Brevet FR2591324A1 — publié le 19870612

-1- L'invention concerne un appareil pour le séchage unitaire des plaquettes de silicium par centrifugation. L'objet de l'invention se rattache aux secteurs tech niques des appareils de séchage et de la micro-électronique. I.1 est connu d'employer pour le séchage des plaquet- tes de silicium notamment, des appareils utilisant la force centrifuge. La plaquette est posée sur un support tournant en étant positionnée concentriquement à l'axe de rotation et d'en- traînement dudit support. Compte-tenu du positionnement de la plaquette, il apparait des problèmes pour l'évacuation des particules. En effet, dans le centre, la vitesse et la force centrifuge sont nulles ou quasiment nulles de sorte qu'il est nécessaire de faire appel à un jet d'azote ou autre pour enlever les parti- cules qui ont tendance à s'accumuler au centre. Un autre problème existe, avec ce type d'appareil, pour le maintien de la plaquette. Généralement, la plaquette est maintenue par un système de masselottes qui, au fur et à mesure de l'entraînement en rotation de ladite plaquette, vien- nent en contact avec sa circonférence. Il apparaît des risques de casse importants si les masselottes sont mal positonnées par rapport à la tranche de la plaquette. De même, avant son en- traînement, la plaquette n'est pas maintenue mais simplement posée à plat. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients en créant un appareil qui est conformé pour atteindre les objectifs essentiels suivants, à savoir: - éviter la génération de particules, - fiabilité, - rentabilité. A cet effet, l'appareil comprend un carter dans lequel est monté tournant un dispositif conformé pour supporter et maintenir la plaquette, le dispositif présentant, d'une -2- manière excentrée par rapport à son axe de rotation un organe support conformé pour maintenir par la tranche dans un plan horizontal, la plaquette de silicium, l'ensemble du dispositif étant monté en équilibre stable par rapport audit axe. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront ' de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés: la figure 1 est une vue en perspective de l'appa- reil, la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'appareil, la figure 3 est une vue en plan de l'appareil. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative en se référant aux exemples de réalisation des figures des dessins. L'appareil comprend un carter (1) avec un comparti- ment interne (lb) dans lequel est monté un mécanisme désigné dans son ensemble par (M), pour l'entraînement en rotation d'un dispositif destiné à recevoir la plaquette de silicium (P) en vue de son séchage par centrifugation. Le dispositif apparaît en débordement du comparti- ment (lb) notamment dans une cavité en creux (la) obturable à volonté par un capot de protection (2) convenablement articulé sur ledit carter. Dans ce but, le mécanisme (M) présente un axe vertical de rotation (3) dont la partie qui apparaît en débor- dement dans la cavité (la) est solidaire d'une bague d'accou- plement étagée (4). Sur cette bague est fixé un organe support conformé et agencé pour recevoir d'une manière excentrée la plaquette en vue de son maintien par la tranche, dans un plan horizontal. Comme montré à la figure 2, la bague (4) reçoit fixement une semelle support (5) formée d'une branche médiane rectiligne (5a) prolongée à l'une de ses extrémités par deux -3- branches angulaires et symétriques (5b) et (5c), lesdites bran- ches étant régulièrement décalées de 120 degrés; La branche médiane (5a) de largeur plus importante que les branches angu- laires d'extrémité (5b) et (5c), reçoit à libre coulissement, une pièce (6) dont l'extrémité (6a) située au delà de l'axe de rotation (3) est convenablement profilée pour autoriser, en combinaison avec des plots (7) et (8) montés fixement en bout de chacune des branches (5b) et (5c), le positionnement et le maintien de la plaquette de silicium (P). L'ensemble des plots (7) et (8) et de l'extrémité (6a) de la coulisse (6) définis- sent donc une zone circulaire plane d'appui et de positionne- ment qui est excentrée par rapport à l'axe (3). L'extrémité (6a) est formée par une rampe (6al) dont la partie haute se raccorde avec une face d'appui (6a2) de largeur réduite. D'une manière correspondante, chaque plot (7) et (8) est formé par une rampe (7a) et (8a) qui se raccorde en partie haute avec une face d'appui (7b) et (8b). A noter que les faces d'appui (7b) et (8b) ont un profil convexe pour être seulement en contact ponctuel avec la plaquette. La commande en translation de la pièce (6) s'opère au moyen d'un doigt de commande vertical (9) articulé à sa base dans une partie correspondante formant chape branche médiane (5a). La pièce (6) est ramenée automatiquement en position par un organe élastique (10) tel qu'un ressort monté sur une tige de guidage (11) et engagé dans un logement formé dans un bloc (12) que présente directement ou d'une manière rapportée la partie arrière de ladite pièce (6). La tige de guidage (11), solidaire de bloc arrière (12), coopère avec un trou (6c) percé axiaiement dans la partie arrière de la pièce (6) en vue de son coulissement par rapport à ladite tige. A noter que la partie avant de la coulisse (6) n'est -4- pas en contact avec la branche médiane (5a) mais laisse appa- raître un très léger jeu pour éviter ainsi tout risque de contamination par des micro-particules susceptibles de résulter du mouvement relatif de la coulisse par rapport à la semelle (5). La mise en place d'une plaquette de silicium (P) s'effectue de la manière suivante: la plaquette ayant été préalablement saisie par une pipette à vide par exemple, l'opé- rateur la dispose en regard des plots (7) et (8) et de la partie (6a) de la coulisse (6) qui simultanément est très légèrement dégagée en arrière par l'opérateur qui agit manuel- lement sur le doigt (9) pour autoriser ainsi le passage et le positionnement de ladite plaquette. Il suffit ensuite de relâ- cher le doigt (9) ce qui a pour conséquence de ramener automa- tiquement en position la coulisse (6) sous l'effet de détente du ressort (10). La plaquette est donc positionnée d'une manière excentrée par rapport à l'axe de rotation (3) et est ainsi soumise en totalité à la force centrifuge de sorte que les particules sont parfaitement enlevées. A noter que le fond de la cavité (la) est convenablement profilé et penté pour l'éva- cuation des particules en combinaison avec un agencement (lal). Il est bien évident que l'appareil est équipé de différents organes électroniques de commande et de sécurité. Par exemple, le dispositif support ne peut être entraîné en rotation qu'une fois le capot fermé. L'appareil est en outre équipé d'un arrêt d'urgence et d'un arrêt de sécurité en ou- vrant le capot. Le freinage du dispositif après le temps de rotation nécessaire prédéterminée s'effectue d'une manière entièrement électronique pour éviter tout risque d'apparition de particules susceptibles d'être générées par des pièces méca- niques en frottement. L'ensemble du dispositif support est parfaitement équilibré en statique et en dynamique. Les avantages ressortent bien de la description. En -5- particulier, on souligne: - la facilité de chargement et de déchargement de la plaquette qui est parfaitement maintenue par la tranche aussi bien en position repos qu'en position travail, - la position excentrée de la plaquette permettant un séchage total des faces avant et arrière, - le faible encombrement, - la sûreté de fonctionnement. A titre indicatif, la bague d'accouplement et la semelle (5) sont exécutées en alliage d'aluminium dur et anodi- sé, la coulisse et les plots d'extrémités étant en matière plastique dure telle que celle connue sous la dénomination DELRIN. L'invention, ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. -6- REVENDICATIONS - 1 - Appareil pour le séchage unitaire des plaquettes de silicium par centrifugation comprenant un carter dans lequel est monté tournant un dispositif conformé pour supporter et mainte- nir la plaquette, caractérisé en ce que le dispositif présente, d'une manière excentrée par rapport à son axe de rotation (3) un organe support (5-6) conformé pour maintenir par la tranche dans un plan horizontal, la plaquette de silicium, l'ensemble du dispositif étant monté en équilibre stable par rapport audit axe. - 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe support est formé par une semelle (5) comprenant une branche médiane (5a) prolongée à l'une de ses extrémités par deux branches angulaires symétriques (5b) et (5c), ladite bran- che médiane recevant avec capacité de déplacement en transla- tion limitée, une coulisse (6) dont l'extrémité (6a), au delà de l'axe de rotation (3), est agencée pour autoriser en combi- naison avec des plots (7) et (8) fixés en bout de chacune des branches (5b) et (5c), le maintien et le positionnement de la plaquette. - 3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble des plots (7) et (8) et de l'extrémité (6a) de la coulisse (6) définissent une zone circulaire plane d'appui et de positionnement qui est excentrée par rapport à l'axe (3). - 4 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coulisse (6) est assujettie à un doigt vertical (9) pour être déplacée linéairement en translation à l'encontre d'un organe élastique de rappel (10) en vue de faire varier l'écar- tement entre l'extrémité (6a) de ladite coulisse et lesplots (7) et (8) pour faciliter le chargement et déchargement d'une plaquette. 25913Z4 -7- - 5 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité d'appui et de positionnement (6a) est formée par une rampe (6al) dont la partie haute se raccorde avec une face plane d'appui (6a2) de largeur réduite, d'une manière corres- pondante, chaque plot (7) et (8) étant formé par une rampe (7a)-(8a) se raccordant en partie haute avec une face d'appui (7b)-(8b). - 6 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les faces d'appui (7b) et (8b) ont un profil convexe. - 7 - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie avant de la coulisse (6) laisse apparaître par rap- port à la branche médiane (5a) un léger jeu. - 8 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la semelle (5) est exécutée en alliage d'aluminium dur et anodisé, la coulisse (6) et les plots (7) et (8) étant exécutés en matière plastique dure.