Brevet FR2801815A1 — publié le 20010608

DISPOSITIF DE RINÇAGE DE PLAQUETTES SELICOIDUCTRICES La présente invention concerne, de façon générale, la fabrication de circuits intégrés dans des plaquettes semiconduc- trices. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif de rinçage de lots de plaquettes. De nombreux procédés de fabrication de dispositifs intégrés imposent d'effectuer des traitements de lots de plaquettes dans des bains acides. De tels traitements sont suivis d'opérations de rinçage qui se répartissent en deux catégories rinçages "rapides" (quick dump rince) et rinçages "très propres" (ultra-pure rince). Les rinçages très propres sont toujours précédés d'un rinçage rapide. La figure 1 illustre schématiquement un dispositif 1 de rinçage rapide classique. Le dispositif 1 comprend une cuve de rinçage 2. Le fond de la cuve 2 est équipé d'une amenée d'eau 3 et de deux vidanges 4 et 5. L'amenée 3 est reliée à un réservoir d'eau très pure (UPW) 6. La vidange 4 est reliée à un collecteur acide (AD) 7. Les effluents du collecteur 7 sont, après neutrali sation acido-basique, rejetés dans un égout urbain (non représenté). La vidange 5 est reliée à une installation de retraitement d'eaux usées (WWTP) 8. L'amenée 3 ainsi que les vidanges 4 et 5 sont équipées de vannes commandables. Le réser voir 6 est équipé de moyens permettant de choisir le débit de l'amenée d'eau 3 entre niveaux de débit différents, désignés ci-après comme étant petit ou grand. Les parois verticales de la cuve 2 comportent au moins une ouverture 9 permettant l'évacua tion d'eaux de débordement ow vers le collecteur 7. Le fonctionnement du dispositif 1 est le suivant. Lors de la mise en service, les vidanges 4 et 5 sont fermées, et l'amenée 3 est ouverte afin de permettre un remplis sage à petit débit de la cuve 2. Une fois atteint le niveau des ouvertures 9, les eaux de débordement ow s'écoulent vers le collecteur 7. Une telle situation d'attente avec écoulement à petit débit se maintient jusqu'à l'arrivée d'un lot de plaquettes provenant du bain acide précédant le dispositif 1. Alors, on ferme l'amenée 3 et l'on ouvre la vidange 4. La vidange 4 est fermée une fois la cuve 2 vidée. L'amenée 3 est alors ouverte pour permettre l'admission à grand débit d'eau très pure depuis le réservoir 6. La valeur de ce grand débit et le volume de la cuve 2 étant connus, on maintient l'amenée 3 ouverte j 'au remplissage de la cuve 2. Les éven tuelles eaux de débordement ow sont évacuées comme précédemment par les orifices 9 vers le collecteur 7. Une fois la cuve 2 remplie, celle-ci est de nouveau vidée. Cette opération de rermplissage -vidange, ou cycle, est répétée à plusieurs reprises. L'acidité du bain dans lequel le lot a été traité précédemment ainsi que le nombre de plaquettes composant ce lot étant connus, on a prédéterminé un nombre de cycles au bout duquel l'acidité des effluents de vidange de la cuve 2 est suffisamment basse pour qu'ils puissent être soumis à des opérations de recyclage dans l'installation 8. En consé quence, au bout d'un nombre de cycles prédéterminé, typiquement un à deux, la vidange ne s'effectue plus par la vidange 4 vers le collecteur 7, mais par la vidange 5 vers l'installation 8. Une fois le lot rincé, typiquement au bout de cinq cycles, celui-ci est sorti du bain de rinçage, la cuve 2 étant pleine. Les opérations décrites précédemment reprennent alors à partir du cycle d'attente (petit débit, débordement par ouvertures 9 dans le collecteur 7). Avant certaines étapes de fabrication, un rinçage tres propre est parfois nécessaire. Un tel rinçage est généralement précédé d'un rinçage rapide. Un dispositif de rinçage très propre (non représenté) est similaire à un dispositif de rinçage rapide que le dispositif 1 décrit précédemment, mais comporte en outre un moyen de détermination du degré d'acidité des effluents vidange. Un tel moyen est généralement une sonde de résisti vité. En effet, l'eau très pure présente une résistivité de ordre de 18 MD, alors qu'une eau acide voit sa résistivité chuter à zéro. Le cycles de remplissage à grand débit est alors effectué jusqu'à atteindre un niveau satisfaisant d'acidité correspondant généralement à une résistivité de 7 à 8 MS2. Un inconvénient de ces deux types de rinçage réside dans la grande quantité d'eau consommée, c'est-à-dire la quantité évacuée vers un égout urbain par l'intermédiaire d'un collecteur acide. Un objet de la présente invention est de proposer un nouveau dispositif de rinçage permettant une moindre consommation Un autre objet de la présente invention est de proposer tel dispositif qui puisse être utilisé tant pour des rinçages rapides que pour des rinçages très propres. Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un dispositif de rinçage de lots de plaquettes semiconductrices c#portant une cuve de rinçage munie d'au moins une ouverture d'évacuation d'eaux de débordement, dont le fond comporte une amenée d'eau, une vidange principale reliée à un égout et une vidange de récupération reliée à une installation de retraitement d'eaux usées, ladite au moins une ouverture débou chant dans une gouttière équipée d'un conduit de vidange relié à l'égout et d'un conduit de récupération relié à l'installation de retraitement, ledit conduit de vidange étant équipé d'un moyen 'obturation commandable permettant de le sélectionner pour vidanger la gouttière. Selon un mode de réalisation de la présente invention, conduit de récupération est de type surverse. Selon un mode de réalisation de la présente invention, un siphon dont le fond comporte un moyen de mesure de l'acidité des effluents est inséré dans le conduit de récuperation avant l'installation de retraitement. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le moyen de mesure de l'acidité est une sonde de mesure de la résistivité de l'eau. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'amenée d'eau est reliée à un réservoir d'eau très pure. Selon un mode de réalisation de la présente invention, 'amenée d'eau est équipée de moyens propres à sélectionner le débit parmi deux niveaux différents. Selon un mode de réalisation de la présente invention, moyen d'obturation commandable du conduit de vidange est une vanne. La présente invention prévoit également procédé de rinçage de lots de plaquettes semiconductrices comprenant les étapes suivantes a) remplir une cuve de rinçage par de l' très pure délivrée par un réservoir par l'intermédiaire 'une amenée d'eau ; b) ouvrir un conduit de vidange se trouvant au fond d'une gouttière sur laquelle débouche au moins ouverture d'écoulement d'eaux de débordement, ladite au moins une ouverture se trouvant dans au moins une paroi de la cuve, ledit conduit étant relié à un drain acide ; c) insérer un lot de plaquettes dans la cuve ; d) ouvrir la vidange principale, puis effectuer un nombre prédéterminé de cycles successifs de remplissage-vidange de la cuve ; et e) sortir le lot de plaquettes rincées et reprendre l'étape a), après un nombre donné de cycles de l'étape d), les cycles suivants étant effectués alors que le conduit de vidange de la gouttière est fermé, l'écoulement des eaux de débordement recueillies dans la gouttière s'effectuant par un conduit de récupération relié à une installation de retraitement d'eaux usées, vidanges successives de la cuve étant alors effectuées par l'intermédiaire d'une vidange de récupération reliée à ladite installation. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le conduit de récupération de la gouttière comporte un moyen de détermination de l'acidité des effluents, l'étape e) de sortie du lot de plaquettes étant remplacée par la séquence d'étapes suivantes fermer la vidange de récupération de la cuve, ouvrir l'amenée d'eau de façon à permettre le remplissage de la cuve à grand débit et maintenir ouvert le conduit de récupé ration ; e2) sortir le lot de plaquettes quand l'acidité des effluents du conduit de récupération a chuté à un niveau suffisamment faible prédéterminé ; et reprendre les étapes précédentes à partir de l'étape a). Selon un mode de réalisation de la présente invention, le moyen de détermination de l'acidité des effluents une sonde de résistivité placée au fond d'un siphon inséré le conduit récupération avant l'installation de retraitement, l'étape e3) de sortie du lot de plaquettes de la cuve étant effectuée lorsque la résistivité des effluents devient supérieure à une valeur comprise entre 7 et 8 Mf2. objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles la figure 1 illustre schématiquement un dispositif classique de rinçage de plaquettes semiconductrices ; la figure 2 illustre schématiquement un dispositif de rinçage de plaquettes semiconductrices selon un de réali sation de la présente invention. Selon un premier mode de réalisation la présente invention, illustré de façon schématique et simplifiée à la figure 2, un dispositif 21 de rinçage de lots plaquettes de dispositifs intégrés comporte une cuve de rinçage 22 propre à recevoir les lots après leur sortie d'un bain acide (non repré senté). De façon similaire à la cuve 2 de la figure 1, le fond de la cuve 22 comporte une amenée d'eau 23 reliée a un réservoir d'eau très pure (UPW) 26. Le fond de la cuve 22 comporte égale ment une vidange principale 24 et une vidange de récupération 25 reliées respectivement à un collecteur acide (AD) et à une installation de retraitement d'eaux usées (WWTP) 28. Les luents du collecteur 27 sont, après neutralisat' acido- basique, rejetés dans un égout urbain (non représenté). La liaison entre le réservoir 26 et l'amenée 23 est équipée d'un moyen propre à choisir le débit parmi deux niveaux de débit férents appelés ci-après petit et grand. Au moins une des parois verticales de la cuve 22 comporte au moins une ouverture permettant l'évacuation des eaux de débordement ow. ouver tures 29 débouchent sur une gouttière 30 dont le fond comporte un conduit de vidange 31 et un conduit de récupération 32. Le conduit de vidange 31 est relié au collecteur 27 alors que le conduit de récupération 32 est relié à l'installation De préférence, came l'illustre la figure 2, le conduit de récupération 32 est de type "sunrerse" , et came présente ouverture à un niveau surélevé par rapport au fond de la gouttière 30. Bien entendu, l'ouverture du conduit récupé- ion 32 se trouve en deçà du niveau supérieur défini par les parois de la gouttière 30. De préférence, le fond de la gouttière 30 est incliné pour favoriser l'écoulement des eaux de débordement ow et la vidange de la gouttière 30 par le conduit 31. L'amenée d'eau 23 ainsi que les vidanges et conduits 24, 25 et 31 sont équipés chacun d'une vanne commandable. Le fonctionnement du dispositif 21 est le suivant. Lors d'une mise en service - ou pendant une situation d'attente - les vidanges 24 et 25 sont fermées, ainsi que le conduit 31. L'amenée 23 est ouverte de façon à remplir la cuve 22 sous un petit débit d'eau très pure. Une fois la cuve 22 remplie, les eaux de débordement ow s'écoulent par l'intermédiaire du conduit 32 vers l'installation 28 d'où elles peuvent être réin- jectées dans le circuit, comme l'indique la flèche en pointillés. À l'arrivée d'un lot de plaquettes dans le bain acide précédant le dispositif 21, la situation d'attente décrite précé demment prend fin. L'amenée 23 est fermée et le conduit 31 est ouvert. Prévoir de vidanger la gouttière 30 par le conduit 31 avant l'arrivée du lot dans la cuve de rinçage 22 et utiliser un conduit de récupération 32 de type surverse permet avantageuse ment d'éviter une contamination de l'installation de retraitement 28 par un afflux d'eaux de débordement ow rendues très acides par l'arrivée du lot. Une fois le lot placé dans la cuve 22, celle-ci est vidée par la vidange 24. Une fois la cuve 22 vide, la vidange 24 est fermée. L'amenée 23 est alors ouverte pour permettre l'admission à grand débit d'eau très pure. L'amenée 23 est maintenue ouverte suffisamment longtemps pour assurer le remplis sage de la cuve 22. Les éventuelles eaux de débordement ow sont évacuées par les ouvertures 29 vers le collecteur 27 par l'inter médiaire de la gouttière 30 et du conduit 31. Comme cela a été exposé précédemment en relation avec la figure 1, au bout d'un certain nombre de cycles prédéterminé, typiquement un à deux, la cuve 22 est vidée non plus vers un égout urbain par l'intermédiaire de la vidange 24 et du collec teur 27, mais vers l'installation 28 par l'intermédiaire de la vidange de récupération 25. De , à partir du même nombre de cycles, la vidange de la gouttière 30 bascule du conduit de vidange 31 au conduit de récupération 32. On notera que lors d'un remplissage de la cuve 22 le conduit 31 peut être maintenu ouvert ou fermé, en fonction du cycle précédemment effectué et/ou à venir. Une fois le lot rincé, par exemple au bout de cinq cycles, il est sorti de la cuve 22 qui est pleine. Le dispositif 21 se remet alors en situation d'attente. Un avantage de la présente invention est de réduire de façon importante la consommation en eau. En effet, afin d'éviter toute contamination possible, un dispositif de rinçage tel que le dispositif 21 est maintenu relativement longtemps dans des situa tions d'attente. La récupération des eaux de débordement ow, lors des situations d'attente et des cycles appropriés de rinçage, par l'intermédiaire du conduit 32 et leur retraitement par l'instal lation 28 permet d'augmenter de 50 s la quantité d'eau retraitée. On notera toutefois que, cane cela ressort de la description précédente, des eaux de débordement ow trop acides pour être retraitées sont avantageusement évacuées vers un égout urbain. Selon un autre mode de réalisation, non représenté et qui sera exposé ci-après en relation avec la figure 2, le conduit de récupération 32 des eaux de débordement ow à destination de l'installation de retraitement d'eaux usées 28 est équipé d'un moyen de mesure du niveau d'acidité des effluents. Selon un mode de réalisation particulier, un tel moyen sera une sonde de résistivité placée dans le fond d'un siphon se trouvant dans le conduit 32 en amont de l'installation 28. La présence d'une telle sonde permet d'utiliser, le cas échéant, à la fin du rinçage rapide, la même cuve 22 comme cuve de rinçage très propre. En effet, à la fin du rinçage rapide, par exemple au bout de cinq cycles, les effluents sont suffisamment peu acides pour pouvoir être retraités par l'installation 28. Toutefois, le niveau d'acidité des plaquettes peut être encore trop élevé pour certains traitements ultérieurs. Alors, à la fin du cinquième cycle, l'alimentation en eau à grand débit est maintenue, et les eaux de débordement ow sont évacuées par le conduit 32 vers l'installation 28 par l'intermédiaire du siphon, dans lequel la sonde mesure la résistivité des effluents. L'alimentation en eau très pure est alors maintenue jusqu'à ce que la résistivité des effluents atteigne un niveau satisfaisant, par exemple caris entre 7 et 8 MS2. Un avantage de cet autre mode de réalisation est d'économiser le volume d'une cuve. En effet, la même cuve remplit alors les fonctions de cuve de rinçage rapide et de cuve de rinçage très propre. Alors, la consommation d'eau liée aux opérations de décontamination lors d'une mise en route et lors de situations d'attente est divisée par deux par rapport à un procédé classique utilisant deux cuves. Un autre avantage de cet autre mode de réalisation est que les eaux du rinçage "très propre" sont toutes récupérées pour être retraitées. Selon une variante, la cuve de rinçage peut être équipée de dispositifs de type pamneau de douche. De tels dispositifs sont placés dans la partie supérieure de la cuve. Leurs ouvertures sont disposées et orientées vers le bas de telle façon qu'un lot de plaquettes placé au fond de la cuve soit douché. Ces dispositifs sont alimentés en présence d'un lot, pendant toutes les étapes de vidange et de remplissage de la cuve. En l'absence de lot, c'est-à- dire lors d'une mise en service et/ou pendant des situations d'attente à alimentation continue à faible débit, ces dispositifs ne sont pas utilisés. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'hccm# de l'art. En particulier, le moyen de détermination du degré d'acidité de l'eau peut être autre qu'une sonde de résistivité. En outre, l'hamne de l'art saura adapter les débits, les dimensions de la cuve, de la gouttière et des diverses vidanges et conduits ainsi que les camiandes des différentes vannes à une filière de fabrication spécifique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de rinçage (21) de lots de plaquettes semiconductrices comportant une cuve de rinçage (22) munie d'au moins une ouverture (29) d'évacuation d'eaux de débordement (ow), dont le fond comporte une amenée d'eau (23), une vidange princi pale (24) reliée à un égout et une vidange de récupération (25) reliée à une installation de retraitement d'eaux usées (28), caractérisé en ce que ladite au moins une ouverture (29) débouche dans une gouttière (30) équipée d'un conduit de vidange (31) relié à 'égout et d'un conduit de récupérat (32) relié à l'installation de retraitement et en ce que ledit conduit de vidange équipé d'un moyen d'obturation commandable permettant de le sélectionner pour vidanger la gouttière. Dispositif selon la revendication , caractérisé en ce que le conduit de récupération (32) est de type surverse. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu siphon dont le fond comporte un moyen de mesure de l'acidité des effluents est inséré dans le conduit de récupé ration avant l'installation de retraitement 8). 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que moyen de mesure de l'acidité est une sonde de mesure de la résistivité de l'eau. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'amenée d'eau (23) est reliée à un réservoir d'eau très pure (26). Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que 'amenée d'eau (23) est équipée de moyens propres à sélec tionner débit parmi deux niveaux différents. 7. Dispositif selon l'une quelconque revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen d'obturation commandable du conduit vidange (31) est une vanne. 8. Procédé de rinçage de lots de plaquettes semiconduc trices caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) remplir une cuve de rinçage (22) par de l'eau très pure délivrée par un réservoir (26) par l'intermédiaire d'une amenée d'eau (23) ; b) ouvrir un conduit de vidange (31) se trouvant au fond d'une gouttière (30) sur laquelle débouche au moins une ouverture (29) d'écoulement d'eaux de débordement ( , ladite au moins une ouverture se trouvant dans au moins paroi de la cuve, ledit conduit étant relié à un drain acide 7) ; c) insérer un lot de plaquettes dans la cuve ; d) ouvrir la vidange principale, puis fectuer un nombre prédéterminé de cycles successifs de remplissage-vidange de la cuve - et sortir le lot de plaquettes rincées reprendre l'étape a) et caracterisé en ce qu'après un nombre donne de cycles de l'étape d), les cycles suivants sont effectués alors que le conduit de vidange (31) de la gouttière est fermé, l'écoulement des eaux de débordement recueillies dans la gouttière s'effec tuant par un conduit de récupération (32) relié à une installation de retraitement d'eaux usées (28), vidanges successives de la cuve étant alors effectuées par l'intermédiaire d'une vidange de récupération (25) reliée à ladite installation. 9. Procédé selon la revendication 8, caracterisé en ce que le conduit de récupération (32) de la gouttière (30) comporte un moyen détermination de l'acidité des effluents ; et en ce que l'étape e) de sortie du lot de plaquettes est remplacée par la séquence d'étapes suivantes fermer la vidange de récupération (25) de la cuve (22), ouvrir l'amenée d'eau (23) de façon à permettre le remplis sage de la cuve à grand débit et maintenir ouvert le conduit de récupération (32) ; et e2) sortir le lot de plaquettes quand l'acidité des effluents du conduit de récupération a chuté à un niveau suffisamment faible prédéterminé ; et e3 reprendre les étapes précédentes à partir de l'étape a). 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caracterisé en ce que moyen de détermination de l'acidité des effluents est une sonde de résistivité placée au fond d'un siphon inséré dans le conduit de récupération (32) avant l'installation de retraitement (28), et en ce que l'étape e3) de sortie du lot de plaquettes de la cuve (22) est effectuée lorsque la résistivité des effluents devient supérieure à une valeur comprise entre 7 et 8 Mf2.