WO1997038439A1 - Dispositif de transport d'objets plats et procede de transfert de ces objets entre ledit dispositif et une machine de traitement - Google Patents

Dispositif de transport d'objets plats et procede de transfert de ces objets entre ledit dispositif et une machine de traitement Download PDF

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WO1997038439A1
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Definitions

  • the invention relates to a device for transporting flat objects, called cassettes or baskets, and a method for transferring these objects between said device and a processing machine guaranteeing a particular environment around the object, without any discontinuity in the specification of this environment even when the object is transferred to the process machine.
  • the invention relates to the field of manufacturing flat objects in an ultra clean environment.
  • Such manufacturing conventionally uses the technology of the clean room which consists of treating the atmosphere in which these objects are manufactured, handled and stored as a whole.
  • the clean room which consists of treating the atmosphere in which these objects are manufactured, handled and stored as a whole.
  • many objects are thus manufactured in a clean room atmosphere in order to avoid the risks of contamination.
  • contamination is particularly feared in the manufacture of parts requiring very fine engravings and very thin layers, such as flat screens (LCD), and especially in the manufacture of digital devices.
  • conductors such as microprocessors or static or dynamic memories, etc. where the integration density is very high.
  • wafers for example of silicon.
  • wafers for example circular
  • ultra clean atmosphere that is to say surrounded by ultra clean and / or ultra pure gas such as very clean air or nitrogen.
  • contamination of particulate origin is due to a physical deposit of particles on the manufactured product, likely to generate physical phenomena. In the microelectronics field on semiconductor wafers, such particles can cause short-circuits or electrical connection cuts, resulting in drops in efficiency.
  • Contamination of physicochemical or molecular origin comes mainly from the air in the clean room, rich particularly in volatile carbon components.
  • a first solution consists in placing the room, where these semiconductor wafers are handled, in an ultra clean atmosphere, that is to say in a controlled atmosphere.
  • Controlling the environment of the object then consists in protecting it from all sources of contamination essentially coming from operators and manufacturing machines.
  • This protection is achieved by creating an air flow in the room, as laminar as possible, creating protective veins around the objects and driving all the particles towards the return vents, generally placed in the false floor.
  • the silicon plates 10 are stored in baskets 11 containing twenty five plates. As shown in FIG. 1, these baskets 11 are loaded manually on the input-output ports of the manufacturing equipment, this operation being particularly contaminating. For transport in the production or storage unit, the baskets are stored and protected by a transport box 12.
  • FIG. 1A In FIG. 1A are represented the working zones and equipment, and the input ports of the "wall pass” equipment. In this figure are represented a reactor 1, a robot 2, an elevator 3, the operations 4 being manual operations. In Figure 1B are shown the circulation and storage areas.
  • FIG. 2A corresponds to the work zones and FIG. 2B to the transfer and storage.
  • the so-called "WAFEC” technology illustrated in FIG. 3, proposes to create locally around the basket 11 a mobile mini-clean room.
  • This technology is designed to be able to deposit the baskets of plates on the machine entrances without any additional device, guaranteeing cleanliness conditions by a permanent ultra-clean air flow around the plates.
  • a localized air flow accompanies the plate in an ultra-clean air stream up to the inlet of the machines' reactors.
  • Figure 3A corresponds to the work areas
  • Figure 3B corresponds to the transfer-storage areas.
  • This technology there is dynamic protection of the enclosure, close protection of the "wafers" 13 and automatic transfer of the cassette 14.
  • This technology has made it possible to reach classes better than 0.01. Although promising, it has not had the industrial success hoped for by the fact that the permanent generation of ultra clean air requires mobile air generators to accompany the containers, devices not accepted in a production environment.
  • SMIF technology has proposed introducing nitrogen into box 12 or "Pod” when the box is on standby (or storage ).
  • Another solution is that of individual containers which has the double objective on the one hand of creating an ultra clean and ultrapure environment around the silicon plates and on the other hand, of allowing a great flexibility.
  • One such solution is to confine the plates in individual containers.
  • IMB references [1] and [2] at the end of the description and illustrated in Figure 4
  • LETI French Atomic Energy Commission
  • Figure 4 there is in particular an individual container IBM 16, the opening area of the container 17, and the module 18 for interfacing equipment according to IBM. Even if these two technical solutions are different, they already have many advantages compared to SMIF type mini-environment solutions in terms of protection of silicon wafers against particulate and molecular contaminants resulting from better sealing and capacities. to renew the environment.
  • the doors are integral with the opening and closing devices and this harms the "mechanical" seal when coupled with the machine.
  • the gas supplies are located on the coast. To supply them with gas collectively, it is necessary to stack them on a shelf provided with gas distribution channels making it possible to supply each cell.
  • FIG. 5A there is a first step of opening the airlock 20, and of introducing the basket 11. 0
  • the door of the airlock 21 a valve 22, an empty transfer module 23, a robot for transfer 90 and the treatment chamber 25.
  • FIG. 5B there is a second step of closing the airlock 20, and of lowering the airlock in vacuum.
  • D In FIG. 5C there is a third transfer step, the valve 22 being open allowing the robot 90 of the transfer module to exchange plates 10 between the basket 11 in the airlock 20 and the treatment chamber 25 0
  • the first solution illustrated in FIG. 6, consists, after opening the container 12 or "Pod", of transferring the basket 11 inside the airlock using a robotic arm 75.
  • a second solution illustrated in FIG. 7, consists in transferring the silicon plates 10 from the basket 11 belonging to the container to another basket 27 installed 0 permanently in the airlock 20.
  • a multi-finger robot 90 often integrated into the airlock , is capable of carrying out this transfer.
  • an interface module 29 described above ensures the sequential transfer of the plate into a basket permanently installed in the airlock 20.
  • the individual containers are connected sequentially to the interface module to transfer the number of plates provided in the basket 27 airlock.
  • An additional valve 34 can isolate the lock of the interface module, it j oue the same role as the airlock door.
  • the first are conventional devices or standard baskets, as illustrated in Figure 1, in which the plates are stored. These baskets can be transported in transport boxes. Protection against contamination is achieved by the ultra-clean air flow from the clean room, especially when the basket is transferred from the transport box to the machine.
  • the second are mini-environments of collective type of SMIF type which allow the transport of several semiconductor plates at the same time. These are static devices that will keep the memory of the environment in which they are open. Such a mini-environment is moderately sealed, a purge of it can also be provided. It requires a specific interface with the vacuum equipment, for example to carry out a basket transfer, and a transfer of the plates, as illustrated in FIG. 2. A variant has been introduced to protect the plate as closely as possible and permanently recreate the cleanliness around the plate, as illustrated in figure 3. • The latter are mini-environments of the single-plate type, as described in particular in the references given at the end of the description. These mini-environments, which are active devices, nitrogen being contained in them, require a large number of transfers. Even if the equipment works one plate after another ("Single Wafer Processing"), all have input buffers imposing a minimum number of plates.
  • the object of the invention is to solve the two problems (insulation of the plates in a suitable environment, preferably nitrogen and possibility of flexibility) and to propose a device whose use remains very close to conventional operation with transport baskets. standards, so as to maintain the same type of interface with the processing equipment, even with regard to the equipment carrying out the processing in a vacuum.
  • the present invention relates to a device for transporting flat objects confined in a determined atmosphere, also called a cassette, characterized in that it comprises at least one assembly provided with several flat cells, of small thickness, opening onto a lateral face of said assembly. , arranged in parallel, joined together from an aeraulic point of view, each cell being able to receive a flat object and to be closed by an independent door.
  • Each door is removable to allow the interface with treatment machines: in fact the door of the invention retracts inside the connection flange secured to the treatment machine and allows sealing between the cell and said machine.
  • the cells are separated from one another by a constant pitch.
  • each door is ensured by means of locking and unlocking.
  • Each set includes a gas supply chimney element and a gas return chimney element.
  • the two chimney elements disposed on the face of the assembly opposite to the openings, associated with a handle, allow it to be grasped.
  • each assembly comprises positioning means, and means for locking to another assembly which would be associated with it.
  • each cell is provided with means for supporting and blocking the flat object which it contains.
  • each assembly is provided with at least one means of identifying the latter.
  • each assembly is provided with at least one internal pressure sensor.
  • the cells are provided with sensors for the presence of objects.
  • each assembly is provided with means allowing the sealed closing of each of the doors, and this independently, said means also serving to remove each door at the time of its opening.
  • each set is provided with means for transferring information to the other sets with which it is associated.
  • each assembly is associable and dissociable between them, manually or automatically.
  • each assembly is formed by several modules, each module comprising a cell.
  • Each module, called the base module, consists of an enclosure on either side of which two shells are arranged.
  • the enclosure is made of a material taken from the family of polycarbonates, lightly loaded with conductive fibers, which protects flat objects from molecular and chemical contamination, which does not desorb or absorb molecular contaminations, and which is sufficiently conductive to avoid the accumulation of electrostatic charges.
  • this material is advantageously light.
  • a deposition of a silica-based layer, made slightly conductive, for removing the electrostatic charges is carried out inside the enclosure.
  • housings are provided in the shells to receive a bayonet mechanism, an assembly lock, a module identification label and / or a rewritable radio frequency label, capable of storing, for example, the identification of the object and / or the information on the progress of the process applied to the object contained in the enclosure.
  • the shells have holes allowing the passage of positioning studs.
  • the two shells once assembled around the enclosure, produce an electrostatic and electromagnetic screen to protect the object located inside the enclosure from this type of disturbance.
  • the shells are made of plastic heavily loaded with conductive fibers to make them very conductive.
  • the enclosure includes:
  • the chimney elements are placed in the same plane as the enclosure so that, when several modules are stacked to form an assembly, the two chimneys of the assembly are obtained.
  • the locking device makes it possible to assemble modules together and makes it possible to carry out the electrical ground connection to allow the flow of the electrostatic charges accumulated on the flat objects and in the enclosures.
  • this locking device includes locations in which sensors are placed.
  • the locking device comprises a peg attached to a protuberance produced on the housing, this protuberance having two grooves in which the latch can move to carry out the assembly.
  • each module is produced in a single piece comprising at least one transparent zone.
  • Each module can include a “male-female” type ribbing.
  • the non-transparent part of each module can be made of polycarbonate filled with glass fiber or silica needle, and the transparent part of polycarbonate.
  • Each module can include transparent flanges attached to a frame or be made of a bi-material molding.
  • the device of the invention comprises a system of association of the modules produced by complementary shapes having the form of ear cups.
  • Each module comprises on each side an upper atrium and two lower atria, the lower atria being provided with a mechanism making it possible to associate the modules with each other and to exert sufficient pressure to ensure precise positioning and sealing.
  • Each mechanism includes a lug having a beveled panel secured to a spring allowing the lug to enter the corresponding lower atrium.
  • Each upper atrium is provided at each end respectively with a corner capable of reacting when two modules are positioned one on the other, at the entry of the bevels of the lugs to transform the pressure exerted on them into a tending force to block two modules between them. Maneuvering fingers integral with the lugs moving in slots made in the lower atria allow the lugs to be maneuvered in order to separate the upper module from the lower module.
  • the locking device allows the association of several modules, and / or of several sets, or at least one module and at least one set.
  • Each door is provided with a locking means making it possible to keep the flat object in contact with two stops situated on each of the lifting devices to ensure the positioning and the maintenance of the object in the module.
  • Each device allowing the levitation of a flat object in the form of a tube pierced with holes allowing the supply and distribution of gases.
  • the blocking of an object is achieved by two stops made at the first ends of the two tubes serving as gas supply which open into a chimney element and by the door and its blocking means.
  • This locking means can be a spring.
  • the device of the invention comprises two lifting devices, located on either side of the module, providing a plenum with the internal wall of this module making it possible to distribute the gas in the module with a transverse flow by an injection device and to evacuate the gas by an exhaust device.
  • the blocking of an object is achieved by a rigid positioning system in the form of a wedge integral with the door, two spring stops, and two fork-shaped elements integral with the lifting devices.
  • the lift devices include two spring stops and two forks, these stops serving to hold a flat object, and to push it forward when the door is opened in order to release it from the forks.
  • the door comprises a seal, a body and a module locking device, the seal abutting on the lifting devices when the door is closed.
  • the seal is reinforced with a frame allowing the pressure of the seal to be properly distributed over the entire perimeter of the module nose.
  • the seal has a wedge-shaped housing capable of blocking the flat object.
  • Each module comprises positioning means for positioning the modules with respect to each other, means for locking to another module which is associated with it, door opening means, object lifting means and distribution of the gas.
  • each module comprises identification means and / or control sensor means and means for transferring information to the other modules.
  • the structure of a module is such that a variation of ⁇ 3000 Pascal of the internal pressure compared to the external pressure does not lead to any modification of the functionalities and sealing.
  • a joint is disposed between two chimney elements corresponding respectively to two different modules so as to seal between two consecutive modules, these modules being called intermediate modules.
  • a so-called "unitary” assembly can be formed from a single module containing a cell.
  • the chimney elements receive, depending on the nature of the module to which they belong, a joint at each end in the case of an intermediate module, a joint for the face associated with an intermediate module and a connector. for the face capable of being connected to another assembly in the case of a terminal module, or a connector at each end in the case where a module is a unitary assembly.
  • the chimney elements receive a filtration element allowing the filtering of the particles which could be released during the connection / disconnection of modules.
  • the filtration element comprises a central crown composed of a rigid crown on which a filter membrane is attached.
  • the self-locking connector comprises a valve mounted on a spring guided by a flange mounted tight thanks to a seal on the corresponding chimney element, a lip seal making it possible to seal between chimney elements, and complementary shapes.
  • the filter element comprises a ring made of filter material.
  • the self-locking connector comprises an elastic membrane in the form of a tripod which is housed in a location provided in the lower part of a flange provided on its lower face with a conical bearing.
  • Each assembly is provided with manual or automatic locking means to another unitary unit or not which would be associated with it allowing the association and dissociation of at least two unitary units or not.
  • This assembly process is applicable for the assembly of modules. To make sets with starting from unit modules, after having produced a stack of modules, all the operating levers of the intermediate modules are removed, only that of the top terminal module is retained, which is used for mooring another assembly.
  • the flat objects are semiconductor plates.
  • the invention also relates to a method of transferring a flat object from a cell of the device described above, into a processing machine, characterized in that said device is positioned so that each cell can be placed in communication with said machine so that a robot, with which said machine is provided, can transfer said object in one direction or the other while preserving the environment of purity and cleanliness surrounding the object during the transfer.
  • an appropriate gas flow is produced in the movable jaw in order to isolate the contamination inside the envelope from the machine in order to avoid contamination alveoli at the time of transfer of the flat object; however, in the case of "vacuum” equipment, there is no gas injection but connection to the vacuum circuit;
  • At least one flange is used comprising a movable part, closed by a door, which advances towards at least one cell to be opened in order to form a sealed connection between the machine and the cell.
  • a movable jaw is connected to the fixed part of the flange by a bellows to ensure translation and guarantee sealing with the machine. In the case of connection of "empty" equipment, this bellows is metallic.
  • the flange is provided with means making it possible to open the door of the cell and the door closing the flange in order to produce a sealed communication tunnel in which the robot of the machine can carry out the transfer of the object.
  • the door which is independent of the corresponding and removable cell, is completely detached from the latter at the time of opening to completely free the passage of the robot.
  • a mechanism which makes it possible to lock the door to close the cell is controlled and driven by a complementary mechanism integral with the door of the opening flange. The combination of these two mechanisms unlocks the door closing the cell and releases it, these two mechanisms then being secured.
  • the movable jaw is brought forward or backward, two abutments secured to a mechanism of atria are engaged, on either side of the cell so that the movable jaw can come to exert pressure on the cell to seal without depositioning the device of the invention; a mechanism operates the bayonets to ensure the
  • the position of the cell to be opened is checked before docking. Controlling the position of the robot finger or object is realized on the socket or the removal of an object so as to perform this operation without l-> friction.
  • the identification of the object can be read on the fly by an electro-optical device.
  • two stops integral with a mechanism for the earpieces allow precise positioning of the device of the invention to be maintained while the movable jaw which is provided with a seal, exerts pressure on its seal in order to ensure sealing with the socket in question.
  • the flange is provided with means which make it possible to purge the dead volumes and to
  • the device of the invention also called cassette
  • the mterfacing is done as described above for the transfer of objects to machines whose processes are carried out in a vacuum without breaking the chain of cleanliness and / or purity surrounding the objects and especially without the need for additional operations to remove objects from the alveoli and reintroduce them into the machine lock.
  • This vacuum descent, simultaneously in each cell, is ensured and regulated by a means exploiting the information of the pressure sensors installed in the cassette and in the airlock.
  • This means includes a pumping device.
  • the same means also make it possible to return to atmospheric pressure by controlling the injection of nitrogen simultaneously into the airlock and into the cells.
  • the invention makes it possible to make the semiconductor plates accessible by the internal robot of the equipment, without requiring an additional robot.
  • Figures 1 to 3 illustrate different devices of the prior art
  • Figures IA, 2A and 3A corresponding to the work areas
  • Figures 1B, 2B and 3B corresponding to the transfer and storage areas
  • Figures 4 to 8 illustrate other devices of the prior art
  • FIG. 9 and 12 illustrate a first embodiment of the device of the invention
  • - Figures 13 to 20 illustrate a second embodiment of the device of the invention based on modules
  • Figures 14 and 16 to 20 illustrating different characteristics of a basic module of the device of the invention
  • - Figure 21 illustrates a chimney element provided with two connectors allowing the connection with neighboring elements
  • FIG. 22 illustrates the method according to the invention for transferring flat objects between the device of the invention and a processing machine
  • FIG. 23 illustrates a vacuum system of the device according to the invention
  • the present invention relates to a device for transporting flat objects 10, for example semiconductor wafers, confined in a determined atmosphere. It may for example be, as shown in FIG. 9, an assembly 30, made of plastic or metal, provided with one or more flat cells 31, here new, of small thickness, opening onto a lateral face 32 of said assembly, arranged in parallel, joined together from an a Vogellic point of view. Each cell is capable of receiving a flat object 10 and of being closed by a door 33 independent extending over the entire length of this lateral face. Each door 33 is separable from the assembly. Each door 33 is closed and opened by a locking and unlocking device. the cells 31 are separated from one another by a constant pitch.
  • Each assembly 30 comprises a gas supply chimney element 35 and a gas return chimney element 36. These two chimney elements arranged on the face of the assembly 30 opposite the openings, associated with a handle 55, allow gripping it.
  • This handle 51 for handling the device of the invention can be assembled like another assembly 30 on the upper face of this device.
  • the chimney elements 35 and 36 are terminated by a self-sealing connector 38.
  • Each assembly 30 comprises means for positioning the different assemblies together 28, assembly means 51 to another assembly which would be associated with it, identification means, means for supporting an object in each cell and for distributing the gas, control sensor means and means for transferring information to other assemblies associated with it.
  • FIG. 9 also shows a plate 80 on which the device of the invention can be placed.
  • FIG. 10 illustrates the underside of the device of the invention provided with pins 51 and positioning pads 60.
  • FIG. 11 illustrates a plate 61 compatible for picking up by a robot with the same method of assembly as the handle 55.
  • the device of the invention called cassette can be made of one or more sets 30 such ⁇ ue defined above, associated with each other, each assembly comprising one or more cells.
  • the device of the invention is made up of one or more assemblies 39; but each assembly 39 is itself made up of one or more modules 40 associated mechanically with one another inseparable, such that each cell now corresponds to an independent module.
  • these various constituent assemblies can be separated during cleaning and can be associated with the request to carry out another batch of processing of flat objects, this new association being frozen for a whole cycle.
  • FIG. 13 is shown, by way of example, an assembly 39 formed of a single module 40 and two assemblies 39 formed of four modules 40.
  • the unitary module 40 can be used to receive an object 10, for example a semiconductor plate, serving as a reference.
  • the assemblies consisting of a single block as illustrated in FIG. 9, or of one or more modules as illustrated in FIG. 13, can be combined and dissociated together to obtain a transport device for flexible use, that is to say ie adapted to the operator's needs, the pitch between the different cells, even when connecting two assemblies, remaining the same.
  • a basic module 40 consists of an enclosure 41 on either side of which are arranged two shells 42 and 43 assembled together, protecting the enclosure 41.
  • This enclosure 41 comprises: - Positioning pads 60 illustrated in particular in Figure 17 for positioning the speakers relative to each other during the assembly of the different modules; - an assembly device 45;
  • Two devices 48 allowing the levitation of flat objects and distribution of gas inside the enclosure; a door 49 for sealingly closing the enclosure 41 and the operating bayonets 50 for opening and closing and keeping the door closed, for advancing the door in the connection flange and for releasing it in order to allow the retraction of the door in the flange.
  • the enclosure 41 is ideally made of a material which protects flat objects 10 from molecular and chemical contamination, which does not desorb or absorb molecular contamination, sufficiently conductive to avoid the accumulation of electrostatic charges and advantageously light.
  • materials taken from the family of polycarbonates lightly loaded with conductive fibers can be used.
  • the shells 42 and 43 are, for example, made of plastic heavily loaded with conductive fibers to make them very conductive.
  • the shells 42 and 43 have holes allowing the passage of the positioning pads.
  • the two shells which surround the enclosure are assembled together, for example with screws 62, and have the role of protecting the enclosure.
  • Housing is provided in these shells to receive the bayonet mechanism 50, the assembly lock 52, and advantageously a module identification label and / or a rewritable radio frequency label, capable of storing, for example, the identification of the object 10 and / or information on the progress of the process applied to the object contained in the enclosure.
  • the assembly device 45 makes it possible to assemble modules together and makes it possible to make the electrical ground connection to allow the flow of the electrostatic charges accumulated on the flat objects and in the enclosures.
  • This assembly device has locations in which sensors will be placed.
  • the chimney elements receive, depending on the nature of the module to which they belong, a joint 44 at each end in the case of an intermediate module, a joint 44 at one end and a connector 38 at the other in the case of a terminal module, or a connector 38 at each end in the case where a module is a unitary assembly.
  • the devices 48 for the lifting of ob j ects dishes and gas distribution within enclosure are reports in the enclosure.
  • the operating bayonets obviously allow the reverse operations to those described.
  • the enclosure comprises various sensors, for example a pressure or oxygen presence sensor, located in housings provided for this purpose, for example housing 64.
  • sensors for example a pressure or oxygen presence sensor, located in housings provided for this purpose, for example housing 64.
  • the door 49 achieves a sealed closure of the module 40 by the pressure of a seal, by flat or "toggle” copy, secured to the door on an adapted form, for example of the "knife” type, of the module.
  • the pressure is ensured by the operating bayonets 50 provided with a return spring.
  • the assembly device 45 comprises a peg 51 attached to a protuberance produced on the enclosure 41, this protrusion having two grooves in which the latch 52 can move in order to assemble the enclosures of two successive modules M n + ⁇ and M n .
  • the module M n + ⁇ is locked by action on the module M n , M n being already blocked.
  • the upper module is a top terminal module M n of an assembly and includes a lever 63 which allows it to unlock an assembly which would be superimposed on it.
  • the intermediate or low modules M n _ ⁇ ..., constituting an assembly, are not unlockable and do not include such a lever because it has been removed so that they can constitute such an assembly.
  • the door As shown in figure 14 the door
  • a device 48 allowing the lift of the flat object 10, illustrated in FIGS. 14, 16, 19 and 20 has the form of a tube 55 produced, for example, by a solid rod in which is pierced an orifice which tapers, this orifice being pierced with holes 56.
  • the object 10 is blocked by two stops holding the object in position, produced at the first ends of the two tubes 55 and through the door and its locking spring.
  • the plug 57 and the spring 58 keep the tube 55 in its housing.
  • a housing 59 is provided in the housing 41 for blocking this tube 55.
  • this tube is, for example, plastic of the conductive PEEK type, making it possible to maintain the potential of the object at ground and to conduct the electrostatic charges towards the conductive shells 42 and 43, themselves maintained at ground.
  • the plug 57 and the spring 58 provide the electrical contact.
  • This device 48 is also used to distribute the gas in the enclosure.
  • the cells can be made of a plastic resistant to temperatures of around 120 ° C. which can then be used to carry out a process for treating objects. For example, they can thus be used to stabilize an ion implantation process: by controlling the temperature of the injected nitrogen, one can perfectly control the cooling of objects.
  • the enclosure 41 can be made of a material compatible with the specifications of the confined object.
  • this enclosure must be made of plastic for reasons of lightness.
  • this enclosure can be made of polycarbonate type materials loaded with conductive fibers to discharge electrostatic charges.
  • polycarbonate coated inside a barrier layer of less than 1 micron of silica suitably doped in is used. silicon to make it slightly conductive, without loss of transparency.
  • the two shells 42, 43 constituting the enclosure for protecting and holding the enclosure can be made of conductive plastic.
  • a self-sealing connector 38 as illustrated in FIG. 21, makes it possible on the one hand to seal the interior volumes of the enclosures for the unconnected ends, and on the other hand the continuity of the gas distribution for the connected parts.
  • Such a connector 38 comprises a body 65, provided with two channels 66 allowing the passage of gas, inside which a pusher system 67, actuated by a spring 68, is capable of repelling a ball 69 disposed in a seat provided with a chamfer 70, a membrane 71 for protection against contamination of the spring being disposed between the pusher system 67 and the ball 69.
  • An O-ring 72 is disposed on the upper outer periphery of this body.
  • the basic module 40 is produced in a single transparent piece, in order to be able to identify and observe the flat object 10 situated inside.
  • This part can be completely transparent, or at least transparent in the areas 81 facing the flat object 10. In FIG. 24 is shown such a minimum area 81.
  • a special ribbing 82 of the “male-female” type can make it possible to increase the rigidity of the module 40, both at the level of the “nose” of the module, and at the level of the gas intake chimneys. .
  • the non-transparent very rigid part can be made of polycarbonate loaded with glass fiber or silica needle, and the transparent polycarbonate part.
  • FIGS. 26 to 29 the shape of the devices 48 for the lifting of flat objects 10 and the mode of gas diffusion are modified; FIG. 27 illustrating a section aa of FIG. 26 and FIG. 29A illustrating a section bb of FIG. 28.
  • each device 48 located on either side of the module 40, has a section approaching the shape of a "T" which makes it possible to produce a flow of gas horizontal and transverse to the object dish. Indeed, the internal part of the module 40 and each device 48 produce a "plenum” making it possible to distribute the gas in the module by an injection device 48 and to evacuate the gas by an exhaust device 48. Each device 48 remains conductive for discharging the charges and maintaining the flat object 10 at an electrical potential close to ground.
  • the blocking function of the flat object 10 is provided by a rigid positioning system 86 in the form of a “wedge” secured to the door 49.
  • the “blocking” effect, positioning of the flat object 10, closed door or open door is provided by two spring stops 85 and two fork-shaped elements 87 integral with the lift system 48, as illustrated in FIG. 29B, preventing the flat object 10 from moving in the module 40.
  • the spring stops 85 slightly push the flat object 10 forward to release it from the elements 87 allowing, thus, the flat object 10 to be taken by a gripping robot.
  • the association system of the modules 40 is obtained as illustrated in FIGS. 30 and 31 by using complementary shapes 90 in the form of ear cups, FIG. 30 illustrating a cc section. of FIG. 31.
  • Each module 40 comprises, on each side, an upper atrium 92 and two lower atria 91. These atria 91 and 92, the role of which could be reversed, are produced on each of the modules 40 to allow their stacking and for bringing in correspondence two lower auricles 91 of a module N with the upper auricle 92 complementary of a module Nl.
  • a mechanism housed in the lower atria 91 makes it possible, on the one hand, to lock the modules 40 together and, on the other hand, to press the modules 40 one on the other to guarantee the relative positioning and the pressure necessary to obtain the tightness of the stacking of the different chimney elements.
  • FIG. 32 illustrates the mechanisms housed in the two lower auricles 91 of a module 40 of rank N and their mode of operation.
  • Two pins 93 having a beveled panel penetrate into the upper atrium 92 of the module 40 of rank N-1.
  • This upper auricle has two corners 97 which react to the bevels of the lugs 93 and transform the pressure exerted on the lugs 93 by the two springs 98 into a force tending to block the module 40 (N) on the module 40 (Nl) .
  • the earphones 91 and 92 can either be attached to the module 40 or be part of this module.
  • the door 49 of the module 40 is composed of three parts, a seal 100, a body 101 on which the seal is mounted and a locking device 102 for linking the door with the module 40.
  • the seal 100 abuts on the levitation devices 48 of the flat objects 10 located on either side of the module 40.
  • the pressure on the seal 100 is ensured by pressure on the body of the door 49 at the time of the closure thereof, pressure which is maintained by means of two triggers 103, belonging to the locking mechanism 102, which are housed in two housings 104 arranged on either side of the “nose” of the module 40.
  • Keee brace (see Figure 33) has the effect of making it grow over its entire perimeter, distributing sufficient force on it to ensure excellent sealing.
  • Different materials can be used to make this joint 100, for example vitton, kalrez, chemraz.
  • the seal 100 is armed by a frame 105 whose rigidity is calculated to distribute the pressure of the seal 100 properly over the entire perimeter of the “nose” of the module 40.
  • a wedge-shaped housing 106 arranged in the joint 100 makes it possible to block the flat object 10 in the module.
  • This housing 106 plays the same role as the “corner” 86, described above, secured to the door 49.
  • Particular shapes 111 and 112 are produced in the nose of the module 40 to allow on the one hand (shape 112) to make a seal against the outside of the module 40 by means of a seal 120 of oblong shape, and on the other hand (form 111) to receive a door body 101 endowed with a shape complementary to (111) making it possible to guard against variations in the shape of the nose of the module 40.
  • the locking device 102 is controlled and driven by a complementary mechanism 107 secured to the door against an opening flange.
  • the combination of mechanisms 102 and 107 makes it possible to unlock the door 49 of the module 40 in order to be able to release the door of the module. In the same action, the mechanisms 102 and 107 are joined to allow the door 49 to be removed from the module 40.
  • a sensor secured to the mechanism 107 allows the door 49 to be relocked on its module 40 and to release the mechanisms 102 and 107 in order to be able to remove the flange.
  • FIG. 35A is a section of the locking mechanism 102 between the door 73 of a cell and the mechanism 107 of the coupling system of the invention, and of the mechanism 107 complementary to that installed in the door.
  • the position of the mechanism shown in this figure corresponds to the position when the two mechanisms 102 and 107 are disconnected.
  • FIG. 35B is a section of the locking system when the cell door is coupled to the flange mechanism to allow the retraction of the cell door in the flange.
  • FIG. 36 represents the two positions of the trigger 103, in solid line the position for locking the door 73 and in dotted line the position for releasing the door 73 which also corresponds to the position for locking on the door 74.
  • an example of a mechanism 102 making it possible to lock the door 73 in order to close the corresponding cell thanks to two triggers 103 which come to be housed in two corresponding housings 104, is controlled and driven by a complementary mechanism 107 secured to the door 74 of the opening flange 70.
  • the combination of mechanisms 102 and 107 makes it possible to unlock the door 73 closing the cell so that it can be released. In the same action, the mechanisms 102 and 107 are joined to allow the door 73 to be removed.
  • a sensor 114 secured to the mechanism 107 allows the door 73 to be locked again on the cell and to release the mechanisms 102 and 107 in order to be able to remove the flange.
  • a trigger 103 which is mounted in the body of the door, has two openings, a first suitable for letting the feeler 114 secured to the mechanism 107, and a second in which a plug 110 is positioned, which is held in place by a spring 111, this trigger being integral with a return spring 113.
  • the mechanism 107 comprises a feeler 114 mounted on a spring 118, and a movable part in rotation, or striker, 112 comprising on its periphery a groove 117 in the form of cam and on its upper surface an eccentric 115.
  • the probe 114 and the striker 112 are mounted in parallel so so that a lug 116 secured to the base of the probe 114 is positioned in the groove, pressing on the probe 114 allowing rotation of the striker 112 by half a turn.
  • the trigger 103 mounted in the body of the door 73, ensures the locking of the door 73 to close the cell and ensures the connection of the door 73 with the door 74 of the flange to allow the door 73 to be removed, and thus to be able to access the object 10.
  • the trigger 103 is held in the locking position by means of the plug 110 held in place by the spring 111.
  • the part 112 of the mechanism 107 strikes the plug 110 which, moving back, releases the trigger 103 which can withdraw from its locking position thanks to the spring 113.
  • the probe 114 mounted on a spring 118 passes through the mechanism 102 to come to bear on the body of the module 40.
  • this probe 114 drives the striker 112 in rotation thanks to the cam system 116-117.
  • the eccentric 115 pivots 180 ° allowing the trigger 103 to move into the unlocked position and at the same time locks the striker 112 with the trigger 103, thus linking the mechanisms 102 and 107, and therefore the door 73 and gate 74.
  • the head of the part 112 has an eccentric groove 117 which under the effect of the rotation of 1/2 turn induced by the retraction of the probe 114 will release the trigger 103, which pulled by the spring 113 will be released from the housing 104 thus unlocking the bearing 73 of the cell. In doing so, the trigger 103 will come to engage in the eccentric groove to lock the door 73 on the mechanism 107 allowing thus the retraction of the door.
  • This situation is illustrated in Figure 35B.
  • the internal mechanism of the flange brings the door 73-door 74 assembly shown in FIG. 35B into the box-flange docking position.
  • the probe 114 again comes to bear on the cell housing, to be pushed back, thus securing the part 112 by a half turn, the eccentric groove of which will push the trigger 103 back into the locking position of the door 73. In this position, it is possible to separate the door 73 from the door 74, the part 112 being released from the trigger 103.
  • the probe 114 comes into contact with the cell of the cell and moves back. Its backward movement gradually causes a 180 ° rotation of the striker 112, which returns the trigger 103 to the locked position thanks to the associated rotation of the eccentric 115 of the striker 112. The door 74 can then be removed, the blocking plug 110 replaces the striker 112 to maintain the trigger 103 in the locked position.
  • the self-sealing connector 38 illustrated in FIG. 21, is taken up so that it can be mounted on either side of the chimney element and on the other hand to integrate a filtering function of the particles which could be released during the connection / disconnection of the modules 40.
  • Each chimney element 46 or 47 of the module 40 can receive one or two connectors 120 depending on the place of the module 40 in a stack 39, illustrated for example in FIG. 13. If the module 40 is the terminal module of the stack 39, it receives a single connector 120, placed on the outer side relative to the stack. In the case where the stack consists of a single module 40, each chimney element receives two connectors 120 located on either side of the chimney element 46 or 47.
  • FIG. 37 represents a configuration of the latter type associated with another set, as illustrated for example in FIG. 13.
  • the filtration element can be produced by a central crown 121, illustrated in FIG. 38, composed of a rigid crown 122, made of polycarbonate for example, on which a filter membrane 123 is attached.
  • the shapes of these parts are arranged to allow the passage of the gas through the connector and the supply of the interior of the module 40 with a filtered gas (free of particles).
  • the connectors 120 are mounted on either side of this filter element 121.
  • Each connector 120 is composed of a valve three sections 124, guided by a flange 125 mounted airtight thanks to j anointed 126 of the element module 40 chimney.
  • This flange 125 is kept under pressure by forms 127, of the thread type for example.
  • the valve 124 closes the orifice of the connector 120 in a sealed manner, when the latter is not connected, thanks to the pressure of a spring 128 on a seal 137.
  • a lip seal 129 makes it possible to seal between the chimney elements of an assembly 39.
  • Complementary shapes 130 are produced on either side of the chimney element to prevent the valve 124 from being stressed when the module 40 or the assembly 39 is placed on a work surface, which makes it possible to guarantee the watertightness of these.
  • the device of the invention makes it possible to produce around the flat object 10 a "chain of cleanliness and purity" without interruption between the storage, transport and exchanges of the flat objects 10 with the processing machines (even with machines that operate in a vacuum environment).
  • the device is perfectly sealed during the transport phases. For this each cell is closed in a sealed manner by an independent door and all the gas supplies are obstructed.
  • the device is continuously purged by an appropriate gas (for example nitrogen) to dilute the volatile contaminants released.
  • an appropriate gas for example nitrogen
  • the device of the invention corresponds to a conventional basket for transporting and storing semiconductor wafers transformed as lightly as possible while giving it two additional functionalities:
  • the assembly / disassembly system which provides a rigid connection between the assemblies, can be carried out manually or automatically.
  • the cassette When interfacing with processing machines, the cassette is positioned on a tray
  • the device of the invention is positioned on the plate 80 so that each cell or each module can be placed in communication with the processing machine considered via the flange 70 for form a sealed tunnel 76.
  • the plate 80 is mounted on an indexer so as to address the various cells.
  • the flange 70 ensures the communication of a cell with the machine so that a robot 90 which is provided with said machine can transfer an object 10 in one direction or the other.
  • This flange 70 is then used, which in particular comprises a movable jaw 71 closed by a door 74 allowing the machine to be sealed and a bellows 72, to make a sealed connection between the machine and the cell to be opened.
  • the movable jaw 71 is connected to the fixed part of the flange by the bellows 72 to bring the translation and guarantee sealing with the machine.
  • connection flange has two ear systems which are housed on each side of the module. They are movable transversely so that a stop comes to lodge in the module to maintain it in position when the movable jaw advances on the module.
  • the headset system has a mechanism inside to activate the headphones. bayonets which are in the module to operate the door.
  • the flange 70 is provided with a translation mechanism to allow the mobile jaw 71 to move forward and back, another mechanism capable of engaging two stops on either side of the cell so that the mobile jaw 71 can come to exert pressure on the cell to seal without depositioning the device of the invention. Another mechanism makes it possible to actuate the bayonets to ensure the transfer of the door 73 from the cell to the door 74 of the movable jaw 71 and release this door to allow it to be retracted into the movable jaw. Finally, the mobile jaw 71 is provided with a mechanism allowing the two doors 73 and 74 to be retracted.
  • vision systems are fitted to the movable jaw 71 to control, before docking, the position of the cell to be opened.
  • a strip of photodiodes or CDD can make it possible to read on the fly (in passing) the identification of the object 10 generally registered on the periphery thereof.
  • the cassette is fixed and it is the movable jaw of the connection flange which abuts on the door of a cell.
  • the stops integral with a mechanism of lateral atria are positioned on either side of each cell, allow the cassette to be held in position during the connection of the cell considered with the movable jaw of the flange while maintaining pressure such that the connection is sealed.
  • This flange 70 is provided with means making it possible to open the door of the cell 73 and the door 74 closing the machine in order to produce a sealed communication tunnel in which the robot 75 of the machine can transfer the object.
  • This interfacing device comprising an adaptation flange provided with a movable jaw 71 is necessary to ensure the continuity of the protection of the object 10 at the time of the exchange.
  • This flange 70 is equipped with means which make it possible both to open and close the doors 73 and 74 which on the one hand close the cells containing the flat objects and those which ensure the closing side "equipment".
  • This interfacing device makes it possible to ensure the transfer of flat objects 10, for example semiconductor wafers, between the transport device of the invention, sealed and possibly slightly overpressured, with side door, containing a number limited cells each containing a flat object, and a processing machine or these objects will undergo special treatments (sunstroke, deposition of layers, etching of these layers ...) using the robot ("pick and place" type) internal of the process machine.
  • flat objects for example semiconductor wafers
  • This device is attached to the machine so that the end finger 75 ("end effector") of its internal robot 90 can pass through the flange of the mterfacing device for fetch or deposit the objects 10 in the cells of the cassette when the latter is connected.
  • the device of the invention is also positioned relative to the machine so that this operation is possible thanks to the use of a plate 80.
  • the interfacing flange ensures a sealed closure of the internal part of the machine relative to the outside, or a vacuum closure if the internal part of the machine is vacuum.
  • the device of the invention is released to perform its loading or unloading of the machine, by replacement or indexing. It is also in this position that the different cells can be indexed sequentially.
  • the device of the invention is mounted on a plate 80 secured to an indexer which sequentially addresses the different cells when the movable jaw is retracted.
  • the interfacing device integral with the processing machine performs, more precisely, the following steps:
  • an appropriate gas flow is made in the movable jaw 71 in order to isolate on the contamination plane the interior of the enclosure relative to the machine for avoid contamination of the cells when transferring the flat object; however in the case of "vacuum” equipment, there is no gas injection but connection to the vacuum circuit;
  • an object 10 is held inside a cell without touching the upper and lower internal surfaces of the cell.
  • the air flow formed by the diffuser of FIGS. 16, 19 and 20 can completely surround the two faces of this object 10 and thus ensure its air sweeping and guarantee a perfect renewal of the atmosphere surrounding the object.
  • the space between this object 10 and the upper and lower surfaces of the internal volume of the cell must be sufficient for the flow to be almost laminar (with the upper face) and for a terminal finger 75 of a robot 90 can come below this object to proceed to the seizure of the latter.
  • a robot 90 of the "pick and place" type is suitable for this type of operation and is compatible with the device according to the invention.
  • a sealed device is thus obtained confining the object 10 in an environment suitable for its treatment or its manufacture.
  • the invention makes it possible to keep the same interfacing functionalities with the processing machines as the transport baskets conventionally used.
  • the device of the invention is placed in place of the traditional basket on the process equipment.
  • the principle and the means of exchanging flat objects between the traditional basket and the processing machine are preserved.
  • the device of the invention is introduced into an airlock like a traditional basket.
  • the pressure in the airlock is brought to the same level as that in the machine.
  • the vacuum is thus created inside the cells by the two chimneys simultaneously with the creation of the vacuum in the airlock.
  • FIG 23 there is shown the device of the invention disposed on a movable plate 80 having a vertical movement.
  • This plate 80 carrying the device of the invention is placed in a particular position allowing the connection of the chimneys 81 and 82.
  • the enclosures are emptied through the chimneys 81 and 82, with the two valves 83 and 84 controlled, for example electrically.
  • the airlock 94 is connected to a valve 85.
  • these valves 83, 84 and 85 are connected to at least one vacuum pump 86 via a pressure control circuit 87 and a valve 88 so that ability to empty simultaneously in the cells and in the airlock.
  • Pressure sensors are arranged for this purpose in the cells and in the airlock 90.
  • a valve 92 also allows nitrogen to enter the circuit 87.
  • a vacuum is created simultaneously in the various cells of the device and in the airlock, in order to be able to macerate the machines whose processes are carried out in vacuum without breaking the cleanliness chain and above all without the need for additional operations to remove objects from the cells and reintroduce them into the machine lock.
  • the same level of vacuum was thus achieved in the different cells, in the airlock and in the process machine.
  • the object transfer procedure can then be carried out according to the method of the invention.
  • connection of the device of the invention can then take place so as to allow a flat object to be taken up or removed 10.
  • a regulation system achieves the evacuation without pressure differential detrimental to the cells.
  • the same system ensures the ascent to atmospheric pressure by injecting nitrogen simultaneously and without pressure imbalance between the airlock and the cells. It thus rises to atmospheric pressure simultaneously in the airlock and in the alveoli.
  • the cassette of the he invention is introduced directly into the vacuum airlock.
  • EP-A-0 582 016 International Business Machines Corporation
  • EP-A-0 582 018 International Business Machines Corporation

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de transport d'objets plats confinés dans une atmosphère déterminée, qui comporte au moins un ensemble muni de plusieurs alvéoles (31) plates, de faible épaisseur débouchant sur une face latérale (33) dudit ensemble, disposées en parallèle, réunies entre elles d'un point de vue aéraulique; chaque alvéole (31) étant apte à recevoir un objet plat (10) et à être fermée par une porte indépendante (33). La présente invention concerne également un procédé de transfert d'objets plats (10) dudit dispositif vers des machines de traitement, notamment des machines à vide.

Description

DISPOSITIF DE TRANSPORT D'OBJETS PLATS
ET PROCEDE DE TRANSFERT DE CES OBJETS ENTRE LEDIT
DISPOSITIF ET UNE MACHINE DE TRAITEMENT
DESCRIPTION
Domaine technique
L'invention concerne un dispositif de transport d'objets plats, dénommés cassettes ou paniers, et un procédé de transfert de ces objets entre ledit dispositif et une machine de traitement garantissant un environnement particulier autour de 1' objet, sans aucune discontinuité des spécification de cet environnement même au moment du transfert de l'objet dans la machine de procédé.
Etat de la technique antérieure
L'invention se rapporte au domaine de la fabrication d'objets plats en milieu ultrapropre. Une telle fabrication utilise conventionnellement la technologie de la salle blanche qui consiste à traiter globalement l'atmosphère dans laquelle ces objets sont fabriqués, manipulés, stockés. Dans les industries agroalimentaire, pharmaceutique et microélectronique, notamment, de nombreux objets sont ainsi fabriqués en atmosphère de salle blanche afin d'éviter les risques de contamination. Dans l'industrie microélectronique, la contamination est particulièrement redoutée dans la fabrication de pièces nécessitant de réaliser des gravures très fines et des couches de très faibles épaisseurs, telles que les écrans plats (LCD) , et surtout dans la fabrication de dispositifs serai- conducteurs, tels que les microprocesseurs ou les mémoires statiques ou dynamique, etc .. où la densité d'intégration est très élevée.
Pour simplifier la description, dans la suite, on considérera à titre d'exemple cette industrie microélectronique, et plus particulièrement le cas du traitement de plaques de semi-conducteur, par exemple de silicium. La fabrication des circuits électroniques sur des plaques de semi-conducteur ("wafers") , par exemple circulaires, nécessite, en effet, que ces dernières soient traitées, manipulées, stockées sous atmosphère ultrapropre, c'est-à-dire entourées d'un gaz d'ultra propreté et/ou ultrapur comme de l'air très propre ou de l'azote.
Il existe principalement deux sortes de contaminations, à savoir la contamination d'origine particulaire et la contamination d'origine physico¬ chimique, ou contamination moléculaire. La contamination d'origine particulaire est due à un dépôt physique de particules sur le produit fabriqué, susceptible d'engendrer des phénomènes physiques. Dans le domaine microélectronique sur les plaques de semi-conducteur, de telles particules peuvent entraîner des courts-circuits ou des coupures de connexion électrique, entraînant des chutes de rendement .
La contamination d'origine physico-chimique ou moléculaire vient principalement de l'air de la salle blanche, riche particulièrement en composants carbonés volatils.
Ces contaminants passent à travers le système de filtration. De plus ils sont souvent générés aussi dans la salle blanche, par les filtres, les joints de filtres, les surfaces plastiques et aussi à 8439 PC17FR97/00587
proximité des plaques de silicium (paniers et boîtes de transport en plastique) .
Même si la relation présence de contaminants moleculaires-perte de rendement est encore difficile à démontrer, on sait que chimiquement ces espèces peuvent être absorbées à la surface de la plaque de silicium. Les nouvelles liaisons chimiques vont être révélées par les traitements thermiques pour devenir de réels défauts impactant les rendements. Ces contaminants peuvent venir des procédés eux-mêmes et sont véhiculés par la plaque de silicium elle-même, qui contaminera toutes les surfaces qui seront à proximité de la plaque.
Pour éviter la contamination particulaire on peut, a présent, utiliser différentes solutions.
Un première solution consiste a mettre le local, ou sont manipulées ces plaques de semi¬ conducteur, sous une atmosphère ultrapropre, c'est-a- dire sous atmosphère contrôlée.
Le contrôle de l'environnement de l'objet consiste alors a le protéger de toutes les sources de contamination provenant essentiellement des operateurs et des machines de fabrication. Cette protection est réalisée en créant un flux d'air dans la salle, le plus laminaire possible, créant des veines de protection autour des objets et entraînant toutes les particules vers les bouches de reprise, en général placées dans le faux plancher. Cette solution est la plus couramment utilisée. Elle permet d'atteindre des classes d' empoussierement de classe 1 signifiant qu'il n'existe pas plus de une particule de taille supérieure a 0,5 μm dans un pied cube (1 pied = 0,3048 m ; norme 209 Fédéral Standard, "Airborne Particulate Cleanliness Classes m Clean Rooms and Clean Zones") . Avec ce mode de protection il est envisagé d'atteindre des classes meilleures que 1. Etant donné que l'on se trouve quasiment a la limite du réalisable au niveau de filtres, la seule façon d'atteindre une meilleure propreté est d'augmenter le nombre de renouvellements d'air dans la salle.
On voit que l'on atteint les limites de la technologie "salle blanche" et que les améliorations, s'il est encore possible d'en avoir, ne se feront qu'au prix d'une augmentation importante des coûts de fonctionnement entraînée par les quantités d'énergie nécessaires pour assurer le recyclage de l'air.
Dans cette solution les plaques de silicium 10 sont rangées dans des paniers 11 contenant vingt cinq plaques. Comme le montre la figure 1 ces paniers 11 sont chargés manuellement sur les ports d'entrée- sortie des équipements de fabrication, cette opération étant particulièrement contaminante. Pour les transports dans l'unité de production ou de stockage, les paniers sont ranges et protèges par une boîte de transport 12.
Sur la figure IA sont représentées les zones de travail et équipements, et les ports d'entrée des équipements "passe paroi". Sur cette figure sont représentés un réacteur 1, un robot 2, un ascenseur 3, les opérations 4 étant des opérations manuelles. Sur la figure 1B sont représentées les zones de circulation et de stockage.
Une seconde solution consiste à réduire les volumes "ultrapropres" aux seuls endroits où sont manipules les plaques de silicium. Il s'agit donc principalement des postes de travail. On réalise alors, autour de ces zones sensibles, des mini-environnements ("Enclosure on Canopy") dans lesquels on installe un système de filtration très efficace 5, comme représenté sur la figure 2. De même que pour les figures IA et 1B, la figure 2A correspond aux zones de travail et la figure 2B au transfert et au stockage.
Dans ce cas les paniers 11 de plaques 10 sont placés dans des boîtes 12 (ou "Pod") "quasiment" étanches . Ces boîtes sont ouvertes automatiquement (6) dans l'environnement ultrapropre du mini-environnement, afin de pouvoir transférer le panier 11 ou les plaques 10 dans de très bonnes conditions de propreté. Essentiellement utilisée dans le domaine de la microélectronique, cette technologie dénommée SMIF ("Standard Mechanical Interface") conduit à des réductions significatives des coûts de fonctionnement. Cette approche permet sans doute une légère amélioration de la classe d ' empoussièrement, mais elle se heurte aux mêmes limites que celles de la salle blanche conventionnelle. De plus, ces améliorations sont obtenues au détriment d'un interfaçage avec les machines plus complexe nécessitant souvent des éléments robotiques coûteux .
Pour atteindre des classes de propreté inférieures à 1, la technologie dite "WAFEC", illustrée sur la figure 3, propose de créer localement autour du panier 11 une mini-salle blanche mobile. Cette technologie est conçue pour pouvoir déposer les paniers de plaques sur les entrées des machines sans dispositif supplémentaire, en garantissant les conditions de propreté par un flux d'air ultrapropre permanent autour des plaques. De plus un flux d'air localisé accompagne la plaque dans une veine d'air ultrapropre jusqu'à l'entrée des réacteurs des machines. La figure 3A correspond aux zones de travail, et la figure 3B aux zones de transfert-stockage. Dans cette technologie il y a protection dynamique de l'enceinte, protection rapprochée des "wafers" 13 et transfert automatique de la cassette 14. Cette technologie a permis d'atteindre des classes meilleures que 0,01. Bien que prometteuse, elle n'a pas connu le succès industriel espéré par le fait que la génération permanente d'air ultrapropre nécessite des générateurs d'air mobiles pour accompagner les containers, dispositifs pas accepté dans un environnement de production.
Ces trois solutions sont sans doute en mesure de régler le problème de la contamination particulaire, mais aucune d'entre elles ne permet de garantir un environnement exempt de contaminants moléculaires, constamment présents dans l'air des salles blanches, générés par tous les composants plastiques, les filtres, les joints des filtres, le matériau des paniers et des boîtes de transport.
De plus ces trois solutions manipulent des paniers conventionnels contenant en général vingt cinq plaques et donc aucune ne permet de réaliser la flexibilité dont l'industrie microelectronique a besoin pour optimiser le temps d'attente sur les machines en vue de réduire le temps de cycle.
Pour envisager d'apporter une solution au besoin de pureté (environnement exempt de contaminants moléculaires), la technologie SMIF a propose d'introduire de l'azote dans la boîte 12 ou "Pod" au moment où la boîte est en attente (ou stockage) .
Une autre approche proposée ("Portable Clean Room") propose une technologie de transport des paniers entre les différentes machines dans des containers maintenus sous azote par une bouteille d'azote embarquée. Cette technologie présente les mêmes inconvénients que la technologie SMIF pour transférer les objets dans les équipements ou machines de procédé.
Une autre solution est celle des containers individuels qui a le double objectif d'une part de créer un environnement ultrapropre et ultrapur autour des plaques de silicium et d'autre part, de permettre une grande flexibilité. Une telle solution consiste à confiner les plaques dans des containers individuels. Différentes variantes de cette solution existent : l'une proposée par IMB (références [1] et [2] en fin de description et illustrée sur la figure 4) et l'autre proposée par le Commissariat a l'Energie Atomique (LETI) (références [3] , [4] et [5] ) .
Sur la figure 4 on retrouve notamment un container individuel IBM 16, la zone d'ouverture du container 17, et le module 18 d ' interfaçage des équipement selon IBM. Même si ces deux solutions techniques sont différentes, elles présentent déjà beaucoup d'avantages par rapport aux solutions de mini-environnement de type SMIF en matière de protection des plaques de silicium contre les contaminants particulaires et moléculaires résultant d'une meilleure étanchéité et de capacités de renouveler l'environnement.
Par contre une telle approche présente encore plusieurs inconvénients, notamment :
- la nécessité de disposer d'un module spécifique entre le container et l'équipement pour réaliser le transfert des plaques de silicium ;
- la non-continuité de la chaîne de protection des protections au niveau des zones d'ouverture due a la difficulté de réaliser une étanchéité parfaite entre le container et le module d'interface compte tenu des systèmes d'ouverture de ce type de container individuel ;
- 1 ' interfaçage individuel des machines, bien que théoriquement optimal en terme de flexibilité, se trouve être sous-optimal pour les applications en microelectronique compte tenu du fait que la majorité des équipements de traitement demandent, pour être utilises de façon optimale, que plusieurs plaques soient disponibles en même temps a l'entrée de la machine. De plus, le transport individuel impose une augmentation importante du nombre de transactions d'informations pour garantir le suivi parfait des objets fabriques.
En outre, dans ces dispositifs de l'art antérieur décrivant des mini-environnements individuels, les portes sont solidaires des dispositifs d'ouverture et de fermeture et cela nuit a l'étanchéité "mécanique" lors de l'accouplement avec la machine De plus les amenées de gaz sont situées sur les côtes. Pour les alimenter en gaz de façon collective, il est nécessaire de les empiler sur une étagère munie de canaux de distribution de gaz permettant d'alimenter chaque alvéole.
Toutes les solutions existantes de mini- environnement collectif (comme SMIF) , ou individuel (comme les solutions IBM ou CEA) nécessitent des adaptations particulières des machines de traitement, ou des modules de transfert spécifiques pour transférer les paniers et/ou les plaques vers les machines de traitement. Cet inconvénient majeur par rapport au fonctionnement conventionnel, qui consiste a charger directement le panier sur l'ascenseur de la machine, est amplifie dans le cas des équipements réalisant un procède de fabrication dans le vide. Ces équipements, en effet, présentent un sas d'entrée dans lequel est introduit le panier, puis ce sas est ferme et amené au niveau de vide du coeur de la machine pour pouvoir 5 alors mettre en communication physique entre celui-ci et le coeur de la machine afin de pouvoir réaliser les transferts d'objets, comme illustre sur la figure 5.
Sur la figure 5A on a une première étape d'ouverture du sas 20, et d'introduction du panier 11. 0 Sur cette figure sont représentes la porte du sas 21, une vanne 22, un module de transfert vide 23, un robot de transfert 90 et la chambre de traitement 25.
Sur la figure 5B on a une seconde étape de fermeture du sas 20, et de descente en vide du sas. D Sur la figure 5C on a une troisième étape de transfert, la vanne 22 étant ouverte permettant au robot 90 du module de transfert d'échanger des plaques 10 entre le panier 11 dans le sas 20 et la chambre de traitement 25 0
Dans le cas des solutions de type mini- environnement collectif, il existe deux solutions pour transférer les objets plats. La première solution, illustrée sur la figure 6, consiste, après avoir ouvert 5 le container 12 ou "Pod", a transférer grâce a un bras robotise 75 le panier 11 a l'intérieur du sas. Une deuxième solution, illustrée sur la figure 7, consiste a transférer les plaques de silicium 10 du panier 11 appartenant au container a un autre panier 27 installe 0 a demeure dans le sas 20. Dans ce cas un robot multidoigt 90, souvent intègre au sas, est capable de réaliser ce transfert.
Dans le cas des mini-environnements ι individuels, comme illustre sur la figure 8, le robot d'un module d'interface 29 décrit précédemment assure le transfert séquentiel de la plaque dans un panier installé à demeure dans le sas 20. Les containers individuels sont connectés séquentiellement au module d'interface pour transférer le nombre de plaques prévus dans le panier 27 du sas. Une vanne supplémentaire 34 permet d'isoler le sas du module d'interface, elle joue le même rôle que la porte du sas.
Ainsi différents dispositifs de l'art antérieur permettent d'effectuer le transport de telles plaques αe semi-conducteur :
• Les premiers sont des dispositifs conventionnels ou paniers standard, comme illustré sur la figure 1, dans lesquels les plaques sont rangées. Ces paniers peuvent être transportés dans des boîtes de transport. La protection contre la contamination est réalisée par le flux d'air ultrapropre de la salle blanche, surtout au moment des transferts du panier de la boîte de transport sur la machine.
• Les seconds sont des mini-environnements de type collectif de type SMIF qui permettent le transport de plusieurs plaques de semi-conducteur a la fois. Ce sont des dispositifs statiques qui garderont la mémoire de l'environnement dans lequel ils sont ouverts . Un tel mini-environnement est moyennement étanche, une purge de celui-ci pouvant d'ailleurs être prévue. Il nécessite un interface spécifique avec les équipements sous vide, par exemple pour réaliser un transfert de panier, et un transfert des plaques, comme illustré sur la figure 2. Une variante a été introduite pour protéger au plus près la plaque et recréer en permanence le propreté autour de la plaque, comme illustré sur la figure 3. • Les derniers sont des mini-environnements de type monoplaque, comme décrits notamment dans les références données en fin de description. Ces mini- environnements, qui sont des dispositifs actifs, de l'azote étant contenu dans ceux-ci, nécessitent un grand nombre de transferts. Même si les équipements fonctionnent une plaque après l'autre ("Single Wafer Processing"), tous ont des tampons d'entrée imposant un nombre minimum de plaques.
Aujourd'hui on protège les plaques de semi¬ conducteur contre les contaminants particulaires . Mais il est impératif, pour garantir les rendements de production, de protéger ces plaques contre les contaminants moléculaires, dont les V.O.C. ("Volatil Organic Contaminants") .
Ces contaminants V . O . C . ont des origines diverses :
- composants contenus dans l'air extérieur avant filtration ;
- dégazage de tous les composants plastiques utilises dans la réalisation de salles blanches, filtres, joints de filtre, panneaux plastiques ... ; - panier et boîte de transport des plaques ;
- plaques de semi-conducteur après certains procédés qui libèrent des ammes, des acétones....
l'existence de tels contaminants a plusieurs conséquences désavantageuses :
- existence de pertes de rendement ; ou
- nécessite d'étapes de procède supplémentaires pour traiter les surfaces des plaques de semi-conducteur avant certains procèdes critiques. Le maintien d'un environnement "inerte" autour des plaques de semi-conducteur s'avère nécessaire pour s'affranchir de ce type de contamination. L'azote est un exemple de gaz recommandé. Un tel choix permet aussi d'avoir un environnement exempt d'oxygène (pas de croissance d'oxyde natif) et de vapeur d'eau (pas de corrosion des métaux) utilisés pour réaliser les niveaux d'interconnexion.
Différents problèmes se posent aujourd'hui a 1 ' homme de 1 ' art :
• Celui de garantir autour des objets plats, par exemple des plaques de semi-conducteur, sans aucune discontinuité, un environnement ultrapropre, mais aussi ultrapur nécessitant de réaliser une véritable chaîne continue de pureté. L'environnement des plaques de semi-conducteur sera toujours inerte de manière à maintenir la plaque dans un environnement exempt de contaminants moléculaires dont les contaminants chimiques volatils, dont les V.O.C. (ou "Volatil Organic Contaminants") sont une espèce particulièrement génératrice de défectivité. • Celui de réduire le temps de cycle et donc du nombre de plaques immobilisées, qui sera résolu en introduisant de la flexibilité dans la taille des lots pour optimiser le temps d'attente sur les machines, sans aller jusqu'à la flexibilité extrême du transport individuel qui n'est optimale que pour un nombre limité de machines, et qui augmente considérablement le nombre de transactions d ' information.
• Celui de pouvoir interfacer les équipements de traitement sans module intermédiaire et en particulier de pouvoir rentrer dans le sas vide des équipements, comme les paniers conventionnels.
L'invention a pour objet de résoudre les deux problèmes (isolation des plaques dans un environnement adapté, de préférence azoté et possibilité de flexibilité) et de proposer un dispositif dont l'utilisation reste très proche d'un fonctionnement conventionnel avec des paniers de transport standards, de façon à conserver le même type d'interface avec les équipements de traitement, même pour ce qui est des équipements réalisant le traitement dans le vide.
Expose de l'invention
La présente invention concerne un dispositif de transport d'objets plats confinés dans une atmosphère déterminée, appelé aussi cassette, caractérise en ce qu'il comporte au moins un ensemble muni de plusieurs alvéoles plates, de faible épaisseur, débouchant sur une face latérale dudit ensemble, disposées en parallèle, réunies entre elles d'un point de vue aeraulique, chaque alvéole étant apte à recevoir un objet plat et a être fermée par une porte indépendante. Chaque porte est amovible pour permettre l'interface avec des machines de traitement : en effet la porte de l'invention s'escamote a l'intérieur de la bride de raccordement solidaire de la machine de traitement et permet de réaliser une étanchéité entre l'alvéole et ladite machine.
Avantageusement les alvéoles sont séparées entre elles d'un pas constant.
Avantageusement la fermeture et l'ouverture de chaque porte sont assurées par des moyens de verrouillage et de deverrouillage. Chaque ensemble comporte un élément de cheminée d'amenée de gaz et un élément de cheminée de retour de gaz. Avantageusement les deux éléments de cheminée disposés sur la face de l'ensemble opposée aux ouvertures, associées a une poignée, permettent la préhension de celui-ci.
Avantageusement les éléments de cheminée de chaque ensemble sont terminés de chaque côté par un connecteur auto-obturant . Avantageusement chaque ensemble comprend des moyens de positionnement, et des moyens de verrouillage a un autre ensemble qui lui serait associe .
Avantageusement chaque alvéole est dotée de moyens de sustentation et de blocage de l'objet plat qu'elle contient.
Avantageusement chaque ensemble est muni d'au moins un moyen d'identification de celui-ci.
Avantageusement chaque ensemble est muni d'au moins un capteur de pression interne.
Avantageusement les alvéoles sont munies de capteurs de présence d'objets.
Avantageusement chaque ensemble est muni de moyens permettant la fermeture étanche de chacune des portes, et ceci de façon indépendante, lesdits moyens servant également pour retirer chaque porte au moment de son ouverture.
Avantageusement, chaque ensemble est muni de moyens de transfert d'information vers les autres ensembles auxquels il est associé.
Avantageusement, selon l'invention, ces ensembles sont associables et dissociables entre eux, manuellement ou automatiquement. Dans une variante de réalisation chaque ensemble est formé de plusieurs modules, chaque module comportant une alvéole. Chaque module, appelé module de base, est constitué d'une enceinte de part et d'autre de laquelle sont disposées deux coques.
Avantageusement l'enceinte est réalisée dans une matériau pris dans la famille des polycarbonates, légèrement chargé de fibres conductrices, qui protège les objets plats des contaminations moléculaires et chimiques, qui ne desorbe pas ni n'absorbe de contaminations moléculaires, et qui est suffisamment conducteur pour éviter l'accumulation des charges électrostatiques. De plus ce matériau est avantageusement léger. Avantageusement un dépôt d'une couche à base de silice, rendue légèrement conductrice, pour évacuer les charges électrostatiques est réalise a l'intérieur de l'enceinte.
Avantageusement des logements sont prévus dans les coques pour recevoir un mécanisme des baïonnettes, un verrou d'assemblage, une étiquette d'identification du module et/ou une étiquette radiofrequence réinscriptible, capable de mémoriser par exemple, l'identification de l'objet et/ou les informations sur l'état d'avancement du procède applique à l'objet contenu dans l'enceinte.
Avantageusement les coques comportent des trous permettant le passage de plots de positionnement.
Avantageusement les deux coques, une fois assemblées autour de l'enceinte, réalisent un écran électrostatique et électromagnétique pour protéger l'objet situe à l'intérieur de l'enceinte de ce type de perturbation. Avantageusement les coques sont réalisées en plastique chargé fortement de fibres conductrices pour les rendre très conductrices.
Avantageusement l'enceinte comprend :
- des plots de positionnement pour positionner les enceintes les unes par rapport aux autres lors de l'assemblage de différents modules ;
- un dispositif de verrouillage ;
- deux éléments de cheminée ;
- deux dispositifs permettant la sustentation des objets plats et de répartition de gaz ;
- une porte et les baïonnettes de manoeuvre .
Avantageusement les éléments de cheminée sont placés dans le même plan que 1 ' enceinte de façon à ce que, lorsque l'on empile plusieurs modules pour former un ensemble, on obtienne les deux cheminées de 1 ' ensemble .
Avantageusement le dispositif de verrouillage permet d'assembler des modules entre eux et permet d'effectuer la connexion électrique de masse pour permettre l'écoulement des charges électrostatiques accumulées sur les objets plats et dans les enceintes.
Avantageusement ce dispositif de verrouillage comporte des emplacements dans lesquels sont placés des capteurs. Avantageusement le dispositif de verrouillage comprend un piton rapporté sur une excroissance réalisée sur le boîtier, cette excroissance possédant deux rainures dans lesquelles peut se déplacer le verrou pour réaliser l'assemblage. Dans une variante de réalisation chaque module est réalisé en une seule pièce comportant au moins une zone transparente. Chaque module peut comprendre un nervurage de type « mâle-femelle ». La partie non transparente de chaque module peut être réalisée en polycarbonate chargée fibre de verre ou aiguille de silice, et la partie transparente en polycarbonate. Chaque module peut comprendre des flasques transparents rapportés sur un cadre ou être réalisé en un moulage bi-matière.
Dans une variante de réalisation le dispositif de l'invention comprend un système d'association des modules réalise par des formes complémentaires ayant la forme d'oreillettes. Chaque module comprend de chaque côté une oreillette supérieure et deux oreillettes inférieures, les oreillettes inférieures étant dotées d'un mécanisme permettant d'associer les modules entre eux et d'exercer une pression suffisante pour assurer un positionnement précis et les etanchéités. Chaque mécanisme comprend un ergots présentant un pan en biseau solidaire d'un ressort permettant la rentrée de l'ergot dans l'oreillette inférieure correspondante. Chaque oreillette supérieure est dotée à chaque extrémité respectivement d'un coin apte à réagir lorsque deux modules sont positionnés l'un sur l'autre, à l'entrée des biseaux des ergots pour transformer la pression exercée sur ceux-ci en une force tendant à bloquer deux modules entre eux. Des doigts de manoeuvre solidaires des ergots se déplaçant dans des lumières réalisées dans les oreillettes inférieures permettent de manoeuvrer les ergots afin de désolidariser le module supérieur du module inférieur.
Le dispositif de verrouillage permet l'association de plusieurs modules, et/ou de plusieurs ensembles, ou d'au moins un module et d'au moins un ensemble.
Chaque porte est munie d'un moyen de blocage permettant de maintenir l'objet plat en contact avec deux butées situées sur chacun des dispositifs de sustentation pour assurer le positionnement et le maintien de l'objet dans le module.
Chaque dispositif permettant la sustentation d'un objet plat à la forme d'un tube percé de trous permettant l'amenée et la répartition des gaz. Le blocage d'un objet est réalisé par deux butées réalisées aux premières extrémités des deux tubes servant d'amenée de gaz qui débouchent dans un élément de cheminée et par la porte et son moyen de blocage. Ce moyen de blocage peut être un ressort.
Dans une variante de réalisation le dispositif de l'invention comprend deux dispositifs de sustentation, situés de part et d'autre du module, réalisant un plénum avec la paroi interne de ce module permettant de repartir le gaz dans le module avec un flux transversal par un dispositif d'injection et d'évacuer le gaz par un dispositif d'échappement. Le blocage d'un objet est réalise par un système de positionnement rigide en forme de coin solidaire de la porte, deux butées ressort, et deux éléments en forme de fourchette solidaires des dispositifs de sustentation. Les dispositifs de sustentation comprennent deux butées ressort et deux fourchettes, ces butées servant pour le maintien d'un objet plat, et pour repousser celui-ci en avant au moment de l'ouverture de la porte afin de le dégager des fourchettes .
Dans une variante de réalisation la porte comprend un joint, un corps et un dispositif de verrouillage du module, le joint venant en butée sur les dispositifs de sustentation lors le la fermeture de la porte. Le joint est armé avec une armature permettant de répartir convenablement la pression du joint sur tout le périmètre du nez du module. Le joint comporte un logement en forme de coin apte à bloquer l'objet plat.
Chaque module comprend des moyens de positionnement pour positionner les modules les uns par rapport aux autres, des moyens de verrouillage à un autre module qui lui serait associé, des moyens d'ouverture de porte, des moyens de sustentation d'objet et de répartition des gaz.
Dans une variante de réalisation, chaque module comprend des moyens d'identification et/ou des moyens capteur de contrôle et des moyens de transfert d'information vers les autres modules.
La structure d'un module est telle qu'une variation de ±3000 Pascal de la pression interne par rapport a la pression extérieure n'entraîne aucune modification des fonctionnalités et des etancheités.
Avantageusement, dans chaque ensemble, un joint est disposé entre deux éléments de cheminée correspondant respectivement à deux modules différents de façon à assurer l'étanchéité entre deux modules consécutifs, ces modules étant appelés modules intermédiaires .
Toutefois un ensemble dit "unitaire" peut être formé d'un seul module contenant une alvéole.
Avantageusement, les éléments de cheminée reçoivent, selon la nature du module auquel ils appartiennent, un joint a chaque extrémité dans le cas d'un module intermédiaire, un joint pour la face associée a un module intermédiaire et un connecteur pour la face susceptible d'être connectée à un autre ensemble dans le cas d'un module terminal, ou un connecteur à chaque extrémité dans le cas où un module est un ensemble unitaire. Dans une variante de réalisation les éléments de cheminée reçoivent un élément de filtration permettant le filtrage des particules qui pourraient être libérées lors de la connexion/déconnexion de modules. L'élément de filtration comprend une couronne centrale composée d'une couronne rigide sur laquelle est rapportée une membrane filtrante. Avantageusement le connecteur autobloquant comprend un clapet monté sur un ressort guidé par un flasque monte étanche grâce a un joint sur l'élément de cheminée correspondant, un joint a lèvre permettant d'assurer l'étanchéité entre éléments de cheminée, et des formes complémentaires.
Dans une autre variante de réalisation, l'élément de filtration comprend une couronne en matière filtrante. Le connecteur autobloqueur comprend une membrane élastique en forme de tripode venant se loger dans un emplacement aménagé dans la partie inférieure d'un flasque muni sur sa face inférieure d'une portée conique.
Chaque ensemble est doté de moyens de verrouillage manuels ou automatiques à un autre ensemble unitaire ou non qui lui serait associé permettant l'association et la dissociation d'au moins deux ensembles unitaires ou non.
On assemble un ensemble En+1 sur un ensemble En par action sur un levier du mécanisme d'assemblage appartenant à l'ensemble En afin de ne pas dépositionner En+1 par rapport a En, En étant déjà bloqué par rapport à En-1.
Ce procédé d'assemblage est applicable pour l'assemblage de modules. Pour réaliser des ensembles à partir de modules unitaires, après avoir réaliser un empilement de modules, on retire tous les leviers de manoeuvre des modules intermédiaires, on ne conserve que celui du module terminal haut, qui sert à l'amarrage d'un autre ensemble.
Dans un exemple de réalisation de l'invention particulièrement avantageux les objets plats sont des plaques de semi-conducteur.
L'invention concerne également un procédé de transfert d'un objet plat d'une alvéole du dispositif décrit ci-dessus, dans une machine de traitement, caractérisé en ce que ledit dispositif est positionné de telle sorte que chaque alvéole puisse être mise en communication avec ladite machine afin qu'un robot, dont est dotée ladite machine, puisse effectuer un transfert dudit objet dans un sens ou dans l'autre tout en préservant l'environnement de pureté et de propreté entourant l'objet durant le transfert.
Avantageusement pour réaliser une connexion on a les étapes suivantes :
- positionnement du dispositif de l'invention sur le plateau de la machine ; - positionnement d'au moins une alvéole en face du mors mobile de la bride ;
- raccordement étanche entre au moins une alvéole du dispositif de l'invention avec la machine par déplacement du mors mobile de la bride grâce à un mécanisme de translation solidaire de la bride ;
- purge du volume mort entre la porte de l'alvéole et la porte du mors mobile ;
- mise en contact de la porte de l'alvéole sur la porte du mors mobile, en actionnant les baïonnettes associées à l'alvéole par un mécanisme 439 PC17FR97/00587
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solidaire de la partie fixe de la bride, l'action sur les baïonnettes permettant aussi de solidariser les deux portes ;
- ouverture simultanée des deux portes ainsi solidarisées pour emprisonner les contaminations à l'interface, cet escamotage, réalisé par un mécanisme solidaire du mors mobile des deux portes à l'intérieur du mors mobile, libérant un espace suffisant au passage du doigt du robot interne de la machine pour prendre ou déposer un objet plat dans l'alvéole (par exemple une plaque de silicium) ;
- transfert de l'objet plat par le robot ;
- isolation sur le plan contamination de l'alvéole et de la machine : on réalise un flux de gaz approprié dans le mors mobile afin d'isoler sur le plan contamination l'intérieur de l'enveloppe par rapport à la machine pour éviter la contamination des alvéoles au moment du transfert de l'objet plat ; toutefois, dans le cas des équipements "vide", il n'y a pas d'injection de gaz mais liaison au circuit de vide ;
- fermeture simultanée par le mécanisme de bride des deux portes maintenues en contact ; une fois la position atteinte, la porte du mors mobile fermant de façon étanche la machine, alors que la porte de l'alvéole ne ferme pas l'alvéole de façon étanche ;
- reconditionnement de l'atmosphère de l'alvéole avant fermeture : dans cette position on reconditionne la pureté dans l'enveloppe en injectant un gaz approprié ; toutefois on ne réalise pas cette opération pour les équipements "vide" ;
- désolidarisation des deux portes par action du mécanisme sur la bride, sur les baïonnettes de la porte de l'alvéole et recul de la porte de l'alvéole jusqu'à fermer de façon étanche l'alvéole ; - retrait du mors mobile par action du mécanisme de transfert solidaire de la bride ;
- possibilité, alors, d'indexer pour ouvrir une autre alvéole ou bien de retirer le dispositif de l'invention de la machine.
Avantageusement on utilise au moins une bride comportant une partie mobile, fermée par une porte, qui avance vers au moins une alvéole à ouvrir afin de réaliser une liaison étanche entre la machine et l'alvéole. Un mors mobile est raccordé à la partie fixe de la bride par un soufflet pour assurer la translation et garantir l'étanchéité avec la machine. Dans le cas du raccordement des équipements "vide" ce soufflet est métallique. La bride est dotée de moyens permettant d'ouvrir la porte de l'alvéole et la porte fermant la bride afin de réaliser un tunnel de communication étanche dans lequel le robot de la machine peut réaliser le transfert de l'objet.
La porte, qui est indépendante de l'alvéole correspondante et amovible, est complètement désolidarisée de celle-ci au moment de l'ouverture pour libérer complètement le passage du robot. Dans un exemple de réalisation un mécanisme, qui permet de verrouiller la porte pour fermer l'alvéole, est commandé et animé par un mécanisme complémentaire solidaire de la porte de la bride d'ouverture. L'association de ces deux mécanismes déverrouille la porte fermant l'alvéole et libère celle-ci, ces deux mécanismes étant alors solidarisés.
Grâce à plusieurs mécanismes dont est munie la bride, on réalise l'avance ou le recul du mors mobile, on vient engager deux butées solidaires d'un mécanisme d'oreillettes, de part et d'autre de l'alvéole pour que le mors mobile puisse venir exercer une pression sur l'alvéole pour assurer l'étanchéité sans depositionner le dispositif de l'invention ; un mécanisme actionne les baïonnettes pour assurer le
5 transfert de la porte de l'alvéole sur la porte du mors mobile et libérer cette porte pour permettre son escamotage dans le mors mobile ; grâce à un mécanisme dont est doté le mors mobile on peut réaliser l'escamotage des deux portes.
10 Avantageusement on contrôle, avant l'accostage, la position de l'alvéole a ouvrir. Le contrôle de la position du doigt du robot ou de l'objet est réalise au moment de la prise ou de la dépose d'un objet de façon a réaliser cette opération sans l-> frottement. L'identification de l'objet peut être lue a la volée par un dispositif électro-optique.
Avantageusement deux butées solidaires d'un mécanisme d'oreillettes permettent de maintenir un positionnement précis du dispositif de l'invention 0 alors que le mors mobile qui est muni d'un joint, exerce une pression sur son joint afin d'assurer l'étanchéité avec l'alvéole considérée.
Avantageusement la bride est munie de moyens qui permettent de purger les volumes morts et de
25 restaurer l'environnement pur de l'alvéole avant de la fermer. Elle est aussi muni de moyens permettant de contrôler la position dudit dispositif, de contrôler la position relative de l'objet au moment de son transfert, et de lire son identifiant, pendant son
30 transfert.
Avantageusement lorsque la machine met en oeuvre un procède réalise sous vide et qu'elle est nécessairement munie d'un sas de transfert, le dispositif de l'invention appelé aussi cassette, peut
3D être installe dans le sas. Dans ce cas on réalise simultanément le vide dans les différentes alvéoles du dispositif grâce aux cheminées et dans le sas de transfert de celui-ci.
Ensuite 1 ' mterfaçage se fait comme décrit précédemment pour le transfert d'objets vers les machines dont les procédés sont réalisés dans le vide sans rupture de la chaîne de propreté et/ou de pureté entourant les objets et surtout sans nécessité d'opérations supplémentaires pour sortir les objets des alvéoles et les réintroduire dans le sas de la machine. Cette descente en vide, simultanément dans chaque alvéole, est assurée et régulée par un moyen exploitant les informations des capteurs de pression installés dans la cassette et dans le sas. Ce moyen comporte un dispositif de pompage. Les mêmes moyens permettent également remonter à la pression atmosphérique par contrôle de l'injection d'azote en simultanéité dans le sas et dans les alvéoles.
L'invention permet de rendre les plaques de semi-conducteur accessibles par le robot interne des équipements, sans nécessiter de robot supplémentaire.
Les principaux avantages de l'invention par rapport aux dispositifs de l'art antérieur sont explicités notamment sur le tableau I en fin de description.
Brève description des dessins
- Les figures 1 à 3 illustrent différents dispositifs de l'art antérieur, les figures IA, 2A et 3A correspondant aux zones de travail et les figures 1B, 2B et 3B correspondant aux zones de transfert et de stockage - les figures 4 à 8 illustrent d'autres dispositif de l'art antérieur ;
- les figures 9 et 12 illustrent une première réalisation du dispositif de l'invention ; - les figures 13 à 20 illustrent une seconde réalisation du dispositif de l'invention à base de modules ; les figures 14 et 16 à 20 illustrant différentes caractéristiques d'un module de base du dispositif de l'invention ; - la figure 21 illustre un élément de cheminée muni de deux connecteurs permettant la liaison avec des éléments voisins ;
- le figure 22 illustre le procédé selon l'invention de transfert d'objets plats entre le dispositif de l'invention et une machine de traitement ;
- la figure 23 illustre un système de mise sous vide du dispositif selon l'invention ;
- les figures 24 à 38 illustrent différentes variantes de réalisation du dispositif de
1' invention.
Exposé détaillé de modes de réalisation
La présente invention concerne un dispositif de transport d'objets plats 10, par exemple des plaques de semi-conducteur, confinés dans une atmosphère déterminée. Ce peut être par exemple, comme représenté sur la figure 9, un ensemble 30, en plastique ou en métal, muni d'une ou de plusieurs alvéoles plates 31, ici neuf, de faible épaisseur, débouchant sur une face latérale 32 dudit ensemble, disposées en parallèle, réunies entre elles d'un point de vue aéraulique. Chaque alvéole est apte à recevoir un objet plat 10 et à être fermée par une porte 33 indépendante s'étendant sur toute la longueur de cette face latérale. Chaque porte 33 est séparable de l'ensemble. La fermeture et l'ouverture de chaque porte 33 sont assurées par un dispositif de verrouillage et de déverrouillage. les alvéoles 31 sont séparées entre elles d'un pas constant.
Chaque ensemble 30 comporte un élément de cheminée d'amenée de gaz 35 et un élément de cheminée de retour de gaz 36. Ces deux éléments de cheminée disposés sur la face de l'ensemble 30 opposée aux ouvertures, associés à une poignée 55, permettent la préhension de celui-ci. Cette poignée 51 de manipulation du dispositif de l'invention peut être assemblée comme un autre ensemble 30 sur la face supérieure de ce dispositif.
Les éléments de cheminée 35 et 36 sont terminés par un connecteur auto-obturant 38.
Chaque ensemble 30 comprend des moyens de positionnement des différents ensembles entre eux 28, des moyens d'assemblage 51 a un autre ensemble qui lui serait associe, des moyens d'identification, des moyens de sustentation d'objet dans chaque alvéole et de répartition des gaz, des moyens capteur de contrôle et des moyens de transfert d'information vers d'autres ensembles qui lui seraient associés .
Sur la figure 9 est également représente un plateau 80 sur lequel peut être disposé le dispositif de l'invention. La figure 10 illustre la face inférieure du dispositif de l'invention munie de picots 51 et de plots de positionnement 60. La figure 11 illustre un plateau 61 compatible pour la prise par un robot avec le même mode d'assemblage que la poignée 55.
Comme représente sur la figure 12 le dispositif de l'invention appelé cassette peut être constitue d'un ou de plusieurs ensembles 30 tels αue définis ci-dessus, associés entre eux, chaque ensemble comportant une ou plusieurs alvéoles.
Dans une variante de réalisation illustrée sur la figure 13, le dispositif de l'invention est formé d'un ou de plusieurs ensembles 39 ; mais chaque ensemble 39 est lui-même constitué d'un ou plusieurs modules 40 associés mécaniquement entre eux de manière indissociable, telle qu'à chaque alvéole correspond à présent un module indépendant. Quelle que soit la constitution de la cassette, ces différents ensembles constitutifs sont dissociables lors du nettoyage et peuvent être associés à la demande pour réaliser un autre lot de traitement d'objets plats, cette nouvelle association étant figée pour tout un cycle.
Sur la figure 13 est représenté, à titre d'exemple, un ensemble 39 formé d'un seul module 40 et deux ensembles 39 formés de quatre modules 40.
Le module unitaire 40 peut être utilisé pour recevoir un objet 10, par exemple une plaque de semi-conducteur, servant de référence.
Les ensembles constitués d'un seul bloc comme illustré sur la figure 9, ou d'un ou plusieurs modules comme illustré sur la figure 13, sont associables et dissociables entre eux pour obtenir un dispositif de transport d'utilisation flexible, c'est- à-dire adapté au besoin de l'opérateur, le pas entre les différentes alvéoles, même au raccordement de deux ensembles, restant le même.
Comme représenté sur la figure 14, un module de base 40 est constitué une enceinte 41 de part et d'autre de laquelle sont disposés deux coques 42 et 43 assemblées entre elles, protégeant l'enceinte 41. Cette enceinte 41 comprend : - des plots de positionnement 60 illustrés notamment sur la figure 17 pour positionner les enceintes les unes par rapport aux autres lors de l'assemblage des différents modules ; - un dispositif d'assemblage 45 ;
- des éléments de cheminée 46 et 47 ;
- deux dispositifs 48 permettant la sustentation des objets plats et de répartition de gaz à 1 ' intérieur de 1 ' enceinte ; - une porte 49 pour fermer de façon étanche l'enceinte 41 et les baïonnettes de manoeuvre 50 pour ouvrir et fermer et maintenir la porte fermée, pour faire avancer la porte dans la bride de raccordement et pour la libérer afin de permettre l'escamotage de la porte dans la bride.
L'enceinte 41 est réalisée idéalement dans un matériau qui protège les objets plats 10 des contaminations moléculaires et chimiques, qui ne desorbe pas ni n'absorbe de contamination moléculaire, suffisamment conducteur pour éviter l'accumulation des charges électrostatiques et avantageusement léger. Dans la pratique, on peut utiliser des matériaux pris dans la famille des polycarbonates légèrement chargés de fibres conductrices.
Pour l'application micro-electronique, afin de garantir le degré de pureté requis, on peut procéder a un dépôt a l'intérieur de l'enceinte 41 d'une couche à base de silice rendue légèrement conductrice pour évacuer les charges électrostatiques. Ces charges sont écoulées à la masse par le système de sustentation, lui-même connecté aux coques de protection de l'enceinte comme représente sur la figure 15. L'assemblage de ces deux coques réalise aussi un écran électrostatique et électromagnétique pour protéger l'objet situé a l'intérieur de l'enceinte de ce type de perturbation.
Les coques 42 et 43 sont, par exemple, réalisées en plastique chargé fortement de fibres conductrices pour les rendre très conductrices.
Les coques 42 et 43 comportent des trous permettant le passage des plots de positionnement. Les deux coques qui entourent l'enceinte sont assemblées entre elles, par exemple avec des vis 62, et ont pour rôle de protéger l'enceinte. Des logements sont prévus dans ces coques pour recevoir le mécanisme de baïonnettes 50, le verrou d'assemblage 52, et avantageusement une étiquette d'identification du module et/ou une étiquette radiofréquence réinscriptible, capable de mémoriser par exemple, l'identification de l'objet 10 et/ou les informations sur l'état d'avancement du procédé appliqué à l'objet contenu dans l'enceinte.
Le dispositif d'assemblage 45 permet d'assembler des modules entre eux et permet d'effectuer la connexion électrique de masse pour permettre l'écoulement des charges électrostatiques accumulées sur les objets plats et dans les enceintes. Ce dispositif d'assemblage comporte des emplacements dans lesquels seront placés des capteurs.
Les éléments de cheminée reçoivent, selon la nature du module auxquels il appartiennent, un joint 44 a chaque extrémité dans le cas d'un module intermédiaire, un joint 44 à une extrémité et un connecteur 38 à l'autre dans le cas d'un module terminal, ou un connecteur 38 à chaque extrémité dans le cas où un module est un ensemble unitaire.
Les dispositifs 48 pour la sustentation des objets plats et de répartition de gaz à l'intérieur de l'enceinte sont rapportes dans l'enceinte. Les baïonnettes de manoeuvre permettent évidemment les opérations inverses à celles décrites.
Avantageusement l'enceinte comprend différents capteurs, par exemple un capteur de pression ou de présence d'oxygène, situés dans des logements prévus à cet effet par exemple le logement 64.
La porte 49 réalise une fermeture étanche du module 40 par la pression d'un joint, par exemplaire plan ou « genouillère », solidaire de la porte sur une forme adaptée, par exemple de type « couteau », du module. La pression est assurée par les baïonnettes de manoeuvre 50 dotées d'un ressort de rappel.
Comme représenté sur les figures 14, 17 et 18, le dispositif d'assemblage 45 comprend un piton 51 rapporté sur une excroissance réalisée sur le enceinte 41, cette excroissance possédant deux rainures dans lesquelles peut se déplacer le verrou 52 pour réaliser l'assemblage des enceintes de deux modules successifs Mn+χ et Mn. Le verrouillage du module Mn+χ est réalisé par action sur le module Mn, Mn étant déjà bloqué.
Sur la figure 18 le module supérieur est un module terminal haut Mn d'un ensemble et comporte un levier 63 qui lui permet de déverrouiller un ensemble qui lui serait superposé. Les modules intermédiaires ou bas Mn_ι ... , constituant un ensemble, sont non déverrouillables et ne comportent pas un tel levier parce que celui-ci a été enlevé pour qu'ils puissent constituer un tel ensemble. Comme représenté sur la figure 14 la porte
49 est munie d'un ressort 54 de blocage de l'objet plat 10.
Un dispositif 48 permettant la sustentation de l'objet plat 10, illustré sur les figures 14, 16, 19 et 20 a la forme d'un tube 55 réalisé, par exemple, par une tige pleine dans laquelle est percé un orifice qui va en se rétrécissant, cet orifice étant percé de trous 56. Le blocage de l'objet 10 est réalise par deux butées maintenant l'objet en position, réalisées aux premières extrémités des deux tubes 55 et par la porte et son ressort de blocage.
Le bouchon 57 et le ressort 58 permettent de maintenir le tube 55 dans son logement. Un logement 59 est prévu dans le boîtier 41 pour blocage de ce tube 55.
Le matériau de ce tube est par exemple du plastique de type PEEK conducteur permettant de maintenir le potentiel de l'objet à la masse et de conduire les charges électrostatiques vers les coques conductrices 42 et 43, elles-mêmes maintenues a la masse. Le bouchon 57 et le ressort 58 assurent le contact électrique.
Ce dispositif 48 est également utilise pour repartir le gaz dans l'enceinte. Dans un mode avantageux de l'invention, les alvéoles peuvent être réalisées dans un plastique résistant a des températures d'environ 120°C pouvant alors être utilisées pour réaliser un procédé de traitement des objets. Par exemple, elles peuvent ainsi être utilisées pour stabiliser un procède d'implantation ionique : en contrôlant la température de l'azote injecté, on peut contrôler parfaitement le refroidissement des objets.
Avantageusement l'enceinte 41 peut être réalisée dans un matériau compatible avec les spécifications de l'objet confiné.
Pour les plaques de silicium, cette enceinte doit être en plastique pour des raisons de légèreté. Pour des applications où il n'est pas nécessaire de voir les plaques cette enceinte peut être réalisée dans des matériaux de type polycarbonate chargés de fibres conductrices pour écouler les charges électrostatiques .
Pour des applications où il est nécessaire de conserver la transparence et où les conditions d'environnement sont très sévères en terme de dégazage, on utilise du polycarbonate revêtu à l'intérieur d'une couche barrière de moins de 1 micromètre de silice convenablement dopé en silicium pour la rendre légèrement conductrice, sans perte de la transparence.
Les deux coques 42, 43 constituant le boîtier de protection et de maintien de l'enceinte peuvent être réalisées en plastique conducteur.
Les charges électrostatiques créées sur les faces internes de l'enceinte et celles véhiculées par l'objet vont être écoulées vers le boîtier conducteur par le mécanisme de sustentation (48) , lui-même conducteur grâce au contact réalisé par le ressort (57) et le bouchon (58) . Le verrou 52 en connexion avec la coque par un ressort va écouler les charges sur le verrou du module sous-jacent via le piton conducteur
51, créant ainsi une chaîne de "masse" jusqu'au plateau conducteur sur lequel est positionné le mécanisme de l'invention, plateau raccordé à la masse, comme représenté sur la figure 15.
Un connecteur auto-obturant 38, comme illustré sur la figure 21, permet d'assurer d'une part l'étanchéité des volumes intérieurs des enceintes pour les extrémités non connectées, et d'autre part la continuité de la distribution de gaz pour les parties connectées.
Un tel connecteur 38 comprend un corps 65, muni de deux canaux 66 permettant le passage du gaz, à l'intérieur duquel un système poussoir 67, actionné par un ressort 68, est apte à repousser une bille 69 disposée dans un siège muni d'un chanfrein 70, une membrane 71 de protection contre la contamination du ressort étant disposée entre le système poussoir 67 et la bille 69. Un joint torique 72 est disposé sur la périphérie extérieure supérieure de ce corps.
Lorsque deux connecteurs de ce type sont reliés l'un à l'autre, l'étanchéité est réalisée grâce aux joints, et l'appui des deux billes l'une sur l'autre permet la mise en communication des canaux de passage de gaz entre eux : sur la figure 21 le connecteur auto-obturant 38 situé en bas est représenté en connexion avec un même connecteur disposé sur un plateau 80 représente en tiretes.
Dans une variante de réalisation, illustrée sur la figure 24, le module de base 40 est réalisé en une seule pièce transparente, pour pouvoir identifier et observer l'objet plat 10 situé à l'intérieur. Cette pièce peut être totalement transparente, ou au minimum transparente dans les zones 81 en regard de l'objet plat 10. Sur la figure 24 est représentée une telle zone minimum 81.
On peut ainsi observer et identifier l'objet plat, par exemple la plaque de silicium 10 à l'intérieur du module 40 sans avoir à la sortir, c'est- à-dire en la maintenant dans son environnement ultra- pur et/ou ultra-propre.
Comme illustré sur la figure 25 un nervurage spécial 82 de type « mâle-femelle » peut permettre d'accroître la rigidité du module 40, aussi bien au niveau du « nez » du module, qu'au niveau des cheminées d'admission de gaz.
A titre d'exemple on peut réaliser la partie non transparente très rigide en polycarbonate chargé fibre de verre ou aiguille de silice, et la partie transparente en polycarbonate. On peut, pour ce faire, utiliser des plaques transparentes rapportées sur un cadre par soudage ou à force avec un joint, ou un moulage bi-matière. Dans une variante de réalisation, comme illustré sur les figures 26 à 29, la forme des dispositifs 48 pour la sustentation des objets plats 10 et le mode de diffusion de gaz sont modifiés ; la figure 27 illustrant une coupe a-a de la figure 26 et la figure 29A illustrant une coupe b-b de la figure 28.
Comme illustré sur la figure 27 chaque dispositif 48, situé de part et d'autre du module 40, a une coupe se rapprochant de la forme d' un « T » qui permet de réaliser un flux de gaz horizontal et transverse à l'objet plat. En effet la partie interne du module 40 et chaque dispositif 48 réalisent un « plénum » permettant de répartir le gaz dans le module par un dispositif 48 d'injection et d'évacuer le gaz par un dispositif 48 d'échappement. Chaque dispositif 48 reste conducteur pour écouler les charges et maintenir l'objet plat 10 à un potentiel électrique voisin de la masse.
La fonction blocage de l'objet plat 10 est assurée par un système de positionnement rigide 86 en forme de « coin » solidaire de la porte 49. L'effet « blocage », positionnement de l'objet plat 10, porte fermée ou porte ouverte, est assuré par deux butées ressort 85 et deux éléments 87 en forme de fourchette solidaires du système de sustentation 48, comme illustré sur la figure 29B, empêchant l'objet plat 10 de bouger dans le module 40.
Lorsque la porte 49 est ouverte, les butées ressort 85 repoussent légèrement l'objet plat 10 vers l'avant pour le libérer des éléments 87 permettant, ainsi, à l'objet plat 10 d'être pris par un robot de préhension.
Dans une variante de réalisation le système d'association des modules 40, comme illustré sur la figure 24, est obtenu comme illustré sur les figures 30 et 31 en utilisant des formes complémentaires 90 sous forme d'oreillettes, la figure 30 illustrant une coupe c-c de la figure 31. Chaque module 40 comporte, de chaque côté, une oreillette supérieure 92 et deux oreillettes inférieures 91. Ces oreillettes 91 et 92, dont le rôle pourrait être inversé, sont réalisées sur chacun des modules 40 pour permettre leur empilage et pour amener en correspondance deux oreillettes inférieures 91 d'un module N avec l'oreillette supérieure 92 complémentaire d'un module N-l.
Un mécanisme logé dans les oreillettes inférieures 91 permet d'une part de venir verrouiller les modules 40 entre eux et d'autre part, de venir plaquer les modules 40 les uns sur les autres pour garantir le positionnement relatif et la pression nécessaire pour obtenir l'étanchéité de l'empilage des différents éléments de cheminée.
La figure 32 illustre les mécanismes logés dans les deux oreillettes inférieures 91 d'un module 40 de rang N et leur mode de fonctionnement.
Deux ergots 93 présentant un pan en biseau pénètrent dans l'oreillette supérieure 92 du module 40 de rang N-l. Cette oreillette supérieure est dotée de deux coins 97 qui font réaction aux biseaux des ergots 93 et transforment la pression exercée sur les ergots 93 par les deux ressorts 98 en une force tendant a bloquer le module 40 (N) sur le module 40 (N-l) .
Des doigts de manoeuvre 94 solidaires des ergots 93 se déplaçant dans une lumière 95 réalisée dans les oreillettes inférieures 91 permettent de 439 PCÏ7FR97/00587
37
manoeuvrer les ergots afin de pouvoir désolidariser le module supérieur N du module inférieur N-l.
Les oreillettes 91 et 92 peuvent être soit rapportées sur le module 40, soit faire partie de ce module.
Dans une variante de réalisation illustrée sur les figures 33 et 34, la porte 49 du module 40 est composée de trois parties, un joint 100, un corps 101 sur lequel le joint est monté et un dispositif de verrouillage 102 pour lier la porte avec le module 40. Le joint 100 vient en butée sur les dispositifs de sustentation 48 des objets plats 10 situés de part et d'autre du module 40. La pression sur le joint 100 est assurée par une pression sur le corps de la porte 49 au moment de la fermeture de celle-ci, pression qui est maintenue grâce à deux gâchettes 103, appartenant au mécanisme de verrouillage 102, qui viennent se loger dans deux logements 104 aménagés de part et d'autre du « nez » du module 40. La pression sur le joint 100 en forme de
« genouillère » (voir figure 33) a pour effet de faire grossir ce dernier sur tout son périmètre, répartissant une force suffisante sur celui-ci pour assurer une excellente étanchéité. Différents matériaux peuvent être utilisés pour réaliser ce joint 100, par exemple le vitton, le kalrez, le chemraz.
Le joint 100 est arme par une armature 105 dont la rigidité est calculée pour repartir convenablement la pression du joint 100 sur tout le périmètre du « nez » du module 40.
Un logement en forme de coin 106 aménagé dans le joint 100 permet de bloquer l'objet plat 10 dans le module. Ce logement 106 joue le même rôle que le « coin » 86, décrit précédemment, solidaire de la porte 49.
Des formes particulières 111 et 112 sont réalisées dans le nez du module 40 pour permettre d'une part (forme 112) de réaliser une étanchéité vis-a-vis de l'extérieur du module 40 grâce a un joint 120 de forme oblongue, et d'autre part (forme 111) de recevoir un corps de porte 101 dote d'une forme complémentaire à (111) permettant de se prémunir des variations de forme du nez du module 40.
Le dispositif de verrouillage 102 est commande et anime par un mécanisme complémentaire 107 solidaire de la contreporte d'une bride d'ouverture.
L'association des mécanismes 102 et 107 permet de déverrouiller la porte 49 du module 40 pour pouvoir libérer la porte du module. Dans la même action les mécanismes 102 et 107 sont solidarisés pour permettre de retirer la porte 49 du module 40.
Au moment de la fermeture du module 40 un palpeur solidaire du mécanisme 107 permet de reverrouiller la porte 49 sur son module 40 et de libérer les mécanismes 102 et 107 pour pouvoir retirer la bride.
La figure 35A est une coupe du mécanisme 102 de verrouillage entre la porte 73 d'une alvéole et le mécanisme 107 du système d'accouplement de l'invention, et du mécanisme 107 complémentaire de celui installe dans la porte. La position du mécanisme représente dans cette figure correspond a la position lorsque les deux mécanismes 102 et 107 sont désolidarises .
La figure 35B est une coupe du système de verrouillage lorsque la porte de l'alvéole est accouplée au mécanisme de la bride pour permettre l'escamotage de la porte de l'alvéole dans la bride. La figure 36 représente les deux positions de la gâchette 103, en trait plein la position de verrouillage de la porte 73 et en trait pointillé la position de libération de la porte 73 qui correspond aussi à la position de verrouillage sur la porte 74.
Comme illustré sur ces figures 35 et 36 un exemple de mécanisme 102, permettant de verrouiller la porte 73 pour fermer l'alvéole correspondante grâce a deux gâchettes 103 qui viennent se loger dans deux logements 104 correspondants, est commandé et animé par un mécanisme complémentaire 107 solidaire de la porte 74 de la bride d'ouverture 70.
L'association des mécanismes 102 et 107 permet de déverrouiller la porte 73 fermant l'alvéole pour pouvoir libérer celle-ci. Dans la même action les mécanismes 102 et 107 sont solidarisés pour permettre de retirer la porte 73.
Au moment de la fermeture de l'alvéole un palpeur 114 solidaire du mécanisme 107 permet de reverrouiller la porte 73 sur l'alvéole et de libérer les mécanismes 102 et 107 pour pouvoir retirer la bride
70.
Une gâchette 103, qui est montée dans le corps de la porte, comporte deux ouvertures, une première apte a laisser passer le palpeur 114 solidaire du mécanisme 107, et une seconde dans laquelle vient se positionner un bouchon 110, qui est maintenu en place par un ressort 111, cette gâchette étant solidaire d'un ressort de rappel 113. Le mécanisme 107 comprend un palpeur 114 monté sur un ressort 118, et une pièce mobile en rotation, ou percuteur, 112 comportant sur sa périphérie une gorge 117 en forme de came et sur sa surface supérieure un excentrique 115. Le palpeur 114 et le percuteur 112 sont montés en parallèle de manière à ce qu'un ergot 116 solidaire de la base du palpeur 114 vienne se positionner dans la gorge, un appui sur le palpeur 114 permettant une rotation du percuteur 112 d'un demi tour. La gâchette 103, montée dans le corps de la porte 73, assure le verrouillage de la porte 73 pour fermer l'alvéole et assure la liaison de la porte 73 avec la porte 74 de la bride pour permettre de retirer la porte 73, et ainsi de pouvoir accéder à l'objet 10. La gâchette 103 est maintenue en position de verrouillage grâce au bouchon 110 maintenu en place grâce au ressort 111.
Au moment de l'accostage la pièce 112 du mécanisme 107 vient percuter le bouchon 110 qui en reculant libère la gâchette 103 qui peut se retirer de sa position de verrouillage grâce au ressort 113.
Le palpeur 114 monté sur ressort 118 traverse le mécanisme 102 pour venir s'appuyer sur le corps du module 40. En reculant ce palpeur 114 entraîne en rotation le percuteur 112 grâce au système de came 116-117. Ce faisant, l'excentrique 115 pivote de 180° permettant à la gâchette 103 de se mettre en position déverrouillée et dans le même temps verrouille le percuteur 112 avec la gâchette 103, liant ainsi les mécanismes 102 et 107, et donc la porte 73 et la porte 74.
La tête de la pièce 112 est dotée d'une gorge excentrique 117 qui sous l'effet de la rotation de 1/2 tour induite par le recul du palpeur 114 va libérer la gâchette 103, qui tirée par le ressort 113 va se dégager du logement 104 déverrouillant ainsi la porté 73 de l'alvéole. Se faisant, la gâchette 103 va venir s'engager dans la gorge excentrique pour verrouiller la porte 73 sur le mécanisme 107 permettant ainsi l'escamotage de la porte. Cette situation est illustrée figure 35B.
Pour refermer une alvéole après un transfert d'objet 10 et pouvoir ainsi libérer l'alvéole de la bride pour accéder à d'autres alvéoles, le mécanisme interne de la bride ramène l'ensemble porte 73-porte 74 représenté sur la figure 35B dans la position d'accostage boîte-bride.
Le palpeur 114 vient à nouveau prendre appui sur le boîtier de l'alvéole, être repoussé, arrimant ainsi la pièce 112 d'un demi tour, dont la gorge excentrique va repousser la gâchette 103 en position de verrouillage de la porte 73. Dans cette position, il est possible de désolidariser la porte 73 de la porte 74, la pièce 112 étant libérée de la gâchette 103.
En simultanéité du retrait du mécanisme 107 le bouchon 110 repoussé par le ressort 111 va venir prendre la place de la pièce 112, verrouillant la gâchette 103 en position, dans la position où la porte
73 et la boîte 40 sont liées.
Lorsque la porte 74 ramène la porte 73 pour refermer l'alvéole, le palpeur 114 vient en contact avec la boîte de l'alvéole et recule. Son mouvement de recul entraîne progressivement une rotation de 180° du percuteur 112, qui ramène la gâchette 103 en position de verrouillage grâce à la rotation associée de l'excentrique 115 du percuteur 112. La porte 74 peut alors se retirer, le bouchon de blocage 110 vient remplacer le percuteur 112 pour maintenir la gâchette 103 en position de verrouillage .
Dans une variante de réalisation, illustrée sur la figure 37, le connecteur auto-obturant 38, illustré sur la figure 21, est repris de façon à pouvoir être monté de part et d'autre de l'élément de cheminée et d'autre part pour intégrer une fonction de filtrage des particules qui pourraient être libérées lors de la connexion/déconnexion des modules 40.
Chaque élément de cheminée 46 ou 47 du module 40, comme illustré notamment sur la figure 14, peut recevoir un ou deux connecteurs 120 selon la place du module 40 dans un empilage 39, illustré par exemple sur la figure 13. Si le module 40 est le module terminal de l'empilage 39, il reçoit un seul connecteur 120, placé du côte extérieur par rapport à l'empilage. Dans le cas ou l'empilage est compose d'un seul module 40, chaque élément de cheminée reçoit deux connecteurs 120 situés de part et d'autre de l'élément de cheminée 46 ou 47. La figure 37 représente une configuration de ce dernier type associée à un autre ensemble, comme illustré par exemple sur la figure 13.
L'élément de filtration peut être réalise par une couronne centrale 121, illustrée figure 38, composée d'une couronne rigide 122, en polycarbone par exemple, sur laquelle est rapportée une membrane filtrante 123. Les formes de ces pièces sont aménagées pour permettre le passage du gaz à travers le connecteur et l'alimentation de l'intérieur du module 40 avec un gaz filtré (exempt de particules) .
Les connecteurs 120 sont montés de part et d'autre de cet élément de filtration 121. Chaque connecteur 120 est composé d'un clapet à trois pans 124, guidé par un flasque 125 monté étanche grâce à un joint 126 sur l'élément de cheminée du module 40.
Ce flasque 125 est maintenu en pression par des formes 127, de type filetage par exemple. Le clapet 124 ferme l'orifice du connecteur 120 de façon étanche, lorsque celui-ci n'est pas connecte, grâce a la pression d'un ressort 128 sur un joint 137. Un joint à lèvres 129 permet d'assurer l'étanchéité entre les éléments de cheminée d'un ensemble 39.
Des formes complémentaires 130 sont réalisées de part et d'autre de l'élément de cheminée pour em¬ pêcher que le clapet 124 ne soit sollicité quand on pose le module 40 ou l'ensemble 39 sur un plan de travail, ce qui permet de garantir l'étanchéité de ceux-ci.
Lorsque deux modules 40 sont positionnés l'un au-dessus de l'autre, comme illustré sur la figure 37, les deux clapets 124 en correspondance sont repoussés, les joints 129 réalisant « une cuvette étanche » entre les clapets. Cette « cuvette » est purgée, au moment de la connexion, avant que les modules ne soient en position définitive. Le gaz peut passer d'un étage à l'autre grâce aux formes aménagées sur les clapets 124 et peut alimenter les modules 40 en gaz filtré.
Le dispositif de l'invention, tel que défini ci-dessus, permet de réaliser autour de l'objet plat 10 une "chaîne de propreté et de pureté" sans interruption entre le stockage, le transport et les échanges des objets plats 10 avec les machines de traitement (même avec les machines qui fonctionnent dans un environnement de vide) .
Le dispositif est parfaitement étanche pendant les phases de transport. Pour cela chaque alvéole est fermée de façon étanche par une porte indépendante et toutes les alimentations en gaz sont obstruées.
Pendant le stockage d'objets dans les alvéoles, le dispositif est continuellement purgé par un gaz approprié (par exemple l'azote) pour diluer les contaminants volatils libérés. La distribution du gaz 8439 PC17FR97/00587
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dans les différentes alvéoles est réalisée par la structure de "cheminée".
Ainsi le dispositif de l'invention correspond à un panier conventionnel de transport et de stockage de plaques de semi-conducteur transformé le plus légèrement possible tout en lui donnant deux fonctionnalités supplémentaires :
• La possibilité de confiner individuellement les objets plats dans un environnements "inerte". Les différentes enceintes sont raccordées entre elles par deux "cheminées" assurant l'alimentation et l'extraction du gaz d'mertage.
• La possibilité de réaliser des ensembles de quelques tailles standards (par exemple 1, 4, 7, 13) par association rigide et fixe de modules de base grâce au dispositif d'assemblage.
Ces ensembles et/ou ces modules de bases sont positionnés les uns par rapport aux autres grâce a un système de repères. Dans le cas ou les ensembles sont réalisés à partir des modules de base, comme représenté sur la figure 11, l'étanchéité entre les différents éléments de la "cheminée" est assurée par des joints maintenus en pression grâce au système d'assemblage. Il est possible d'associer et de dissocier ces différents ensembles manuellement ou automatiquement en vue de réaliser la flexibilité nécessaire pour optimiser au cas par cas l'utilisation des machines. Le raccordement entre ces ensembles se fait en respectant le pas entre les positions des objets dans les enceintes.
Le système d ' assemblage/désassemblage, qui assure une liaison rigide entre les ensembles, peut être réalisé manuellement ou automatiquement. Lors de 1 ' interfaçage avec les machines de traitement, la cassette est positionnée sur un plateau
80 solidaire de la machine et une bride spéciale 70 illustrée sur les figures 22 et 23 permet d'effectuer la connexion étanche avec les alvéoles.
Pour la mise en oeuvre de cette bride 70 on positionne sur le plateau 80 le dispositif de l'invention de telle sorte que chaque alvéole ou chaque module puisse être mis en communication avec la machine de traitement considéré par l'intermédiaire de la bride 70 pour former un tunnel étanche 76. Le plateau 80 est monte sur un indexeur de façon a adresser les différentes alvéoles. Une fois positionnée, la bride 70 assure la mise en communication d'une alvéole avec la machine afin qu'un robot 90 dont est dotée ladite machine puisse effectuer un transfert d'un objet 10 dans un sens ou dans l'autre. On utilise alors cette bride 70, qui comporte notamment un mors mobile 71 ferme par une porte 74 permettant de fermer de façon étanche la machine et un soufflet 72, pour réaliser une liaison étanche entre la machine et l'alvéole a ouvrir.
Le mors mobile 71 est raccordé à la partie fixe de la bride par le soufflet 72 pour amener la translation et garantir l'étanchéité avec la machine.
Dans le cas du raccordement des équipements "vide" ce soufflet est métallique.
La bride de raccordement comporte deux systèmes d'oreillettes qui se logent de chaque côte du module. Elles sont mobiles transversalement de façon a ce qu'une butée vienne se loger dans le module pour le maintenir en position lorsque le mors mobile avance sur le module. Le système d'oreillette comporte, a l'intérieur, un mécanisme qui permet d'actionner les baïonnettes qui sont dans le module pour manoeuvrer la porte.
La bride 70 est dotée d'un mécanisme de translation pour permettre l'avance et le recul du mors mobile 71, d'un autre mécanisme capable de venir engager deux butées de part et d'autre de l'alvéole pour que le mors mobile 71 puisse venir exercer une pression sur l'alvéole pour assurer l'étanchéité sans depositionner le dispositif de l'invention. Un autre mécanisme permet d'actionner les baïonnettes pour assurer le transfert de la porte 73 de l'alvéole sur la porte 74 du mors mobile 71 et libérer cette porte pour permettre son escamotage dans le mors mobile . Enfin le mors mobile 71 est dote d'un mécanisme permettant l'escamotage des deux portes 73 et 74.
Avantageusement des systèmes de "vision" équipent le mors mobile 71 pour contrôler avant l'accostage la position de l'alvéole a ouvrir.
D'autres capteurs permettent de contrôler la position du doigt du robot, ou de l'objet au moment de la prise ou de la dépose d'un objet 10 de façon a réaliser cette opération sans générer de particules (pas de frottement) . Une barrette de photodiodes ou CDD peut permettre de lire a la volée (au passage) l'identification de l'objet 10 inscrite en général en périphérie de celui-ci.
Ainsi, contrairement aux dispositifs de l'art antérieur, dans lesquels la boîte est poussée contre le système d'ouverture et le plateau doit effectuer un mouvement transversal en plus d'un mouvement de haut en bas, dans l'invention, la cassette est fixe et c'est le mors mobile de la bride de raccordement qui s ' aboute a la porte d'une alvéole. Les butées solidaire d'un mécanisme d'oreillettes latérales viennent se positionner de part et d'autre de chaque alvéole, permettent un maintien en position de la cassette lors de la connexion de l'alvéole considérée avec le mors mobile de la bride en maintenant une pression telle que l'étanchéité de la connexion soit réalisée.
Cette bride 70 est dotée de moyens permettant d'ouvrir la porte de l'alvéole 73 et la porte 74 fermant la machine afin de réaliser un tunnel de communication étanche dans lequel le robot 75 de la machine peut réaliser le transfert de l'objet.
Ce dispositif d' interfaçage comprenant une bride d'adaptation dotée d'un mors mobile 71 est nécessaire pour assurer la continuité de la protection de l'objet 10 au moment de l'échange. Cette bride 70 est équipée des moyens qui permettent a la fois d'ouvrir et de fermer les portes 73 et 74 qui ferment d'une part les alvéoles contenant les objets plats et celles qui assure la fermeture côte "équipement".
Ce dispositif d' interfaçage permet d'assurer le transfert d'objets plats 10, par exemple des plaques de semi-conducteur, entre le dispositif de transport de l'invention, étanche et éventuellement en légère surpression, à porte latérale, contenant un nombre limité d'alvéoles contenant chacune un objet plat, et une machine de traitement ou ces objets subiront des traitements particuliers (insolation, dépôt de couches, gravure de ces couches...) en utilisant le robot (de type "pick and place") interne de la machine de procédé.
Ce dispositif est rapporté sur la machine de telle façon que le doigt terminal 75 ("end effector") de son robot interne 90 puisse passer au travers de la bride du dispositif d' mterfaçage pour aller chercher ou déposer les objets 10 dans les alvéoles de la cassette lorsque celle-ci est connectée. Le dispositif de l'invention est également positionné par rapport à la machine pour que cette opération soit possible grâce à l'utilisation d'un plateau 80.
Lorsque la connexion n'est pas réalisée, la bride d' interfaçage assure une fermeture étanche de la partie interne de la machine par rapport à l'extérieur, ou une fermeture au vide si la partie interne de la machine est au vide. Dans cette situation, le dispositif de l'invention est libéré pour réaliser son chargement ou son déchargement de la machine, par remplacement ou indexation. C'est également dans cette position qu'on peut indexer séquentiellement les différentes alvéoles.
Le dispositif de l'invention est monté sur un plateau 80 solidaire d'un indexeur qui adresse séquentiellement les différentes alvéoles lorsque le mors mobile est rétracté.
Ainsi, afin de réaliser la connexion du dispositif de l'invention à la machine de traitement doté d'un dispositif d' interfaçage, il est nécessaire que le positionnement du dispositif de l'invention par rapport à la machine et son robot interne soit réalisé avec des tolérances adéquates. Ces conditions initiales étant satisfaites, pour obtenir une connexion, le dispositif d' interfaçage solidaire de la machine de traitement réalise, plus précisément, les étapes suivantes :
- positionnement précis du dispositif de l'invention sur le plateau de la machine ;
- positionnement précis d'au moins une alvéole en face du mors mobile 71 de la bride 70 ; - raccordement étanche entre au moins une alvéole du dispositif de l'invention avec la machine par déplacement du mors mobile 71 de la bride 70 grâce à un mécanisme de translation solidaire de la bride 70 ;
- purge du volume mort entre la porte 73 de l'alvéole et la porte 74 du mors mobile 71 ;
- mise en contact de la porte 73 de l'alvéole sur la porte 74 du mors mobile 71, en actionnant les baïonnettes associées à l'alvéole par un mécanisme solidaire de la partie fixe de la bride. L'action sur ces baïonnettes permet aussi de solidariser les deux portes 73 et 74 ;
- ouverture simultanée des deux portes 73 et 74 ainsi solidarisées pour emprisonner les contaminations à l'interface. Cet escamotage, réalisé par un mécanisme solidaire du mors mobile 71 des deux portes a l'intérieur du mors mobile, libère un espace suffisant au passage du doigt 75 du robot interne 90 de la machine pour prendre ou déposer un objet plat 10 dans l'alvéole (par exemple une plaque de silicium) .
- transfert de l'objet plat 10 par le robot 90 ;
- isolation sur le plan contamination de l'alvéole et de la machine : on réalise d'un flux de gaz approprié dans le mors mobile 71 afin d'isoler sur le plan contamination l'intérieur de l'enceinte par rapport a la machine pour éviter la contamination des alvéoles au moment du transfert de l'objet plat ; toutefois dans le cas des équipements "vide", il n'y a pas d'injection de gaz mais liaison au circuit de vide ;
- fermeture simultanée par le mécanisme dans la bride des deux portes 73 et 74 maintenues en contact. Une fois la position atteinte, la porte 74 du mors mobile 71 ferme de façon étanche la machine, alors que la porte 73 de l'alvéole ne ferme pas l'alvéole de façon étanche ;
- reconditionnement de l'atmosphère de l'alvéole avant fermeture : dans cette position on reconditionne la pureté dans l'enveloppe en injectant un gaz approprié ; toutefois on ne réalise pas cette opération pour les équipements "vide" ;
- désolidarisation des deux portes 73 et 74 par action du mécanisme sur la bride, sur les baïonnettes de la porte 73 de l'alvéole et recul de la porte de l'alvéole jusqu'à fermer de façon étanche 1 ' alvéole ;
- retrait du mors mobile 71 par action du mécanisme de transfert solidaire de la bride 70 ;
- possibilité alors d'indexer pour ouvrir une autre alvéole ou bien de retirer le dispositif de l'invention de la machine.
On peut avoir, dans une variante de réalisation, plusieurs dispositifs interface (bride 70 + mors 71) disposés en parallèle qui peuvent fonctionner simultanément pour réaliser ainsi plusieurs "tunnels" entre plusieurs alvéoles et la machine de traitement.
Dans le dispositif selon l'invention un objet 10 est maintenu à l'intérieur d'une l'alvéole sans toucher les surfaces internes supérieure et inférieure de l'alvéole. Ainsi, le flux d'air formé par le diffuseur des figures 16, 19 et 20 peut entourer complètement les deux faces de cet objet 10 et assurer ainsi son balayage aéraulique et garantir un renouvellement parfait de l'atmosphère environnant 1 ' objet . L'espace entre cet objet 10 et les surfaces supérieure et inférieure du volume interne de l'alvéole doit être suffisant pour que le flux puisse être quasiment laminaire (avec la face supérieure) et pour qu'un doigt terminal 75 d'un robot 90 puisse venir en dessous de cet objet pour procéder a la saisie de ce dernier. Un robot 90 du type "pick and place" convient pour ce type d'opérations et est compatible avec le dispositif selon l'invention. On obtient ainsi un dispositif étanche confinant l'objet 10 dans un environnement adapté a son traitement ou à sa fabrication.
Il est également possible de faire régner a l'intérieur du dispositif des pressions différentes, telles qu'une légère surpression pour assurer une meilleure protection pendant les transports et le stockage de l'objet plat.
L'invention permet de garder les mêmes fonctionnalités d' interfaçage avec les machines de traitement que les paniers de transport classiquement utilises .
Le dispositif de l'invention vient se placer en lieu et place du panier traditionnel sur l'équipement de procède. Le principe et les moyens de l'échange des objets plats entre le panier traditionnel et la machine de traitement sont conservés.
Pour les machines de traitement dont les échanges de plaques doivent se faire sous vide, le dispositif de l'invention est introduit dans un sas comme un panier traditionnel.
Pour satisfaire les conditions d'échange entre les objets dans le sas et le coeur de la machine, on amené la pression dans le sas au même niveau que celui dans la machine. Dans le dispositif de l'invention on réalise ainsi le vide à l'intérieur des alvéoles par les deux cheminées en simultanéité avec la réalisation du vide dans le sas .
Sur la figure 23, est représenté le dispositif de l'invention disposé sur un plateau mobile 80 ayant un mouvement vertical. Ce plateau 80 portant le dispositif de l'invention est placé dans une position particulière permettant la connexion des cheminées 81 et 82. Les enceintes sont vidées à travers les cheminées 81 et 82, avec les deux vannes 83 et 84 commandées par exemple électriquement. Le sas 94 est relié à une vanne 85. ces vannes 83, 84 et 85 sont connectées à au moins une pompe à vide 86 par l'intermédiaire d'un circuit d'asservissement de pression 87 et d'une vanne 88 de manière a pouvoir effectuer le vide simultanément dans les alvéoles et dans le sas. Des capteurs de pression sont disposes a cet effet dans les alvéoles et dans le sas 90. Une vanne 92 permet également une arrivée d'azote dans le circuit 87.
On réalise simultanément le vide dans les différentes alvéoles du dispositif et dans le sas, afin de pouvoir mterfacer les machines dont les procédés sont réalisés dans le vide sans rupture de la chaîne de propreté et surtout sans nécessité d'opérations supplémentaires pour sortir les objets des alvéoles et les réintroduire dans le sas de la machine. On a ainsi réalisé le même niveau de vide dans les différentes alvéoles, dans le sas et dans la machine de procède. La procédure de transfert d'objet peut alors être réalisée selon le procédé de l'invention.
La connexion du dispositif de l'invention, telle que décrite précédemment, peut alors avoir lieu de manière à permettre la prise ou la dépose d'un objet plat 10.
Un système de régulation réalise la mise au vide sans écart de pression préjudiciable pour les alvéoles. Lorsque le procédé est terminé, avant de ressortir la cassette du sas, le même système assure la remontée à la pression atmosphérique en injectant de l'azote simultanément et sans déséquilibre de pression entre le sas et les alvéoles. On remonte ainsi à la pression atmosphérique en simultanéité dans le sas et dans les alvéoles.
Ainsi concernant l'utilisation de machines mettant en oeuvre un procédé effectué dans le vide, contrairement aux cassettes utilisées dans l'art antérieur, dans lesquelles les objets sont nécessairement transférés dans un sas à vide avant leur arrivée dans la machine, la cassette de l'invention est introduite directement dans le sas à vide.
Figure imgf000056_0001
REFERENCES
[1] EP-A-0 582 016 (International Business Machines Corporation)
[2] EP-A-0 582 018 (International Business Machines Corporation)
[3] FR-A-2 697 000 (Commissariat à l'Energie Atomique)
[4] FR-A-2 697 003 (Commissariat à l'Energie Atomique)
[5] FR-A-2 697 004 (Commissariat à l'Energie Atomique)

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de transport d'objets plats confinés dans une atmosphère déterminée, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ensemble (30 ; 39) muni de plusieurs alvéoles (31) plates, de faible épaisseur débouchant sur une face latérale (32) dudit ensemble, disposées en parallèle, réunies entre elles d'un point de vue aéraulique ; chaque alvéole (31) étant apte à recevoir un objet plat (10) et à être fermée par une porte indépendante (33) .
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque porte (33) est amovible et contient un dispositif (102) de verrouillage et de déverrouillage sur l'alvéole.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la porte s'escamote à l'intérieur d'une bride de raccordement solidaire d'une machine de traitement, et permet de réaliser une étanchéité entre l'alvéole (31) et ladite machine.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque ensemble (30) comporte un élément de cheminée d'amenée de gaz (35) et un élément de cheminée de retour de gaz (36) .
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments de cheminée (35, 36) sont terminés de chaque côté par un connecteur auto- obturant (38) .
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque ensemble (30) comprend des moyens de positionnement, des moyens de verrouillage à un autre ensemble qui lui serait associé.
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque alvéole (31) est dotée de moyens de sustentation et de blocage de l'objet plat (10) qu'elle contient.
8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque ensemble (30) est muni de moyens (100, 102) permettant la fermeture étanche de chacune des portes (33, 101), et ceci de façon indépendante, le moyen (102) servant aussi pour retirer chaque porte (33, 101) au moment de son ouverture.
9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque ensemble (39) est formé de plusieurs modules (40) , chaque module (40) comportant une alvéole.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérise en ce que chaque module (40) est constitue d'une enceinte (41), de part et d'autre de laquelle sont disposées deux coques (42, 43) qui permettent de protéger l'enceinte, et en ce que les deux coques (42, 43), une fois assemblées autour de l'enceinte (41), réalisent un écran électrostatique et électromagnétique pour protéger l'objet (10) situé a l'intérieur de l'enceinte (41) de ce type de perturbation.
11. Dispositif selon la revendication 9, caractérise en ce que le module (40) comprend :
- des plots de positionnement (60) ; - un dispositif de verrouillage (45) ;
- deux éléments de cheminée (46, 47) ;
- deux dispositifs (48) permettant la sustentation des objets plats et de répartition de gaz ; - une porte (49) et des baïonnettes de manoeuvre (50) .
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérise en ce que les éléments de cheminée (46, 47) sont places dans le même plan que le module (40) de façon a ce que si on empile plusieurs modules (40) pour former un ensemble on obtienne les deux cheminées de 1 ' ensemble .
13. Dispositif selon la revendication 11, caractérise en ce que le dispositif de verrouillage (45) permet d'assembler des modules (40) entre eux et permet d'effectuer la connexion électrique de masse pour permettre l'écoulement des charges électrostatiques accumulées sur les objets plats (10) et dans les enceintes (41) .
14. Dispositif selon la revendication 9, caractérise en ce que chaque module (40) est réalise en une seule pièce comportant au moins une zone transparente (81) .
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérise en ce que chaque module comprend un nervurage (82) de type « mâle-femelle ».
16. Dispositif selon la revendication 13, caractérise en ce qu' il comprend un système d'association des modules (40) réalise par des formes complémentaires (90) ayant la forme d'oreillettes.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 9, caractérise en ce qu'un dispositif de verrouillage permet l'association de plusieurs modules (40), et/ou de plusieurs ensembles (30 ; 39) ou d'au moins un module (40) et d'au moins un ensemble (30 , 39) .
18. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque dispositif (48) permettant la sustentation d'un objet plat a la forme d'un tube (55) percé de trous, qui débouche dans un élément de cheminée.
19. Dispositif selon la revendication 11, caractérise en ce qu' il comprend deux dispositifs de sustentation (48), situes de part et d'autre du module (40) , réalisant un plénum avec la paroi interne de ce module (40) permettant de répartir le gaz dans le module avec un flux transversal émis par un dispositif
(48) d' injection et d'évacuer le gaz par un dispositif
(48) d'échappement.
20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le blocage d'un objet est réalisé par un système de positionnement rigide (86) en forme de coin (86) solidaire de la porte (49) , par deux butées ressort (85) , et par deux éléments (87) en forme de fourchette solidaires des dispositifs de sustentation (48) .
21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que des formes particulières (111 et 112) sont réalisées sur le nez du module (40) pour permettre d'assurer l'étanchéité au moment de l'accostage (112) et le maintien de la forme du nez lorsque celui-ci est sollicité par une augmentation de pression interne de la boîte, ou par la résultante de la pression d'un joint (100) .
22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que le joint (100) est de forme « genouillère » réalisant une étanchéité du module (40) par pression sur tout le périmètre de l'embouchure du module (40) , et en ce que la pression sur l'embouchure du module (40) est réalisée par déformation du joint « genouillère » (100) , déformation obtenue par une pression sur le joint exercée par le corps de la porte (101) , le joint venant en appui sur les systèmes de sustentation (48) formant une butée arrière.
23. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de la porte (101) est doté d'une forme complémentaire (111) pour éviter les déformations du nez du module (40) .
24. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (102) peut être commandé par un mécanisme complémentaire (107) qui permet de séparer la porte (49) du module (40) pour donner accès à l'objet (10) à l'intérieur du module
(40), une commande inverse permettant le verrouillage de la porte (49) sur le module (40), et en ce que le dispositif (102) est doté de moyens pour s'accoupler au dispositif (107) permettant ainsi de retirer la porte
(49) du module (40) par un moyen muni du mécanisme
(107) .
25. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les éléments de cheminée (46, 47) reçoivent selon la nature du module auquel ils appartiennent un joint (44) à chaque extrémité dans le cas d'un module intermédiaire, un joint (44) à une extrémité et un connecteur autobloquant (38 ; 120) à l'autre dans le cas d'un module terminal, ou un connecteur autobloquant (38 ; 120) à chaque extrémité dans le cas où un module est un ensemble unitaire.
26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que les éléments de cheminée (46, 47) reçoivent un élément de filtration permettant le filtrage des particules qui pourraient être libérées lors de la connexion/déconnexion de modules (40) .
27. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble est formé d'un seul module contenant une alvéole, dont l'élément de cheminée se termine par un connecteur autobloquant (38) de chaque côté.
28. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque ensemble (30, 39) est doté de moyens de verrouillage manuels ou automatiques à un autre ensemble unitaire ou non qui lui serait associé.
29. Procédé de transfert d'un objet plat (10) d'une alvéole du dispositif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans une machine de traitement, caractérisé en ce que ledit dispositif est positionné de telle sorte que chaque alvéole (31) ou chaque module (40) puisse être mis en communication avec ladite machine par l'intermédiaire d'une bride (70) pour former un tunnel de communication étanche (76) afin qu'un robot (75) dont est dotée ladite machine puisse effectuer un transfert de l'objet (10) dans un sens ou dans l'autre, en ce que la bride (70) est dotée de moyens permettant d'ouvrir la porte (73) de l'alvéole et la porte (74) fermant la bride afin de réaliser ce tunnel de communication étanche dans lequel le robot (75) de la machine peut réaliser le transfert de l'objet (10), et en ce que la porte (73) qui est indépendante de l'alvéole correspondante et amovible est complètement désolidarisée de celle-ci au moment de l'ouverture pour libérer complètement le passage du robot.
30. Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce qu'on utilise au moins une bride (70) comportant une partie mobile (71) qui avance vers au moins une alvéole à ouvrir afin de réaliser une liaison étanche entre la machine et l'alvéole.
31. Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que, au moment de l'accostage de la bride (70) sur le module (40), ou une alvéole d'un module (30), l'association des deux mécanismes (102, 107) déverrouille la porte (73) fermant l'alvéole, libère celle-ci, les deux mécanismes (102, 107) étant alors solidarisés, en ce que la solidarisation de deux mécanismes (102 et 107) permet de solidariser en fait la porte (73) et la contreporte (74) de la bride, l'animation de cette contreporte (74) par un mécanisme interne à la bride permettant d'escamoter l'ensemble (73 + 74) à l'intérieur de la bride, créant un tunnel de passage entre le module (40) ou l'alvéole du module (30) et l'équipement de procédé, dans lequel des moyens spécifiques de la machine de procédé viendront prendre ou déposer l'objet contenu dans le module (40) ou l'alvéole du module (30), et en ce que, au moment où le mécanisme interne à la bride ramène la porte (73) dans le module (40) ou dans l'alvéole du module (30), encore solidarisé à la contreporte (74), un palpeur dont est doté le mécanisme (107) permet de déclencher un mécanisme interne au mécanisme (102) qui va simultanément désolidariser les portes (73 et 74), verrouiller la porte de l'alvéole (73) sur le module (40) ou l'alvéole du module (30) permettant le retrait de la bride.
32. Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que l'identification de l'objet (10) est lue à la volée par un dispositif électro-optique.
33. Procédé selon l'une quelconque des revendications 29 à 32, caractérisé en ce que, lorsque la machine, munie d'un sas de transfert, met en oeuvre un traitement réalisé sous vide, le dispositif étant installé dans le sas, on réalise simultanément le vide dans les différentes alvéoles du dispositif grâce aux cheminées et dans le sas de transfert, avant de transférer les objets, et en ce qu'on peut également remonter à la pression atmosphérique par contrôle de l'injection d'azote en simultanéité dans le sas et dans les alvéoles par les cheminées.
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