed by recesses formed in each arm.
  • the nacelle arms 21 are arranged in lattice and each lateral flank 20 is perforated to allow axial diffusion of the gases through the nacelle.
  • This trellis arrangement allows to lighten the nacelle without reducing the rigidity of the arms.
  • Such an arrangement is preferably applicable to nacelles made of quartz.
  • the handles 24, as can be seen in Figure 7, may be offset in height relative to each other, a value greater than the thickness of each of them , preferably increased by the thickness of the grippers or grippers used to handle the nacelles 2 in particular for their placement on the loader / unloading shovel or their removal.
  • This arrangement due to the fact that the upper handle 24 of each nacelle 2 can be disposed above the lower handle of the nacelle consecutive, reduces the gap between the nacelles on the shovel and therefore in the treatment furnace and to standardize the temperature along the thermal mass that constitutes all of these nacelles. The thermal mass is therefore no longer fragmented and the treatment is then uniform over all platelets.
  • thermally diffusing elements in the form of disks 200 carried by appropriate supports.
  • These disks 200 will be made of carbide silicon, due to the high heat capacity of this material.
  • These discs also constitute a heat shield, in particular those that are directly facing the injection of reactive gases contribute to their thermalization and prevent the first chips are cooled.
  • Each basket 3 comprises two opposite quadrangular openings, front 3a and rear 3b extending vertically, between which are formed the different housings 30.
  • housings 30 are each open forwards and backwards and vertically ie upwards and downwards. These housings 30 are regularly spaced from each other along a vertical axis in order to leave between them free intervals of any obstacle.
  • Each basket 3 comprises two vertical lateral flanks 32 carrying the lateral positioning tabs 31, a horizontal upper flank 33 and a horizontal lower flank 34, the lateral flanks facing each other being equipped with horizontal slots 35 embodying, in pairs, the housing 30 of "platelets. the different sides are joined inseparably to one another. the locating lugs 31 are horizontal and are projecting from the vertical side walls 32. as can be seen, these lugs substantially occupy a median position.For its legs 31, each basket 3 rests on the two arms of the nacelle.It should be noted that the width and length of the upper flank 33 are greater than the width and length of each plate so that the latter, once correctly installed in the housings 30, have their front and rear edges respectively set back from the front and rear edges of the superior lanc.
  • each slot 35 is equal to at least twice that of
  • each housing can receive two plates arranged superimposed back against back.
  • Each basket 3, along the two vertical edges of the rear opening 3b, has two longitudinal vertical stops 36 provided for receiving the rear slices of the plates.
  • Each stop is formed by a longitudinal boss formed on the corresponding lateral flank and extending along the corresponding vertical edge of the rear opening 3b.
  • Each lateral flank 32 in the front zone that is to say the opposite of the vertical abutment, is equipped with a longitudinal cut forming with the flank of the preceding basket a lateral opening 37.
  • These lateral openings make it possible to replenish fresh gas the environment of the silicon wafers from the silicon free reactor sectors for example four portions of the tube not occupied by the section of the baskets.
  • the baskets In juxtaposition relationship in the nacelle, the baskets form a horizontal tunnel for circulating treatment gases, the housing of the wafers extending horizontally in said tunnel and parallel to the longitudinal axis of the latter. Because of this arrangement, the plates 4, with their large faces are arranged parallel to the flow of treatment gas passing through the tunnel formed. It should be noted that the process gases enter the tunnel and exit through the openings formed in the vertical sides of the nacelle 2, but also through the lateral openings 37.
  • the baskets are made of silicon carbide or quartz and that the side and upper flanks constitute heat shields and thus oppose the direct transmission to the wafers, infrared emitted by the heating elements of the furnace, but constitute heat diffusers and re-emit in all directions, the heat absorbed.
  • the tunnel formed by juxtaposition of baskets has particular properties in terms of physicochemical reactions by serving cage as taught in the case of LPCVD by J. McMullen in
  • FIG 8 is shown another embodiment of a basket according to the invention. It can be seen that the basket no longer has lateral flanks, but four uprights 38 resting at their lower end on the flank lower horizontal 34 and supporting at the upper end the upper horizontal flank 33, the latter being of quadrangular shape. Each upright 38 is provided with notches 35 determining with the notches 35 of the other uprights, the horizontal housing 30, these housing can still each receive two pads back to back. It is understood that each housing 30 is determined by four coplanar notches.
  • the uprights 38 carry two to two positioning tabs 31.
  • the lower horizontal flank is perforated and takes the shape of a U so as to allow the passage of the arm that has the platelet loading means.
  • the basket 3 has no rear stops 36 to achieve the alignment of the plates by their rear edge.
  • the plates are aligned vertically relative to each other by the loading members during their introduction into the basket. Because of this alignment, the front and rear edges of each plate is set back respectively from the front edge and the rear edge of the horizontal upper sidewall.
  • the upper flanks 33 and lower 34 of each basket 3, in vertical alignment with each other may each be provided with a hole opening intended to be traversed by a laser beam emitted by a transmitting cell and received by a receiving cell. The rupture of the laser beam will betray a misalignment of the pads and this defect will generate a warning signal perceptible by the operator in charge of the filling of the baskets.
  • the housings 30 are arranged in a parallel manner and are inclined towards the rear and laterally and the basket 3 has at least one rear stop against which come to bear the plates arranged in these housings .
  • Such an arrangement avoids the so-called sheet effect which can lead during the loading of the upper plate in the housing, to a positional shift of the latter relative to the lower plate contained in the same housing. This leaf effect results in an unwanted slip movement of the upper plate due to the air gap between the upper and lower plate.
  • the inclination of the line of greater slope which preferably corresponds to a diagonal of each housing 30, relative to the horizontal will be of the order of 4 +/- 2 degrees, so that the plates are all aligned with one of the two rear corners of the basket.
  • the nacelles 2 and the baskets 3 as described are intended to be handled by one or more handling robots associated with a processing unit consisting essentially of tubular treatment furnaces 110, horizontal, arranged in battery. Loading operations and
  • Unloading of the wafers in the different baskets 3 are also performed by manipulation robots remotely controlled by a control and control unit.
  • the different handling robots are able to evolve between
  • FIGS. 9 and 10 show a unit 100 for treating silicon wafers carried by baskets 3 arranged in nacelles 2. It can be seen that this unit comprises several horizontal heat treatment furnaces 110 arranged in a battery, served by a manipulator robot 120 comprising a nacelle support 125, movable along the three axes of the space between an arrival area 130 of the loaded nacelles to be treated and starting from the latter after treatment, 140 areas of temporary storage of loaded nacelles, before treatment and after treatment and areas 150 loading and unloading shovels associated with these furnaces 110.
  • the temporary storage areas 140 of the loaded nacelles are arranged one above the other and above the area 130 and respectively opposite the loading areas of the furnaces of treatment, the latter being directly opposite treatment furnaces 110.
  • the manipulator robot is able to grasp the pod loaded loaded on the area 130 and deposit it on one of the temporary storage areas 140. It is also suitable to seize one by one the loaded nacelles arranged in these storage areas and deposit them on the loading shovel or shovels
  • the manipulator robot After treatment and opening of the furnaces, the manipulator robot is capable of grasping the loaded pods carried by the shovel or shovels and transporting them to the temporary storage areas 140. After cooling, the loaded pods are extracted from these storage areas 140 by the manipulator robot to be deposited one by one on the arrival and departure area 130.
  • the unit comprises means for forming a stream of purified air, behind the areas 140, this air flow being established between the fan members arranged in the lower part and the suction mouths arranged. in the upper part.
  • the integration of the furnaces to the production flow of an automated solar cell production line for example is greatly improved.
  • the operating costs are greatly reduced. These costs will be further reduced by the presence of a double battery of tubular ovens and by a coherent planning of the tasks dedicated to each tubular kiln.

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Abstract

Le support (1) pour plaquettes de silicium est remarquable notamment en ce qu'il comprend une nacelle longiforme (2) formant berceau, prévue pour reposer sur la pelle de chargement-déchargement d'un four de traitement, et au moins un panier (3) prévu pour être monté de manière amovible dans la nacelle (2), ledit panier (3) présentant deux ouvertures opposées avant (3a) et arrière (3b) entre lesquelles est formée une série de logements horizontaux (30) espacés verticalement les uns des autres, ouverts chacun vers l'avant et l'arrière ainsi que vers le haut et le bas, aptes chacun à recevoir au moins une plaquette (4) à traiter et à maintenir ladite plaquette dans une position horizontale, lesdits logements (30) s'étendant horizontalement entre les dites ouvertures avant (3a) et arrière (3b).

Description

SUPPORT DE PLAQUETTES DE SILICIUM ET PROCÉDÉ DE
TRAITEMENT DE CES PLAQUETTES
Domaine technique
La présente invention est du domaine des matériels utilisés pour supporter et maintenir dans une enceinte de traitement, dans une position propice à un traitement chimique et thermique, des lots de plaquettes de silicium en vue par exemple de la réalisation de cellules photovoltaïques, et se rapporte plus particulièrement à la manipulation et au système de maintien de plaquettes de silicium. La présente invention est également du domaine des techniques utilisées pour le traitement des plaquettes de silicium et des moyens mis en œuvre pour conduire ces traitements.
Etat de la technique antérieure.
Les plaquettes de silicium sont des objets de faible épaisseur, de contour polygonal ou circulaire, présentant deux grandes faces planes, ou faces principales, parallèles l'une à l'autre devant subir des traitements chimiques dans un réacteur approprié afin de réaliser des micro-circuits électroniques qui sont ensuite découpés et encapsulés pour former des circuits intégrés. D'autres traitements visent à conférer aux plaquettes des propriétés photovoltaïques afin de réaliser des cellules solaires.
Habituellement, ces différents traitements consistent en des opérations de déposition, de diffusion, d'oxydation, oxydation-diffusion, dopage et autres et sont pratiqués dans des installations appropriées mettant en œuvre des fours, sous forme de tubes disposés horizontalement ou verticalement, dans lesquels sont injectés des gaz de traitement.
Typiquement, chaque four de traitement est équipé d'éléments chauffants sous forme de résistances électriques et de moyens d'introduction et d'extraction des gaz de traitement, comportant notamment des canules prévues pour pénétrer dans l'enceinte du four. Les canules d'extraction de gaz, par leurs orifices d'extraction, se situent à l'une des extrémités de l'enceinte interne du four, les canules d'introduction des gaz, par leurs bouches d'introduction se situant quant à elles à l'extrémité opposée.
Les plaquettes de silicium sont disposées en arrangement spatial sur des supports aptes à résister d'une part à la chaleur et d'autre part au pouvoir corrosif des gaz de traitement. Dans le cas des fours horizontaux de type
« cantilever », ces supports sont supportés dans ce dernier par une pelle de chargement et déchargement, fixée en porte à faux à un chariot guidé, portant une porte d'obturation du four. Une telle disposition est divulguée dans le brevet FR 2 824 543 de la demanderesse. Le chariot est monté coulissant sur des rails de guidage solidaires d'un châssis approprié et peut occuper sur ces derniers une position de retrait selon laquelle la porte et la pelle sont écartées du four de traitement et une position d'obturation selon laquelle la pelle est située dans le four et la porte obture de manière étanche ce dernier.
À ce four sont associés des équipements de transferts et chargement aptes à prélever les plaquettes une à une d'une bande de convoyage sur laquelle elles sont disposées à plat, et les charger une à une dans des supports adaptés en matériaux perfluorés (brevet FR 2 858 306 de la demanderesse); Un système de transfert permet ensuite le transfert en lots des plaquettes dans des paniers en SiC (voir brevet FR 2 888 572 de la demanderesse). Ces paniers sont ensuite chargés sur la pelle.
Ce passage par des paniers « Teflon » permet le transfert manuel d'un poste à l'autre dans la continuité de la ligne de production des cellules solaires. Il peut être à éviter, dans le cas d'une ligne où la manipulation est entièrement automatisée.
Typiquement, les supports SiC assurent le maintien des plaquettes à la verticale.
Ainsi les équipements de transferts sont conçus de manière à pouvoir recevoir chaque plaquette dans une position horizontale et la redresser à la verticale afin de pouvoir la charger dans le support.
Enfin les plaquettes, dans l'enceinte du four, sont positionnées par les supports, de manière perpendiculaire à la direction du flux de gaz de traitement.
Exposé de l'invention
Problème technique.
Dans une recherche d'augmentation de la productivité globale, et de façon à avoir la capacité de pouvoir traiter en même temps jusqu'à plus d'une dizaine de milliers de plaquettes dans le même équipement, il est nécessaire de minimiser les temps pendant lesquels les moyens de traitement sont en attente.
De la même façon, il est parfois utile d'éviter que le traitement que doit subir chaque plaquette affecte ses deux faces. Dans ce dernier but on a cherché à disposer les plaquettes, par paires, dos-à-dos dans leur support. Mais il est apparu que le contact entre les plaquettes de chaque paire, en raison de leur verticalité, n'était pas suffisamment intime pour assurer une protection efficace. Une autre solution a consisté à enduire le dos de la plaquette d'une protection appropriée, mais cette solution engendre des opérations supplémentaires et renchérit de ce fait les coûts de production.
Le changement de position des plaquettes à savoir le passage d'une position .horizontale sur le convoyeur à une position verticale impose l'utilisation au niveau des équipements de transferts, d'organes de pivotement motorisés.
De tels organes compliquent la réalisation des équipements de transferts et alourdissent le contrôle et l'entretien de ces derniers.
Enfin la disposition spatiale verticale des plaquettes par rapport au flux des gaz de traitement peut être source de variation du temps de résidence des espèces réactives et par voie de conséquence de traitement non uniforme des plaquettes.
Par ailleurs, les divers encombrements physiques liés à ces fonctions de manipulation des charges de substrats font qu'il est assez difficile d'associer deux ensembles -batteries- de fours dos à dos.
Solution technique.
La présente invention a pour objet de résoudre les problèmes sus évoqués en mettant en œuvre un ensemble de moyens de conditionnement des plaquettes qui consiste en un nouveau support de plaquettes de silicium caractérisé essentiellement en ce qu'il comprend au moins une nacelle longiforme prévue pour reposer sur la pelle de chargement-déchargement d'un four de traitement, et au moins un panier prévu pour être monté de manière amovible dans la nacelle, ledit panier présentant deux ouvertures opposées avant et arrière entre lesquelles est formée une série de logements horizontaux espacés verticalement les uns des autres, ouverts vers l'avant et l'arrière ainsi que vers le haut et le bas, aptes chacun à recevoir au moins une plaquette à traiter et à maintenir ladite plaquette dans une position horizontale, lesdits logements s'étendant horizontalement entre les dites ouvertures.
Ainsi en raison des deux ouvertures qu'il comporte, le panier peut être traversé de part en part par des gaz de traitement. De plus, ces ouvertures déterminent une direction de passage des gaz, cette direction étant parallèle aux différents logements et par voie de conséquence aux plaquettes disposées dans ces derniers.
De surcroît, la disposition en étages des plaquettes constitue un répartiteur de gaz réactifs améliorant les résultats de la distribution des précurseurs sur lesdites plaquettes.
Par ailleurs la disposition horizontale des plaquettes dans le panier est compatible avec la position qu'elles occupent sur les convoyeurs ce qui simplifie la réalisation des équipements de transferts et chargements. En outre, ces opérations de chargement/déchargement des plaquettes dans les paniers, tout comme les opérations automatisées par des robots de
chargement/déchargement des paniers dans les nacelles, sont indépendantes des opérations proprement dites du four. Cette flexibilité autorise qu'un système de manipulation puisse desservir un ou plusieurs fours tubulaires groupés en batterie simple ou double -dos à dos- d'une façon parfaitement automatisée alors que ces fours tubulaires sont eux-mêmes, en fonctionnement, entièrement indépendants les uns des autres, sur un même procédé ou sur des procédés différents. Cette flexibilité, convenablement gérée par des moyens informatiques de contrôle et de commandes, permet une occupation opérationnelle optimale des différents fours tubulaires. Une telle disposition totalisant par exemple huit à dix fours tubulaires indépendants en deux batteries dos à dos offre, outre un gain de surface, de nombreuses synergies telle que l'unicité des arrivées de fluide (puissance, gaz, etc.), et telle que le contrôle et le pilotage informatisé soit effectué par un seul système superviseur de l'ensemble, telle qu'un regroupement dans des armoires spécialisées de certaines fonctions permettant ainsi par exemple, entre autre, un traitement non disséminé des organes de sécurité.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la hauteur de chaque logement de chaque panier est égale à au moins deux fois l'épaisseur de chaque plaquette. Une telle disposition autorise la mise en place dans chaque logement, de deux plaquettes dos contre dos. Ainsi les faces dorsales des deux plaquettes se protègent mutuellement de l'action des gaz réactifs. Il y a lieu de noter que le poids de la plaquette supérieure est suffisant pour assurer un contact intime entre les faces dorsales des deux plaquettes et éviter
l'introduction de gaz réactif entre les deux plaquettes.
Un autre avantage de cette disposition est qu'elle double la capacité de chaque panier et par voie de conséquence la capacité de traitement.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque panier, le long de l'ouverture arrière, présente deux butées verticales longitudinales prévues pour recevoir en appui les tranches arrière des plaquettes. Cette disposition permet d'aligner les différentes plaquettes les unes par rapport aux autres et pour ce qui concerne chaque paire de plaquettes, d'écarter les risques de recouvrement partiel de l'une par l'autre.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la nacelle peut recevoir plusieurs paniers amovibles aptes à être disposés de manière juxtaposée, selon une rangée horizontale. Une telle disposition vise notamment à augmenter le nombre de plaquettes que peut recevoir le support.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la nacelle comprend deux flancs verticaux parallèles écartés l'un de l'autre et réunis l'un à l'autre par deux bras horizontaux parallèles dotés d'empreintes supérieures prévues pour recevoir en emboîtement de forme, des pattes latérales de positionnement formées sur chaque panier, chaque panier étant prévu pour être disposé entre les bras de la nacelle. De par cette disposition la nacelle est agencée en berceau et les différents paniers sont positionnés de manière précise, selon des emplacements prédéfinis, dans le berceau formé.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque flanc vertical de la nacelle est muni extérieurement d'une patte saillante de préhension. Cette disposition permet la manutention du support de plaquettes, notamment à l'aide d'un robot manipulateur, les bras de ce dernier, étant, pour cette opération, amarrés de manière amovible aux deux pattes saillantes. Il y a lieu de noter que ce robot évoluera entre les différentes aires de chargement/déchargement des paniers, d'attente, et de chargement/déchargement des différentes pelles de la batterie de fours tubulaires desservie.
Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque panier comprend deux flancs latéraux verticaux, portant les pattes latérales de positionnement, un flanc supérieur horizontal et un flanc inférieur horizontal, les flancs latéraux, en regard l'un de l'autre étant équipés de fentes horizontales matérialisant, par paires, les logements des plaquettes.
Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins les flancs latéraux verticaux et le flanc supérieur de chaque panier constituent chacun un diffuseur thermique. Ces flancs ont également pour but de protéger les plaquettes du rayonnement infrarouge direct dégagé par les éléments chauffants du four.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les paniers dans la nacelle forment un tunnel horizontal de circulation des gaz de traitement, les logements des plaquettes s'étendant horizontalement dans ledit tunnel et de manière parallèle à l'axe longitudinal de ce dernier. Ainsi les plaquettes de silicium portées par les différents logements seront disposées dans ce tunnel, de manière horizontale et parallèle, par leurs grandes faces, à l'axe longitudinal dudit tunnel. On comprend également que le tunnel détermine une direction de circulation des gaz, cette dernière étant parallèle à l'axe longitudinal dudit tunnel et parallèle aux logements et aux plaquettes portées par ces derniers.
La présente invention a également pour objet une charge prévue pour être introduite dans un four de traitement pour y être soumise aux effets d'un traitement. Cette charge telle que définie est remarquable notamment en ce qu'elle est formée d'un support selon l'invention et d'une pluralité de plaquettes à traiter disposées unitairement de manière horizontale dans les logements des paniers dudit support, les dites plaquettes, par leurs tranches arrière, étant alignées selon un plan même plan vertical.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les plaquettes sont réparties par paires, chaque logement reçoit une paire de plaquettes et une seule et les plaquettes de chaque paire sont superposées et disposées dos contre dos.
La présente invention est également relative à un procédé de traitement de plaquettes de silicium mettant en œuvre un four de traitement dans lequel circulent des gaz réactifs. Ce procédé est remarquable notamment en ce qu'il consiste à disposer les plaquettes de manière horizontale dos contre dos dans le four et ce parallèlement à la direction d'écoulement des gaz réactifs.
Selon une autre caractéristique le procédé selon l'invention, de traitement de plaquette de silicium, mettant en œuvre un ensemble de huit à dix fours tubulaires de traitement associés en batterie dans lesquels circulent des gaz réactifs, consiste à disposer les plaquettes de manière horizontale dans chaque four et ce parallèlement à la direction d'écoulement des gaz réactifs.
La présente invention a également pour objet une unité de traitement de plaquettes de silicium pour la mise en œuvre du procédé. Cette unité est remarquable notamment en ce que qu'elle comporte plusieurs fours horizontaux de traitements thermiques agencés en batterie, desservis par au moins un robot manipulateur apte à évoluer entre différentes aires techniques comprenant des aires de chargement/déchargement des paniers en plaquettes, des aires de chargement/déchargement des nacelles en paniers, des aires de
chargement/déchargement des pelles que comportent les fours ainsi que des aires d'attente ou stockage temporaire configurées pour recevoir soit des nacelles chargées soit des paniers chargés en plaquettes.
Description sommaire des figures et des dessins.
D'autres avantages, buts et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés en lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un support de plaquettes selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en éclaté du support de plaquette,
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale du support de plaquette selon l'invention,
- la figure 4 est une vue en perspective d'un panier conforme à l'invention, - la figure 5 est une vue en coupe d'un four tubulaire dans lequel est monté un support avec plaquettes, selon l'invention,
- la figure 6 est une vue en perspective d'une nacelle selon une deuxième variante d'exécution,
- la figure 7 est une vue en perspective de la nacelle selon une troisième variante d'exécution,
- la figure 8 montre une deuxième forme de réalisation d'un panier selon l'invention,
Meilleure manière de réaliser l'invention, - les figures 9 et 10 montrent une unité de traitement des plaquettes de silicium, les fours de traitement n'étant pas représentés sur la figure 10.
Tel que représenté, le support 1 de plaquettes selon l'invention comprend une nacelle longiforme 2 formant berceau et une pluralité de paniers 3
amovibles, aptes à être installés dans la nacelle, de manière juxtaposée et alignée selon l'axe longitudinal de cette dernière, chaque panier 3 comportant une série de logements horizontaux 30, quadrangulaires, verticalement ouverts, superposés selon un axe vertical recevant chacun au moins une plaquette 4 à traiter. Chaque logement sera avantageusement configuré pour recevoir deux plaquettes à traiter disposées horizontalement dos contre dos.
Le support 1 est prévu pour reposer de manière amovible sur une pelle de chargement déchargement 50 d'un four de traitement 5, horizontal, de forme tubulaire, axialement traversé par des gaz de traitement. Plusieurs de ces supports 1 peuvent être associés sur une même pelle de façon à optimiser la charge à traiter.
La nacelle 2 est réalisée en un matériau apte à résister à la chaleur d'un four de traitement et au pouvoir corrosif des gaz de traitement utilisés. De plus le matériau utilisé est chimiquement neutre vis-à-vis des gaz de traitement.
Avantageusement, la nacelle sera réalisée en carbure de silicium ou en quartz.
Selon une première forme de réalisation, la nacelle est formée de deux flancs verticaux 20, parallèles, écartés l'un de l'autre et réunis l'un à l'autre par deux bras horizontaux, parallèles 21. Les deux flancs et les deux bras
déterminent un berceau apte à recevoir en file indienne les différents paniers 3.
Les deux flancs latéraux de la nacelle pourront être ajourés de façon à pouvoir être traversés par les gaz de traitement.
Le bord inférieur de chaque flanc latéral 20 de la nacelle est équipé d'au moins une entaille 23 de positionnement, apte à venir s'emboîter sur une saillie longitudinale de positionnement formé sur la face supérieure de la pelle de chargement/déchargement.
Chaque flanc latéral 20 est muni extérieurement d'une patte saillante 24, de préhension de façon à permettre l'amarrage des bras d'un robot manipulateur piloté à distance et apte à évoluer entre différentes aires techniques définies plus loin. Les deux bras horizontaux 21 de la nacelle pourront se situer selon un niveau de hauteur médian par rapport à la hauteur des flancs latéraux.
Alternativement, comme on peut le voir en figure 6, ces bras, selon un deuxième mode de réalisation de la nacelle, sont situés selon un niveau de hauteur supérieur proche de la rive supérieure horizontale de chaque flanc latéral.
Ces bras, en vis-à-vis l'un de l'autre, sont dotés d'empreintes supérieures 22, régulièrement espacées, prévues pour recevoir en emboîtement de forme des pattes latérales 31 de positionnement formées sur chaque panier 3, chaque panier étant prévu pour être disposé entre les bras 21 de la nacelle 2. Les empreintes supérieures sont formées par des creusures formées dans chaque bras.
Selon une troisième forme de réalisation, telle que représentée en figure 7, les bras de nacelle 21 sont agencés en treillis et chaque flanc latéral 20 est ajouré pour permettre une diffusion axiale des gaz au travers de la nacelle. Cette disposition en treillis permet d'alléger la nacelle sans pour autant réduire la rigidité des bras. Une telle disposition est préférentiellement applicable à des nacelles réalisées en quartz.
Selon ces diverses formes de réalisation, les poignées 24, comme on peut le voir en figure 7, pourront être décalées en hauteur l'une par rapport à l'autre, d'une valeur supérieure à l'épaisseur de chacune d'entre elles, de préférence augmentée de l'épaisseur des pinces ou supports de préhension utilisées pour manutentionner les nacelles 2 en vue notamment de leur pose sur la pelle de chargement/déchargement ou leur dépose . Cette disposition, en raison du fait que la poignée supérieure 24 de chaque nacelle 2 peut être disposée au-dessus de la poignée inférieure de la nacelle consécutive, permet de réduire l'écart entre les nacelles sur la pelle et donc dans le four de traitement et d'uniformiser la température le long de la masse thermique que constitue l'ensemble de ces nacelles. La masse thermique ne se trouve donc plus fragmentée et le traitement est alors uniforme sur l'ensemble des plaquettes. Dans le cas où la masse thermique risque de se trouver fragmentée, il est possible de disposer entre chaque nacelle ou aux deux extrémités de la file de nacelle, des éléments thermiquement diffusants sous forme de disques 200 portés par des support appropriés. Ces disques 200 seront réalisés en carbure de silicium, en raison de la grande capacité thermique de cette matière. Ces disques constituent également un écran thermique, en particulier ceux qui sont directement face à l'injection des gaz réactifs contribuent à leur thermalisation et évitent que les premières plaquettes soient refroidies.
Chaque panier 3 comprend deux ouvertures quadrangulaires, opposées, avant 3a et arrière 3b s'étendant verticalement, entre lesquelles sont formés les différents logements 30.
Comme on peut le voir ces logements 30 sont chacun ouverts vers l'avant et l'arrière et verticalement à savoir vers le haut et le bas. Ces logements 30 sont régulièrement espacés les uns des autres selon un axe vertical afin de laisser subsister entre eux des intervalles libres de tout obstacle.
Chaque panier 3 comprend deux flancs latéraux verticaux 32 portant les pattes latérales de positionnement 31 , un flanc supérieur horizontal 33 et un flanc inférieur horizontal 34, les flancs latéraux, en regard l'un de l'autre étant équipés de fentes horizontales 35 matérialisant, par paires, lès logements 30 des" plaquettes. Les différents flancs sont joints de manière indissociable les uns aux autres. Les pattes de positionnement 31 sont horizontales et sont en saillie sur les flancs verticaux 32. Comme on peut le voir, ces pattes occupent sensiblement une position médiane. Par ses pattes 31 , chaque panier 3 repose sur les deux bras de la nacelle. Il y a lieu de noter que les largeur et longueur du flanc supérieur 33 sont supérieures aux largeur et longueur de chaque plaquette afin que ces dernières, une fois correctement installées dans les logements 30, voient leurs bordures avant et arrière situées respectivement en retrait des bordures avant et arrière du flanc supérieur.
La largeur de chaque fente 35 est égale au moins au double de
l'épaisseur de chaque plaquette destinée à être disposée dans le panier. En raison de cette caractéristique, chaque logement peut recevoir deux plaquettes disposées de manière superposée dos contre dos.
Chaque panier 3, le long des deux bords verticaux de l'ouverture arrière 3b, présente deux butées verticales longitudinales 36 prévues pour recevoir en appui les tranches arrière des plaquettes. Une telle disposition permet d'aligner les tranches arrière des plaquettes selon un plan vertical. Chaque butée est formée par un bossage longitudinal formé sur le flanc latéral correspondant et s'étendant le long du bord vertical correspondant de l'ouverture arrière 3b.
Chaque flanc latéral 32 en zone avant, c'est-à-dire à l'opposé de la butée verticale, est équipé d'une entaille longitudinale formant avec le flanc du panier précédent une ouverture latérale 37. Ces ouvertures latérales permettent de réalimenter en gaz frais l'environnement des plaquettes de silicium à partir des secteurs du réacteur libre de silicium par exemple quatre portions du tube non occupées par la section des paniers.
Par ailleurs, ces ouvertures limitent les phénomènes de déplétion sur les premiers paniers en redistribuant les gaz tout le long de la charge.
Comme on peut le voir sur les figures 1 et 3, les paniers 3 dans la nacelle
2 sont disposés de manière juxtaposée, selon une rangée horizontale, à faible écartement les uns des autres, cet écart mesuré entre deux paniers consécutifs entre leur flanc supérieur étant de l'ordre de 3 mm.
En relation de juxtaposition dans la nacelle, les paniers forment un tunnel horizontal de circulation des gaz de traitement, les logements des plaquettes s'étendant horizontalement dans ledit tunnel et ce de manière parallèle à l'axe longitudinal de ce dernier. En raison de cette disposition, les plaquettes 4, par leurs grandes faces sont disposées parallèlement au flux de gaz de traitement traversant le tunnel formé. Il y a lieu de noter que les gaz de traitement pénètrent dans le tunnel et en ressortent par les ouvertures formées dans les flancs verticaux de la nacelle 2, mais également par les ouvertures latérales 37.
Il y a lieu de noter que les paniers sont réalisés en carbure de silicium ou en quartz et que les flancs latéraux et supérieur constituent des écrans thermiques et s'opposent ainsi à la transmission directe, aux plaquettes, des infra rouges émis par les éléments chauffants du four, mais constituent des diffuseurs thermiques et réémettent dans toutes les directions, la chaleur absorbée. Ainsi le tunnel formé par juxtaposition des paniers présente des propriétés particulières en matière de réactions physico-chimiques en servant de cage comme enseigné dans le cas du LPCVD par J. McMullen dans
US4203387.
En figure 8 est représentée une autre forme de réalisation d'un panier selon l'invention. On peut voir que le panier ne comporte plus de flancs latéraux, mais quatre montants 38 reposant par leur extrémité inférieure sur le flanc inférieur horizontal 34 et supportant en extrémité supérieure le flanc supérieur horizontal 33, ce dernier étant de forme quadrangulaire. Chaque montant 38 est doté d'entailles 35 déterminant avec les entailles 35 des autres montants, les logements horizontaux 30, ces logements pouvant toujours recevoir chacun deux plaquettes dos à dos. On comprend que chaque logement 30 est déterminé par quatre entailles 35 coplanaires.
Les montants 38 portent deux à deux les pattes de positionnement 31.
Le flanc inférieur horizontal est ajouré et épouse la forme d'un U de façon à permettre le passage du bras que possède le moyen de chargement des plaquettes.
Dans la forme de réalisation objet de la figure 8, le panier 3 ne comporte pas de butées arrière 36 pour réaliser l'alignement des plaquettes par leur tranche arrière. Dans ce cas de figure, les plaquettes sont alignées verticalement les unes par rapport aux autres par les organes de chargement lors de leur introduction dans le panier. En raison de cet alignement, les bordures avant et arrière de chaque plaquette se trouve en retrait respectivement de la bordure avant et de la bordure arrière du flanc supérieur horizontal. Une telle disposition évite toute casse des plaquettes lors de la mise en place des paniers dans la nacelle. Pour s'assurer du bon alignement des plaquettes avant chargement des paniers dans la nacelle, les flancs supérieur 33 et inférieur 34 de chaque panier 3, dans l'alignement vertical l'un de l'autre, pourront être dotés chacun d'un perçage débouchant prévu pour être traversé par un rayon laser émis par une cellule émettrice et reçu par une cellule réceptrice. La rupture du rayon laser trahira un mauvais alignement des plaquettes et ce défaut générera un signal d'alerte perceptible par l'opérateur en charge du remplissage des paniers.
Selon une autre forme de réalisation du panier, non représentée, les logements 30 sont disposés de manière parallèle et sont inclinés vers l'arrière et latéralement et le panier 3 présente au moins une butée arrière contre laquelle viennent prendre appui les plaquettes disposées dans ces logements. Une telle disposition évite l'effet dit de feuille qui peut conduire lors du chargement de la plaquette supérieure dans le logement, à un décalage positionnel de cette dernière par rapport à la plaquette inférieure contenue dans ce même logement. Cet effet de feuille se traduit par un mouvement non désiré de glissement de la plaquette supérieure dû à la lame d'air présente entre la plaquette supérieure et inférieure.
De préférence, l'inclinaison de la ligne de plus grande pente qui correspond préférentiellement à une diagonale de chaque logement 30, par rapport à l'horizontale sera de l'ordre de 4 +/- 2 degrés, de façon à ce que les plaquettes soient toutes alignées par rapport à l'un des deux angles arrières du panier.
Les nacelles 2 et les paniers 3 tels que décrits sont prévus pour être manipulés par un ou plusieurs robots de manutention associés à une unité de traitement constituée essentiellement par des fours tubulaires de traitement 110, horizontaux, agencés en batterie. Les opérations de chargement et
déchargement des plaquettes dans les différents paniers 3 sont également effectuées par des robots de manipulation pilotés à distance par une unité de contrôle et de commande.
Les différents robots de manipulation sont aptes à évoluer entre
différentes aires techniques comprenant des aires de chargement/déchargement des paniers en plaquettes, des aires de chargement/déchargement des nacelles en paniers, des aires de chargement/déchargement des pelles que comportent les fours, ainsi que des aires d'attente. Les différentes opérations manipulation opérées par les robots, dans la mesure du possible, seront effectuées en temps masqué.
En figures 9 et 10 est représentée une unité 100 de traitement des plaquettes de silicium portées par des paniers 3 disposées dans des nacelles 2. On peut voir que cette unité comprend plusieurs fours horizontaux 110 de traitements thermiques agencés en batterie, desservis par un robot manipulateur 120 comprenant un support 125 de nacelle, mobile selon les trois axes de l'espace entre une aire d'arrivée 130 des nacelles chargées à traiter et de départ de ces dernières après traitement, des aires 140 de stockage temporaire des nacelles chargées, avant traitement et après traitement et des aires 150 de chargement et déchargement des pelles associées à ces fours 110.
On peut voir que les aires de stockage temporaire 140 des nacelles chargées sont disposées les unes au-dessus des autres et au-dessus de l'aire 130 et respectivement en regard des aires de chargement des fours de traitement, ces dernières étant directement en regard des fours de traitement 110. Le robot manipulateur est apte à saisir la nacelle chargée en attente sur l'aire 130 et de la déposer sur l'une des aires de stockage temporaire 140. Il est également apte à saisir une à une les nacelles chargées disposées dans ces aires de stockage et les déposer sur la ou les pelles de chargement
correspondantes. Après traitement et ouverture des fours, le robot manipulateur est apte à saisir les nacelles chargées, portées par la ou les pelles et les transporter vers les aires de stockage temporaire 140. Après refroidissement, les nacelles chargées sont extraites de ces zones de stockage 140 par le robot manipulateur pour être déposées une à une sur la zone d'arrivée et départ 130.
Pour accélérer le refroidissement, l'unité comporte des moyens de formation d'un flux d'air épuré, en arrière des aires 140, ce flux d'air étant établi entre des organes ventilateurs disposés en partie inférieure et des bouches d'aspiration disposées en partie supérieure.
La subdivision des moyens participant au traitement des plaquettes en éléments séparés et interactifs à savoir paniers support de plaquettes, nacelles support des paniers, pelles support de nacelles, et aires d'arrivée et de départ, aires de stockage temporaire et aires de chargement et déchargement des pelles, conduit à l'obtention d'une optimisation de la présence des plaquettes en cours de traitement et d'occupation optimale des fours et à minimiser les temps d'attente pour le traitement des plaquettes.
Grâce à la présente invention, l'intégration des fours au flux de production d'une ligne de fabrication automatisée de cellules solaires par exemple, s'en trouve grandement améliorée. De même les coûts d'exploitation s'en trouvent fortement réduits. Ces coûts se trouveront encore réduits par la présence d'une double batterie de fours tubulaires et par une planification cohérente des tâches dédiées à chaque four tubulaire.
Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et variantes du domaine des équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet tel que définit par les revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Support (1) pour plaquettes de silicium caractérisé en ce qu'il comprend une nacelle longiforme (2) formant berceau, prévue pour reposer sur la pelle de chargement-déchargement d'un four de traitement, et au moins un panier (3) prévu pour être monté de manière amovible dans la nacelle (2), ledit panier (3) présentant deux ouvertures opposées avant (3a) et arrière (3b) entre lesquelles est formée une série de logements horizontaux (30) espacés verticalement les uns des autres, ouverts chacun vers l'avant et l'arrière ainsi que vers le haut et le bas, aptes chacun à recevoir au moins une plaquette (4) à traiter et à maintenir ladite plaquette dans une position horizontale, lesdits logements (30) s'étendant horizontalement entre les dites ouvertures avant (3a) et arrière (3b).
21 Support selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs paniers (3) amovibles aptes à être disposés de manière juxtaposée, selon une rangée horizontale, dans la nacelle (2).
3/ Support selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la nacelle (2) comprend deux flancs latéraux verticaux (20) parallèles, écartés l'un de l'autre et réunis l'un à l'autre par deux bras horizontaux (21), parallèles, dotés d'empreintes supérieures (22) prévues pour recevoir en emboîtement de forme des pattes latérales de positionnement (31) formées sur chaque panier (3), chaque panier étant prévu pour être disposé entre les bras (21) de la nacelle (2).
4/ Support selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bras de nacelle (21) sont agencés en treillis.
5/ Support selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les flancs verticaux (20) de la nacelle (2) sont ajourés.
6/ Support selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chaque flanc latéral (20) est muni extérieurement d'une patte saillante (24), prévue pour recevoir en amarrage l'un des bras d'un robot manipulateur.
7/ Support selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les pattes saillantes (24) que possède la nacelle sont décalées en hauteur l'une par rapport à l'autre d'une valeur supérieure à l'épaisseur de chacune d'entre elles.
8/ Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur (h) de chaque logement (30) de chaque panier est égale à au moins deux fois l'épaisseur de chaque plaquette.
9/ Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque panier (3), le long de l'ouverture arrière (3b) présente deux butées verticales longitudinales (36) prévues pour recevoir en appui les tranches arrière des plaquettes.
0/ Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque panier comprend deux flancs latéraux verticaux, parallèles (32) portant les pattes latérales de positionnement (31), un flanc supérieur horizontal (33) et un flanc inférieur horizontal (34), les flancs latéraux (32), en regard l'un de l'autre étant équipés de fentes horizontales (35) matérialisant, par paires, les logements (30) des plaquettes.
11/ Support de plaquette selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque flanc latéral (32) de chaque panier, à l'opposé de la butée verticale (36), est équipé d'une entaille longitudinale (37) formant ouverture latérale.
12/ Support de plaquette selon la revendication 10 ou la revendication 11 , caractérisé en ce qu'au moins les flancs latéraux verticaux (32) et le flanc supérieur (33) de chaque panier (3) constituent chacun un diffuseur thermique.
13/ Support de plaquette selon l'une quelconque des revendications 3 à
12, caractérisé en ce que le bord inférieur de chaque flanc latéral (20) de la nacelle (2) est équipé d'au moins une entaille de positionnement (23) sur une pelle de chargement/déchargement.
14/ Support de plaquette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les paniers (3) dans la nacelle (2), forment un tunnel horizontal de circulation des gaz de traitement, les plaquettes de silicium (4) portées par les paniers, étant disposées, dans ledit tunnel, de manière horizontale et parallèle par leurs grandes faces, à l'axe longitudinal dudit tunnel.
15/ Support de plaquette selon l'une quelconque des revendications , caractérisé en ce que les logements (30) de chaque panier (3) sont disposés de manière parallèle et sont inclinés vers l'arrière et latéralement et le panier (3) présente au moins une butée arrière contre laquelle viennent prendre appui les plaquettes disposées dans les logements (30).
16/ Support selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la ligne de plus grande pente de chaque logement (30) de chaque panier (3) est formée par une diagonale de ce logement.
17/ Charge prévue pour être introduite dans un four de traitement pour y être soumise aux effets d'un traitement, caractérisée en ce qu'elle est formée d'un support (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes et d'une pluralité de plaquettes à traiter disposées unitairement de manière horizontale dans les logements (3) des paniers (3) dudit support, les dites plaquettes, par leurs tranches arrière, étant alignées.
18/ Charge selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les plaquettes sont réparties par paires, que chaque logement (30) de chaque panier (3) reçoit une paire de plaquettes et une seule et que les plaquettes de chaque paire sont superposées et disposées dos contre dos.
19/ Procédé de traitement de plaquette de silicium mettant en œuvre au moins un four de traitement dans lequel circulent des gaz réactifs, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer les plaquettes de manière horizontale dos contre dos dans le four et ce parallèlement à la direction d'écoulement des gaz réactifs.
20/ Procédé de traitement de plaquette de silicium, selon la revendication précédente, mettant en œuvre un ensemble de huit à dix fours tubulaires de traitement associés en batterie dans lesquels circulent des gaz réactifs, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer les plaquettes de manière horizontale dans chaque four et ce parallèlement à la direction d'écoulement des gaz réactifs.
21/ Unité de traitement de plaquettes de silicium pour la mise en œuvre du procédé selon les revendications 19 ou 20, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs fours horizontaux (110) de traitements thermiques agencés en batterie, desservis par au moins un robot manipulateur (120) apte à évoluer entre différentes aires techniques comprenant des aires de
chargement/déchargement des paniers en plaquettes, des aires de
chargement/déchargement des nacelles en paniers, des aires de
chargement/déchargement des pelles que comportent les fours ainsi que des aires d'attente ou stockage temporaire configurées pour recevoir soit des nacelles chargées soit des paniers chargés en plaquettes.
22/ Unité de traitement des plaquettes selon la revendication précédente caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs fours horizontaux (110) de traitements thermiques agencés en batterie, desservis par un robot manipulateur (120) comprenant un support (125) de nacelle, mobile selon les trois axes de l'espace entre une aire d'arrivée (130) des nacelles chargées à traiter et de départ de ces dernières après traitement, des aires (140) de stockage
temporaire des nacelles chargées, avant traitement et après traitement et des aires (150) de chargement et déchargement des pelles associées à ces fours.
23/ Unité selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les aires de stockage temporaire (140) des nacelles chargées sont disposées les unes au-dessus des autres respectivement en regard des aires de chargement/ déchargement des fours de traitement (110), ces dernières étant directement en regard des fours de traitement.
24/ Unité selon la revendication précédente, caractérisée par des moyens de formation d'un flux d'air épuré, en arrière des aires (140), ce flux d'air étant établi entre des organes ventilateurs disposés en partie inférieure et des bouches d'aspiration disposées en partie supérieure..
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