Brevet FR2663003A1 — publié le 19911213

CONTENEUR POUR PLAOUE Tr E SEMICONDUCTRICE La présente invention concerne, de façon générale, des conteneurs destinés au transport et à la manutention de plaquet- tes en matériau semiconducteur, et plus précisément un conteneur destiné à enfermer une seule plaquette. Il existe déjà des conteneurs destinés à enfermer une seule plaquette en matériau semiconducteur De tels conteneurs sont en général utilisés pour effectuer le transport et la manu- tention des plaquettes, en assurant leur protection physique. Ces plaquettes peuvent être vierges, partiellement traitées, ou oefplètement traitées et comporter des circuits intégrés. Les conteneurs pour plaquettes en matériau semicon- ducteur connus actuellement sont constitués de deux pièces, une première pièce constituant le fond, présentant la forme générale d'un disque, et une seconde pièoe, de forme semblable, consti- tuant le couvercle Dans oe type de conteneur, le couvercle et le fond présentent des surfaces périphériques de révolution oenju- guée, permettant l'emboîtement de ces deux pièces Cet emboîte- ment peut présenter un certain jeu, c'est-à-dire être libre, ou peut être légèrement forcé, afin d'assurer une liaison entre le couvercle et le fond Cet emboîtement peut permettre d'assurer un verrouillage du couvercle sur le fond, en particulier sous l'effet d'un mouvement de rotation du couvercle par rapport au fond. Les conteneurs connus présentent toujours une certaine différence de forme entre fond et couvercle Lorsque l'on veut charger des plaquettes dans de tels conteneurs, on est obligé de fabriquer puis de gérer simultanément deux ensembles de pièces, un ensemble constitué des fonds et un autre ensemble constitué des couvercles Ccmne les fonds et les couvercles sont en général constitués du même matériau, en particulier d'une matière plastique, et camme, par ailleurs, les fonds et les couvercles sont de forme relativement semblable, il est difficile de les reconnaître et des interversions peuvent être commises. Etant donné que les opérations de manutention visant à charger des plaquettes dans des conteneurs ou à les décharger, sont souvent effectuées de façon robotisée, le fait de gérer séparérent les fonds et les couvercles complique le fonctionne- ment du robot Il est également difficile pour un robot de disposer un couvercle sur un fond en ajustant de façon précise la position angulaire relative de ces deux pièces Pour effectuer une telle manoeuvre, le robot doit repérer la position angulaire du fond, repérer la position angulaire du couvercle et faire tourner l'une de ces deux pièces en conséquence La réalisation de ces fonctions relativement complexes est sujette à certaines défaillances et nécessite un équipement coûteux. Un objet de la présente invention est de prévoir un conteneur pour plaquette en matériau semiconducteur permettant un emboîtement du couvercle sur le fond sans nécessiter d'ajuster la position angulaire du couvercle par rapport au fond. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un tel conteneur conçu de façon à éviter d'avoir à reconnaître un couvercle d'un fond lors du chargement d'une plaquette dans le conteneur. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un conteneur dont les fonds et les couvercles sont identiques et empilables. Pour atteindre ces objets, la présente invention pré- voit un conteneur pour plaquette semiconductrice coeprenant deux pièces, l'une formant fond et l'autre formant couvercle, dans lequel ces deux pièces ont une forme identique, chaque pièoe ayant la forme générale d'un disque définissant un axe central et coeportant sur une première face un grand nombre de protubérances disposées sur un cercle périphérique et constituées de surfaces planes inclinées par rapport au plan du disque se rejoignant selon des arêtes extérieures et intérieures orientées radialement par rapport à l'axe central pour former une couronne crénelée. Selon un mode de réalisation de la présente invention, un épaulement périphérique est formé sur la première face, à l'intérieur de la couronne, permettant le logement et le posi- tionnement de la plaquette. Selon un mode de réalisation de la présente invention, une encoche latérale dans la couronne et l'épaulement permet de glisser sous une plaquette posée sur une pièe formant le fond du conteneur un outil de préhension de la plaquette. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les pièces sont en matière plastique, de préférence en un maté- riau anti-statique. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la deuxième face de chaque pièce comporte une nervure à l'inté- rieur de la couronne pour assurer le blocage des pièces quand elles sont empilées. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description d'un mode de réalisation qui va suivre, illustrée par les figures annexées parmi lesquelles: la figure 1 est une demi-vue en coupe d'un mode de réalisation d'un conteneur selon l'invention, disposé dans une position de fermeture, renfermant une plaquette en matériau semi- conducteur; la figure 2 est une vue en perspective d'une pièoe d'un conteneur selon l'invention; cette vue étant simplifiée, de façon à ne représenter en détail que la forme des protubérances en dents de scie qui constituent l'une des caractéristiques de l'invention; la figure 3 est une demi-vue en coupe transversale d'un empilement des pièces constituant des conteneurs correspondant à celui représenté en figure 1; la figure 4 est une vue de dessus d'un autre mode de réalisation d'un conteneur selon l'invention; et la figure 5 est une vue en coupe partielle agrandie selon la ligne A-A de la figure 4, cette vue représentant un moyen destiné à saisir une plaquette posée dans le conteneur. La figure 1 représente un conteneur constitué de deux pièces identiques 1 et 2, l'une, 1, formant un fond et l'autre, 2, formant un couvercle Le conteneur est en position fermée, le couvercle 2 étant posé sur le fond 1 Avant de poser le couvercle sur le fond, on dispose une plaquette en matériau semiconducteur 3 sur la faè supérieure du fond 1, puis on pose le couvercle 2 par dessus, en prenant soin que l'axe central 4 du couvercle soit peu écarté de l'axe central 4 ' du fond. Chaque pièce 1, 2 a la forme générale d'un disque et est, de préférence, en matière plastique moulée Lorsque l'on pose le couvercle 2 sur le fond 1, certaines surfaces conjuguées appartenant respectivement à ces deux pièces viennent en contact pour assurer un centrage du couvercle par rapport au fond, ainsi qu'un blocage des deux pièces destinées à éviter leur déplacement relatif dans un plan perpendiculaire à leur axe central 4, 4 ', tant qu'une certaine force est exercée pour presser le couvercle contre le fond Ces formes conjuguées présentent la particularité d'être parfaitement identiques, qu'elles appartiennent au fond 1 ou au couvercle 2. La figure 2 représente plus en détail les formes conju- guées 5 Les formes conjuguées 5 sont disposées sur un cercle périphérique et sont constituées d'une suite de protubérances équidistantes 6 formant un profil en dents de scie Les protubé- rances 6 sont orientées suivant l'axe central 4 de la pièce. Chaque protubérance 6 a la forme d'un dièdre constitué de deux flancs plans 7, 8 inclinés par rapport au plan du disque Ces flancs 7, 8 se rejoignent vers l'extérieur pour former une arête extérieure 9 et se rejoignent vers l'intérieur pour former une arête intérieure 10 Les arêtes extérieures et intérieures 9, 10 sont disposées radialement par rapport à l'axe central 4 Le profil en dents de scie s'étend ainsi de façon circonférencielle sur les deux pièces du conteneur Lorsque les deux pièces 1, 2 sont posées l'une sur l'autre, les deux profils en dents de scie s'interpénètrent et établissent une liaison entre les deux pièces 1, 2, cette liaison s'opposant au déplacement relatif des deux pièces dans un plan perpendiculaire à l'axe central 4 En effet, quelle que soit l'orientation d'un effort s'exerçant perpendi- culairement à l'axe central 4 sur l'une des pièces 1, 2 du conte- neur, il existe toujours au niveau de la bande circonférentielle un certain nombre de protubérances 6 dont les arêtes 9, 10 sont orientées sensiblement perpendiculairement à la direction de cet effort Ces protubérances 6 s'opposent alors au déplacement rela- tif des pièces 1 et 2 pour autant qu'une certaine pression est exercée (flèche 12) d'une pièce 2 contre l'autre pièce 1. Par ailleurs, il n'est pas nécessaire de positionner de façon parfaitement concentrique les deux pièces 1, 2 lorsque l'on vient les assembler pour former le conteneur. En effet, s'il existe lors de cette opération un léger décalage entre les positions relatives des axes centraux 4 et 4 ' des deux pièces 1, 2, les protubérances 6 en forme de dents de scie présentes sur chacune des deux pièces 1, 2 entrent en contact et les flancs inclinés 7, 8 glissent les uns sur les autres et recentrent ainsi automatiquement les deux pièces 1, 2. Bien entendu, l'écart entre les deux axes centraux 4 et 4 ' doit être inférieur à la distance d séparant, dans un plan perpendi- culaire à l'axe central 4, une arête extérieure 9 de l'arête intérieure consécutive 10. De méne, s'il existe un décalage en rotation entre une arête extérieure 9 d'une pièce et une arête intérieure de la pièce en vis à vis, le recentrage se fait automatiquement sous l'action de la gravité dès qu'une pièce est posée sur l'autre. Pour le conditionnement d'une plaquette 3 présentant un diamètre d'environ 100, 125 ou 150 mm, les protuberanoes 6 peuvent être à un pas d'environ 4 mm et avoir une étendue radiale d'environ 3 mm Pour une telle conformation, l'écart entre les axes centraux 4 et 4 ' lors du montage des deux pièces 1, 2 peut atteindre une valeur de l'ordre de 2 mu On peut facilement obtenir une telle précision de positionnement en utilisant un robot. Les deux pièces 1, 2 formant un conteneur peuvent être maintenues en position de fermeture en exerçant une certaine foroe (flèche 12) pour les rapprocher l'une de l'autre On peut se servir de la pression atmosphérique pour créer une telle force de façon permanente Pour èla, lorsque l'on a posé une plaquette 3 sur un fond 1 et un couvercle 2 par dessus, on insère oet ensemble dans une poche en matière plastique souple 14, puis on crée le vide à l'intérieur de ètte poche et on la sèlle de façon hermétique Dans oes conditions, la pression atmosphérique exerce de façon permanente une pression de part et d'autre des pièces 1 et 2 constituant le conteneur, assurant leur liaison. De préférenc, chaque pièce 1, 2 co Enporte un épaulement périphérique 16 permettant le support d'une plaquette 3 Les épaulements 16 peuvent avoir une dimension telle qu'il reste un certain jeu entre la plaquette 3 enfermée dans le conteneur et ces épaulements Dans oe cas, la plaquette 3 peut bouger légère- ment lorsqu'elle est enfermée dans le conteneur On peut aussi prévoir des dimensions des épaulements 16 telles que, lorsque la plaquette 3 est enfermée dans le conteneur, les deux surfaces 16 en regard viennent s'appliquer sur la périphérie des faces opposées de la plaquette, de façon à immobiliser celle-ci. Les pièces 1, 2 constituant un conteneur peuvent présenter une forme permettant leur empilement lorsqu'elles sont toutes disposées dans le même sens La figure 3 représente trois pièces de conteneur empilées les unes sur les autres Pour pouvoir être empilées, les pièces 1, 2 comnportent sur leur face extérieure une nervure circulaire 18 ayant une surface extérieure de diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur 17 de la zone à dents de scie 6 Les surfaces extérieure 19 et intérieure 17 sont d'une conicité complémentaire pour faciliter l'emboîtement. Grâce à l'invention, on peut fabriquer un seul type de pièces et alimenter un robot à partir d'une seule pile de pièces Le robot saisit une première pièce qu'il dispose horizon- talement, puis il saisit une plaquette qu'il pose dans cette première pièce, et enfin il saisit une autre pièce de la pile qu'il retourne pour la poser au-dessus de la première pièce. On peut aussi prévoir deux piles de pièces, ces deux piles étant disposés en sens opposé l'un par rapport à l'autre. Dans ce cas, le robot saisit une pièce de la première pile, pose une plaquette sur cette pièce (qui constitue un fond), puis saisit une pioe de la seconde pile et pose cette seconde pièce (qui constitue un couvercle) sur la première pièce Dans ce cas, le robot n'a pas besoin de disposer d'un moyen permettant de retourner une pièce du conteneur Bien que l'on alimente le robot avec deux piles différentes, l'une destinée à constituer les fonds, l'autre destinée à constituer les couvercles, le fait que ces deux piles sont constituées de pièces identiques permet de simplifier la gestion de ces piles de pièces. La figure 4 représente en vue de dessus une pièce 1 ou 2 de conteneur Une encoche 22 est ménagée latéralement Cette ernxche est également illustrée en figure 5 L'encoche 22 permet de glisser une pipette à vide 23 sous une plaquette 3 posée sur l'épaulement 16, afin de la saisir par sa face arrière L'encoche 22 entraîne la suppression d'un petit nombre de protubérances 6. Le nombre de protubérances supprimé étant relativement faible, cela n'entraîne aucun disfonctionnement du mode d'emboîtement et de positionnement des deux pièces 1, 2 constituant un conteneur. De préférence, les pièces constituant un conteneur sont réalisées en une matière plastique anti-statique, c'est-à-dire présentant une certaine conductivité électrique Les matières plastiques anti-statiques sont en général noires et opaques Dans ce cas, puisque les fonds et les couvercles sont parfaitement identiques, il peut être utile d'apposer sur le fond ou le couvercle une étiquette indiquant quelle est la face supérieure de la plaquette 3 enfermée dans le conteneur On peut aussi apposer une telle étiquette sur la poche plastique 14 qui renferme le conteneur. Lors du montage ou du démontage d'un conteneur selon l'invention, les pièces du conteneur venant en contact ne frot- tent pas de façon excessive l'une par rapport à l'autre, mais sont simplement posées l'une sur l'autre et glissent au niveau des flancs inclinés des protubérances 6 du fait de la gravité. Cela entraîne des frictions extrêmement limitées qui ne génèrent pratiquement pas de particules ni de phénareènes d'usure La propreté des conteneurs ainsi constitués n'est par conséquent pas dégradée par l'opération de montage. REVENDICATIONS 1 Conteneur pour plaquette semiconductrice comprenant deux pièces, l'une formant fond et l'autre formant couvercle, caractérisé en ce que ces deux pièces ( 1, 2) ont une forme identique et en ce que chaque pièce a la forme générale d'un disque définissant un axe central ( 4) et comnporte sur une première face un grand nombre de protubérances ( 6) disposées sur un cercle périphérique et constituées de surfaces planes inclinées par rapport au plan du disque se rejoignant selon des arêtes extérieures ( 9) et intérieures ( 10) orientées radialement par rapport à l'axe central ( 4) pour former une couronne crénelée. 2 Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il cornporte un épaulement périphérique ( 16) sur ladite première face, à l'intérieur de ladite couronne, permettant le logement et le positionnement de la plaquette ( 3). 3 Conteneur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il ccmporte une encoche latérale ( 22) dans la couronne et l'épaulement permettant de glisser sous une plaquette ( 3) posée sur une pièce ( 1) formant le fond du conteneur un outil ( 23) de préhension de la plaquette. 4 Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces ( 1, 2) sont en matière plastique. Conteneur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pièces ( 1, 2) sont en un matériau anti-statique. 6 Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième face de chaque pièce comporte une nervure à l'intérieur de ladite couronne pour assurer le blocage des pièces quand elles sont empilées. 7 Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est entouré d'un sac en matière plastique souple scellé sous vide.