Brevet FR2692170A1 — publié le 19931217

APPAREIL DE PURGE DE GAZ POUR UN RECIPIENT TRANSPORTEUR DONNEES DE BASE DE L'INVENTION Domaine de l'application industrielle La présente invention se rapporte à un appareil de purge de gaz pour un récipient transporteur qu'il convient d'utiliser dans une pièce propre, servant par exemple à fabriquer des semi-conducteurs. Description de l'art antérieur Les semi-conducteurs se fabriquent, par exemple, dans une pièce propre, dont l'atmosphère a été purifiée. Lors de la fabrication, afin d'éliminer le problème de l'adhérence de particules sur les rondelles de semi-conducteurs, on transporte ces dernières comme suit : on installe les rondelles de semi-conducteurs dans une cassette de rondelles, puis on charge celle-ci dans un récipient fermé. Le récipient contenant les rondelles de semi-conducteurs est ainsi transporté. Récemment, la performance des semi-conducteurs a eté améliorée, et leur degré d'intégration accru. Par conséquent, la pollution des surfaces des rondelles de semi-conducteurs ; autrement dit, la pellicule naturelle d'oxyde qui s'y forme, due à l'oxygène et à l'humidité de l'air, est un problème sérieux dans l'une des étapes de fabrication des semi-conducteurs. Afin d'éviter cette pollution, on utilise un procédé de purge du gaz, dans lequel on remplace l'atmosphère du récipient fermé par un gaz inactif vis-à-vis des rondelles, comme un gaz d'azote ou de l'air sec raffiné. Par ailleurs, on utilise une opération de purge du gaz, à l'aide d'un gaz comme un gaz d'azote, dans un appareil de fabrication de semi-conducteurs comme un appareil de déposition en phase gazeuse par procédé chimique (CVD)/diffusion, pour la raison suivante dans l'appareil de CVD/diffusion, une pellicule semiconductrice se forme dans le four à température élevée. Si de l'air (oxygène) est introduit dans le four au moment du transport de la rondelle dans celui-ci, une pellicule non désirée se forme alors, ce qui réduit la performance du semi-conducteur en résultant. A ce sujet, il convient de remarquer que l'opération de purge du gaz n'a lieu que lorsque la rondelle sort du récipient fermé pour passer dans l'appareil de fabrication. La purge du gaz contenu dans le récipient fermé lors du fonctionnement de l'appareil de CVD/diffusion est décrite plus précisément ci-après. La figure 3 illustre le transport des rondelles depuis le récipient fermé jusqu'au four de CVD. On remplit l'intérieur de l'appareil de fabrication 201 avec du gaz d'azote, alors que le récipient fermé 101 qui a été transporté jusque-là est rempli d'air (oxygène). Par conséquent, après le remplacement de l'air contenu dans le récipient fermé 101 par du gaz d'azote, la cassette de rondelles 102 est extraite du récipient 101. La cassette de rondelles 102 est placée sur une tablette 202 disposée dans l'appareil au moyen d'un dispositif de transport 207 de la cassette. Dans ces conditions, fln dispositif de placement des rondelles 203 extrait les rondelles de la cassette de rondelles, une par une (ou plus d'une à la fois), et les place dans un logement en quartz 204.Le logement en quartz 204 contenant les rondelles dans le four CVD est remonté par un dispositif de levage du logement 205, et les rondelles sont chargées dans un tube en quartz 206. Dans l'opération de transport des rondelles décrite ci-dessus, ce qui relève de la présente invention est le procédé de remplacement du gaz d'oxygène du récipient fermé par du gaz d'azote, ainsi qu'un procédé empêchant le gaz d'oxygène du récipient fermé de s'écouler dans l'appareil. Comme le montre la figure 3, l'intérieur de l'appareil se partage en un fourreau d'ouverture 103 à un coin et, en plus du fourreau d'ouverture 103, un ressort à boudin 104 pour lever une porte d'ouverture 105, un soufflet 106, un élévateur 107, etc. sont fournis, ainsi qu'une arrivée de gaz d'azote 108 et une sortie de gaz d'azote 109, disposées de manière qu'elles traversent une plaque d'ouverture 110 radialement. En outre, le chiffre de référence 111 désigne des joints en forme d'anneaux 111 ; et 112, un couvercle.L'air se trouvant dans l'appareil ainsi construit est remplacé par un gaz d'azote comme suit (1) Lorsque le récipient fermé 101 est installé sur l'ouverture 110, un palpeur (non représenté) déclenche l'élévateur 107, de sorte que le couvercle de fond du récipient fermé 101 se désengage du corps du récipient, et s'abaisse avec la porte d'ouverture 105. (2) Ensuite, le fourreau d'ouverture 103 et le récipient 101 forment un espace fermé, et l'arrivée et la sortie du gaz d'azote communiquent avec l'espace fermé A ; c'est-à-dire, l'intérieur du récipient 101. Dans ces conditions, le gaz d'azote est introduit de force dans le récipient 101, de sorte que l'air du récipient 101 est remplacé par le gaz d'azote. (3) Ensuite, la porte d'ouverture 105 s'abaisse jusqu'à une position prédéterminée de transfert de la cassette de rondelles 102, position à laquelle la cassette de rondelles 102 est maniée par un dispositif de transport 207 de la cassette de rondelles de l'appareil de fabrication 201. Dans le cas où on utilise le récipient fermé 101 rempli de gaz inerte pour le transport et le stockage de la cassette de rondelles 102, il arrive que le gaz d'azote fuie du récipient 101 au cours du transport ou du stockage, de sorte que sa densité devient inférieure à une valeur prédéterminée. Dans ce cas, puisque l'opération de purge du gaz se déroule seulement dans l'appareil de fabrication décrit ci-dessus, on fait revenir le récipient 101 dans l'appareil au cours du transport ou du stockage pour purger le gaz. Cela n'est pas rentable et complique la maintenance du récipient fermé 101. D'après ce qui est exposé ci-dessus, le mécanisme de purge du gaz de l'appareil de fabrication 201 nécessite des moyens complexes comme le fourreau 103, le soufflet 106, le ressort à boudin 104, les joints 111, etc. afin d'empêcher l'air (oxygène) ou le gaz souillé du récipient fermé 101 de s'écouler dans l'appareil 201 au cours de l'opération de purge du gaz. Par ailleurs, le mécanisme de purge du gaz ne convient pas pour maintenir le récipient fermé 101 rempli de gaz d'azote, car son utilité d'origine est de transporter la cassette de rondelles 102 dans l'appareil, et le mécanisme est forcément volumineux en raison de sa longue course verticale. RESUME DE L'INVENTION Par conséquent, un objectif de la présente invention est d'éliminer les difficultés décrites cidessus accompagnant un mécanisme conventionnel de purge de gaz. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un appareil de purge de gaz de taille réduite, de mécanisme simple, dont le coût de fabrication est faible et la performance élevée, qui puisse être aisément installé à un endroit désiré dans une pièce propre. L'objectif ci-dessus de l'invention a été réalisé en fournissant un appareil de purge de gaz pour un récipient fermé transportable comprenant : une boîte de purge munie d'une ouverture, et un support du récipient entourant l'ouverture sur laquelle on installe un récipient fermé ; une arrivée de gaz reliée à une source d'alimentation en gaz, et une sortie d'élimination du gaz ; et un moyen de levage pour fermer l'ouverture de l'intérieur de la boîte de purge et commander les opérations de verrouillage et de déverrouillage d'un mécanisme de verrouillage fourni dans le couvercle du récipient. Dans l'appareil de purge de gaz de la présente invention, l'arrivée du gaz et la sortie d'élimination du gaz débouchent dans la paroi de l'ouverture et dans la paroi de la boîte, et lorsqu'on purge le gaz du récipient, le couvercle du récipient se déverrouille, et s'abaisse légèrement en même temps que le moyen de levage de sorte que la boîte de purge communique avec l'intérieur du récipient. L'appareil de purge de gaz de l'invention est fourni en une seule unité et sa manipulation est aisée. Par conséquent, on peut l'installer dans la pièce propre, en des endroits désirés ou sur des dispositifs présents dans cette dernière. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une coupe longitudinale d'un exemple d'appareil de purge de gaz selon cette invention La figure 2 est une coupe illustrant un mécanisme de verrouillage d'un récipient fermé transportable. La figure 3 est une coupe longitudinale illustrant un procédé conventionnel de purge du gaz d'un récipient fermé. DESCRIPTION DETAILLEE DE LA REALISATION PREFEREE La description d'une réalisation préférée de cette invention s'accompagne des dessins. Dans la figure 1, le chiffre de référence 10 désigne le corps d'un récipient transporteur fermé (ensemble fonctionnel) (ci-après dénommé "corps du récipient", si besoin est) ; 11, un raccord définissant l'ouverture 12 du corps du récipient ; 13, un joint en forme d'anneau ; 14, une poignée ; 20, le couvercle du récipient fermé ; 30, une cassette de rondelles, dans laquelle on place les rondelles semi-conductrices W ; et 40, une boîte de purge du gaz. La paroi supérieure 41 de la boîte de purge du gaz 40 est munie d'une ouverture 42, qui est aussi petite que possible afin d'accroître l'efficacité du mécanisme de purge du gaz. Une canalisation d'alimentation en gaz 44A est fournie dans la paroi supérieure 41 de sorte que l'une de ses extrémités débouche dans la paroi de l'ouverture 42 et l'autre extrémité est reliée à un cylindre à gaz inerte 50 (dans cette réalisation, un cylindre à gaz d'azote). En outre, une canalisation d'élimination du gaz 44B est fournie dans la paroi supérieure 41 de la boîte de purge du gaz 40 de sorte que l'un de ses extrémités débouche dans la paroi de l'ouverture 42 et l'autre extrémité s'ouvre à l'air, à l'extérieur de la boîte 40. La canalisation d'alimentation en gaz 44A est munie d'une soupape d'alimentation en gaz 45A, et la canalisation d'élimination du gaz 44B est munie d'une soupape d'élimination du gaz 45B. Les sources d'alimentation en gaz d'azote sont disposées en des endroits appropriés à l'intérieur de la pièce propre. En outre, dans la figure 1, le chiffre de référence 46 désigne un support de levage. Lorsque le support de levage s'engage dans l'ouverture 42 de la paroi supérieure de la boîte, il se forme un espace G entre le support de levage 46 et l'ouverture 42. Le support de levage 46 est muni d'un raccord 46A, qui sort en saillie du bord de sa surface inférieure, et supporte un joint en forme d'anneau 47. Le chiffre de référence 48 désigne un mécanisme de levage pour lever le support de levage 46. Le couvercle 20 du récipient fermé est creux, et dispose d'un mécanisme de verrouillage, illustré à la figure 2. Dans la figure 2, le chiffre de référence 24 désigne une saillie, et 25, un bras de verrouillage en forme de plaque. Le bras de verrouillage 25 est muni d'un galet 25a, et s'emboîte de façon à pouvoir se déplacer dans le sens de la longueur et s incliner. En outre, dans la figure 2, le chiffre de référence 26 désigne un point d'appui de levier ; 27, un ressort; et 28, un arbre à cames. L'arbre à cames 28 part du centre de la paroi supérieure du couvercle creux 20 et se termine dans le support de levage 46. Lorsque le couvercle 20 est installé coaxialement sur le support de levage 46, l'arbre à cames s'engage par cannelures dans la saillie 24.Le support de levage 46 comprend un mécanisme d'actionnement de l'arbre à cames 29 qui fait tourner l'arbre à cames 28 d'un angle prédéterminé. Le mécanisme d'actionnement de l'arbre à cames 29 et l'arbre à cames forment un mécanisme de verrouillage/déverrouillage. La paroi de l'ouverture 12 du corps du récipient 10 est munie d'un creux 12A, dans lequel s'engage le bras de verrouillage 25. Normalement, le support de levage 46 est adapté à l'ouverture 42 formée dans la paroi supérieure 41 de la boîte de purge du gaz 40, de sorte qu'il ferme l'ouverture 42, avec le joint en forme d'anneau 47, depuis l'intérieur. Dans ces conditions, lorsqu'on place le récipient fermé sur le support du récipient 43 de la boîte de purge du gaz 40, un palpeur (non représenté) le détecte et déclenche le mécanisme de verrouillage/ déverrouillage, de sorte que le bras de verrouillage 25 se désengage du creux 12A formé dans la paroi de l'ouverture 24, et le couvercle 20 se désengage donc du corps du récipient 10. Dans ces conditions, lorsque le support de levage 46 s'abaisse légèrement, l'ouverture 42 s'ouvre ; autrement dit, elle communique avec l'intérieur de la boîte 40.Ensuite, la soupape d'alimentation en gaz 45A et la soupape d'élimination du gaz 45B s'ouvrent, de sorte que le gaz d'azote contenu dans le cylindre à gaz d'azote 50 peut passer dans la canalisation d'alimentation en gaz 44A et entrer dans le corps du récipient 10, tandis que le gaz présent dans le corps du récipient est expulsé par la canalisation d'élimination du gaz 44B. Par conséquent, le corps du récipient 10 se remplit du gaz d'azote en une densité élevée. Au bout d'un certain temps prédéterminé, ou lorsque la densité de gaz d'azote du corps du récipient 10 a atteint une valeur prédéterminée, le mécanisme de verrouillage/déverrouillage verrouille le couvercle 20, ce qui provoque l'engagement du bras de verrouillage 25 dans le creux 12 de la paroi de l'ouverture 24. Ensuite, les deux soupapes 45A et 45B se ferment. L'appareil de purge de gaz de la présente invention est fourni en une seule unité et sa manipulation est aisée. Par conséquent, on peut l'installer dans la pièce propre, en des endroits désirés ou sur des dispositifs présents dans cette dernière. Cela élimine le problème du transport du récipient fermé dans l'appareil de fabrication de semi-conducteurs dans la pièce propre, pour en purger le gaz, et du retour de l'appareil, et ce à chaque fois que la densité du gaz d'azote contenu dans le récipient fermé diminue. D'après ce qui est exposé ci-dessus, l'appareil de purge de gaz de l'invention peut être aisément installé en des endroits désirés de la pièce propre. Cela permet de ne pas recourir à l'utilisation du seul appareil de fabrication de semi-conducteurs pour la purge du gaz d'un récipient. En outre, l'appareil de purge du gaz peut éliminer le problème coûteux qui consiste à faire revenir le récipient fermé pour le purger de son gaz. Ainsi, grâce à l'appareil de purge du gaz de l'invention, la maintenance du récipient fermé se réalise aisément par rapport à l'art conventionnel. En outre, un récipient vide, ne contenant pas encore de cassette de rondelles, peut être rempli de gaz inerte. Ce traitement réduit les quantités d'oxygène et d'humidité restant dans le récipient, ce qui améliore les caractéristiques de purge du gaz du récipient lorsqu'on y charge une cassette de rondelles. REVENDICATIONS 1. Appareil de purge de gaz pour un récipient fermé transporteur 10, ledit appareil de purge de gaz utilisé dans une pièce propre, comprenant une boîte de purge 40 munie d'une ouverture 42, et un support du récipient 43 entourant l'ouverture un récipient fermé installé sur le support du récipient 43, le récipient fermé comprenant un couvercle 20 muni d'un mécanisme de verrouillage une arrivée de gaz 44A et une sortie d'élimination du gaz 44B, l'arrivée de gaz étant reliée à une source d'alimentation en gaz 50, l'arrivée de gaz et la sortie d'élimination du gaz communiquant avec la boîte de purge ; et un moyen de levage 48 pour fermer l'ouverture 42 depuis l'intérieur de ladite boîte de purge et commander les opérations de verrouillage et de déverrouillage du mécanisme de verrouillage fourni dans le couvercle du récipient. 2. Appareil de purge du gaz selon la revendication 1, dans lequel l'arrivée de gaz et la sortie d'élimination du gaz débouchent dans l'une des parois 41 de l'ouverture 42 et de la boîte de purge 40, et lorsque le gaz du récipient est purgé, le couvercle 20 du récipient se déverrouille, et s'abaisse lentement en même temps que le moyen de levage, de sorte que la boîte de purge communique avec l'intérieur du récipient.