FR2517124A1 - Appareil de serrage de tranches de semi-conducteur actionne de facon hydraulique - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LA TECHNOLOGIE DES SEMI-CONDUCTEURS. UN APPAREIL DESTINE A SERRER UNE TRANCHE DE SEMI-CONDUCTEUR 8 DANS UNE CHAMBRE A VIDE PENDANT UN TRAITEMENT D'IMPLANTATION IONIQUE COMPREND NOTAMMENT UNE PLAQUE DE COMPRESSION12 FIXEE A UN CHASSIS 14 ET UNE PLAQUE DE PRESSION MOBILE 18 ACCOUPLEE AU CHASSIS PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN SOUFFLET 20. LORSQU'ON APPLIQUE UNE PRESSION PREDETERMINEE AU FLUIDE 22 CONTENU DANS LE SOUFFLET, CE DERNIER SERRE FERMEMENT LA TRANCHE ENTRE LA PLAQUE DE PRESSION ET LA PLAQUE DE COMPRESSION. UNE MEMBRANE 16 FLEXIBLE ET CONDUCTRICE DE LA CHALEUR EST INTERCALEE ENTRE LA TRANCHE ET LA PLAQUE DE PRESSION POUR FACILITER LE TRANSFERT DE L'ENERGIE THERMIQUE VERS LE FLUIDE QUI EST PAR AILLEURS REFROIDI PAR CIRCULATION DANS UN ECHANGEUR DE CHALEUR 38. APPLICATION A LA FABRICATION DES CIRCUITS INTEGRES.
Description
La présente invention concerne un appareil destiné à serrer une tranche de
semiconducteur dans une chambre à vide pendant le traitement de cette tranche, et elle porte plus particulièrement sur un appareil de serrage de tranche actionné de façon hydraulique, qui procure un refroidissement
effectif de la tranche.
Dans le traitement de tranches de semiconducteur, il est quelquefois nécessaire de soumettre les tranches à des températures élevées De telles températures élevées sont
souhaitables pour la diffusion d'impuretés, pour la croissan-
ce de couches épitaxiales, pour le recuit de contacts métal-
semiconducteur, etc Cependant, à de nombreux points du traite-
ment, il n'est pas souhaitable d'exposer la tranche à des
températures élevées, du fait que ceci entraînerait une dif-
fusion non contrôlée des impuretés, au-delà de limites fixées,
ainsi que la ségrégation des impuretés à des interfaces épi-
taxiales. Les tranches de semiconducteur sont fréquemment
revêtues, avant traitement, d'une couche de matière de réser-
ve photographique dans laquelle on a défini un motif Par exemple, dans l'implantation ionique, la matière de réserve photographique définit le motif des impuretés implantées Les Matières de réserve photographique couramment utilisées ont des points de fusion relativement bas Si le point de fusion de la matière de réserve photographique est dépassé au cours
du traitement, le motif est dégradé ou complètement détruit.
Il est donc souhaitable de n'exposer les tranches de semicon-
ducteur à des températures élevées que pendant une étape de
traitement qui l'exige effectivement, et de refroidir la tran-
che, si nécessaire, pour éviter qu'elle atteigne des tempéra-
tures élevées.
Dans la fabrication de circuits intégrés, on utili-
se un certain nombre de traitements qui font intervenir l'ap-.
plication de faisceaux de haute énergie sur des tranches de silicium Ces traitements comprennent l'implantation ionique,
l'usinage par faisceau d'ions et l'attaque ionique réactive.
Dans chaque cas, un faisceau d'ions est généré dans une sour-
ce et est dirigé vers une cible avec des degrés d'accéléra-
tion variables L'implantation ionique est devenue -;ne tech-
nîoue classique pour introduire des impuretés dans des tranches de semiconducteur On introduit des impuretés dans
le volume de tranches de semiconducteur en utilisant la ocn-
tité de mouvement d'ions énergétiques en tant que moyen po-ur les incorporer à l'intérieur du réseau cristallin de la ma_
tière semiconductrice.
Lorsque des ions énergétiques tombent sur une tran-
che de semiconducteur et se déplacent dans le volume de la
tranche, les collisions atomiques produisent de la chaleur.
Cette chaleur peut devenir notable lorsqu'on augmente le ni-
veau d'énergie ou le niveau de courant du faisceau d'ions.
Dans le traitement industriel de semiconducteurs, l'un des principaux objectifs est d'obtenir un rendement élevé, en ce qui concerne le nombre de tranches traitées par unité de temps L'un des moyens pour obtenir un rendement élevé dans un dispositif à faisceau d'ions est d'utiliser une puissance
de faisceau relativement élevée De grandes quantités de cha-
leur peuvent ainsi etre générées Comme indiqué précédemment,
cette chaleur est indésirable.
Il en résulte que la plupart des équipements in-
dustriels capables de produire une puissance de faisceau éle-
vée traitent les tranches par lot dans le but d'étaler la puissance incidente sur une surface étendue-et de réduire l'échauffement dans n'importe quelle cible donnée Le brevet
US 3 778 626 décrit un dispositif de traitement par lots fai-
sant intervenir des mouvements mécaniques des tranches pen-
dant l'implantation Les dispositifs de traitement par lots sont généralement grands de façon à pouvoir loger les lots
et ils ne sont généralement utilisés que pour des implanta-
tions de doses élevées De plus, le rendement est inférieur
à l'optimum à cause du temps nécessaire pour changer manuel-
lement les lots.
La demande de brevet US 306 056 déposée le 28 sep-
tembre 1981 décrit une réduction de l'échauffement par ba-
layage alterné de cibles.
On a également utilisé le refroidissement par con-
duction pour atténuer le problème d'échauffement des tranches On place par exemple des tranches en contact thermique avec
des plateaux en métal refroidis Une autre technique a consis-
té à introduire un gaz derrière une tranche afin de permettre
une conduction entre la face arrière de la tranche et la sur-
face de support refroidie, de la manière décrite dans le bre-
vet US 4 261 762 On a également utilisé des forces centri-
fuges pour appliquer des tranches contre des surfaces refroi-
dies, comme il est décrit dans la demande de brevet US
284 915, déposée le 20 juillet 1981.
On a appliqué des tranches contre des polymères flexibles conducteurs de la chaleur, pour améliorer le contact
thermique, comme il est décrit dans le brevet US 4 282 924.
Un anneau de serrage actionné par des cames applique une tran-
che de semiconducteur contre un plateau présentant une cour-
bure convexe à la surface duquel adhère une matière flexible et conductrice de la chaleur Le plateau est refroidi par
circulation de Freon dans une cavité dans l'enceinte.
Dans le cas du refroidissement par conduction, l'ob-
jectif est d'établir un contact intime entre la tranche et la surface refroidie Du fait que la tranche est traitée dans un
vide poussé, tout espace entre la tranche et la surface re-
froidie supprime la possibilité d'un refroidissement par con-
duction Les irrégularités de surface dans la tranche de se-
miconducteur font que ce contact intime est difficile à réa-
liser en pratique.
Les techniques de l'art antérieur ont nécessité de façon générale du matériel élaboré et elles ne procurent pas toujours le niveau de refroidissement désiré En particulier,
les structures mécaniques de serrage sont relativement com-
plexes, ce qui fait que la maintenance est difficile et prend beaucoup de temps En outre, les tolérances mécaniques et l'usure peuvent conduire à une pression de serrage de la
tranche réduite ou non uniforme, ce qui a pour effet de ré-
duire la conductivité thermique entre la tranche et la surfa-
ce refroidie.
L'invention a pour but de procurer un appareil nou-
veau et perfectionné pour serrer une tranche de semiconduc-
teur dans une chambre à vide.
L'invention a également pour but de procurer un appareil assurant un refroidissement efficace d'une tranche
de semiconducteur dans une chambre à vide, pendant le traite-
ment. L'invention a également pour but de procurer un
appareil pour le serrage hydraulique d'une tranche de semi-
conducteur contre une membrane flexible et conductrice de la chaleur, afin d'assurer un transfert rapide de l'énergie thermique.
Conformément à l'invention, ces buts ainsi que d'au-
tres sont atteints dans un appareil destiné à serrer une tran-
che de semiconducteur dans une chambre à vide L'appareil com-
prend un chassis, une plaque de compression accouplée au chas-
sis et conçue de façon à venir en contact avec la tranche, et une plaque de pression qui est mobile par rapport à la plaque de compression La plaque de pression est conçue de façon à
pouvoir se déplacer entre une position rétractée, dans laquel-
le la plaque de compression et la plaque de pression définis-
sent une fente de réception de tranche, et une position de serrage de tranche, dans laquelle la plaque de pression serre
fermement la tranche contre la plaque de compression L'appa-
reil comprend en outre un organe contenant un fluide qui est placé entre le chtssis et la plaque de pression Cet organe contient un fluide qui, lorsqu'on lui applique une pression prédéterminée, actionne l'organe et produit un mouvement de
la plaque de pression vers la position de serrage de tranche.
L'appareil comprend en outre des moyens destinés à appliquer la pression prédéterminée au fluide lorsqu'on désire produire*
le mouvement de la plaque de pression vers la position de ser-
rage de tranche, et des moyens destinés à rétracter la plaque de pression vers la position rétractée lorsque la pression
prédéterminée n'est plus appliquée au fluide.
Selon un autre aspect de l'invention, l'appareil
décrit ci-dessus peut comprendre des moyens destinés à re-
froidir le fluide qui actionne la plaque de pression, et une membrane flexible et conductrice de la chaleur placée entre la plaque de pression et la tranche L'énergie thermique est transférée de la tranche vers le fluide par l'intermédiaire de la membrane conductrice de la chaleur et de la plaque de pression. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se
référant aux dessins annexés sur lesquels:
la figure 1 est un schéma simplifié montrant l'ap-
pareil de l'invention; La figure 2 est une coupe de l'appareil de serrage et de refroidissement de tranche correspondant à un mode de réalisation de l'invention; et La figure 3 est une vue en perspective éclatée de l'appareil de serrage et de refroidissement de tranche qui
est représenté sur la figure 2.
Un appareil destiné à serrer une tranche de semi-
conducteur dans une chambre à vide et à assurer le refroidis-
sement de la tranche pendant le traitement est représenté sous forme schématique sur la figure 1 Dans une structure de plateau 6, une tranche de semiconducteur 8 est positionnée dans une fente de réception de tranche, 10, entre une plaque de compression 12 qui est accouplée à un ch Cssis 14, et une
membrane flexible et conductrice de la chaleur, 16 Une pla-
que de pression 18 est accouplée au chassis 14 par un souf-
flet 20, en étant mobile par rapport à la plaque de compres-
sion 12 Le soufflet 20 contient un fluide 22 qui, lorsqu'on lui applique une pression de serrage prédéterminée,produit une expansion du soufflet 20 et un mouvement de la plaque de pression 18 depuis une position rétractée (représentée sur
la figure 1) vers une position de serrage de tranche (non re-
présentée sur la figure 1) Dans la position de serrage de tranche, la plaque de pression 18 serre fermement la tranche
8 et la membrane conductrice de la chaleur 16 contre la pla-
que de compression 12 La plaque de compression 12 comprend une ouverture 24 aui expose la face avant de la tranche 8 à un faisceau d'ions 26 la tranche 8 est serrée au niveau de
son bord circonférentiel par la périphérie de l'ouverture 24.
Un ressort de rétraction 28 est monté entre le châssis 14 et une plaque de rétraction 29 qui est elle-même accouplée à la plaque de pression 18 Le ressort de rétraction 28 produit une rétraction de la plaque de pressicn 18 vers sa uosition rétractée lorsque la pression de serrage prédéterminée est supprimée Le châssis 14 comprend des passages de fluide 30, 32 qui font communiquer le fluide 22 situé dans le soufflet 20 avec un circuit de fluide 34 Le circuit de fluide 34 est un circuit fermé qui refroiditle fluide 22 et actionne le soufflet 20 Une pompe 36 et un échangeur de chaleur 38 sont branchés en série et sont branchés atulpassages de fluide 30, 32 par des raccords de fluide appropriés La pompe 36, qui peut être une pompe à engrenages ou une pompe centrifuge, fait circuler le fluide 22 dans le soufflet 20 et l'échangeur de chaleur 38 avec un débit d'environ 4 i/mn L'échangeur de
chaleur 38 peut être du type dans lequel le fluide 22 traver-
se un cylindre 40 contenant une sonde réfrigérée 42 La sonde 42 contient une matière qui est refroidie par un dispositif de refroidissement 44 Ces échangeurs de chaleur et d'autres
échangeurs appropriés sont connus dans la technique Un ac-
cuimulateur 46, dans lequel de l'air agit sur le fluide, est branché au circuit de fluide 34 et produit une augmentation
de la pression du fluide et la manoeuvre du soufflet 20 lors-
qu'une pression d'air accrue est appliquée à l'entrée.
Le fluide 22 doit avoir un point de congélation bas et doit pouvoir être pompé aisément dans le circuit de fluide
34 et le soufflet 20 De plus, le fluide 22 doit être compa-
tible avec les matières de l'appareil, comme des joints tori-
ques, et il doit avoir une constante diélectrique élevée du fait que la plaque de pression 18 fait fréquemment partie
d'un circuit électrique destiné à la mesure de la dose d'ions.
Le méthanol est un fluide préféré.
La structure de plateau 6 est représentée de façon plus détaillée sur les figures 2 et 3 Le soufflet 20 est fixé à l'arrière de la plaque de pression circulaire 18 et au chessis 14 par des vis de montage appropriées 50, 52 Des joints toriques 54, 56 établissent une barrière hermétique entre le fluide 22 et l'environnement externe dans lequel
règne le vide Le soufflet 20 peut être constitué par n'im-
porte quel soufflet suffisamment flexible de dimension appro-
priée et capable de supporter la différence de pression entre
le fluide 22 et l'environnement dans lequel règne le vide.
L'acier inoxydable constitue une matière préférée pour le
soufflet Des tiges d'accouplement 58 sont accouplées à l'ar-
rière de la plaque de pression 18, traversent des trous dans le ch Cssis 14 et sont accouplées à la plaque de rétraction 29, à l'arrière du châssis 14 Le ressort de rétraction 28 est placé dans une cavité 62 dans le ch Cssis 14 de façon à porter contre la plaque de rétraction 29 Les passages de
fluide 32 et 30 (non représentés) établissent une communica-
tion pour le fluide entre le soufflet 20 et le circuit de fluide 34, à travers le châssis 14 La structure de plateau
6 est montée de façon à pouvoir tourner autour d'un axe 64.
Les passages de fluide 30, 32 communiquent avec des raccords de fluide tournants sur l'axe 64 Un certain nombre de tiges
de montage 66 s'étendent vers l'avant à partir du bottier 14.
La plaque de pression 18 a la forme générale d'un disque avec une surface avant présentant une courbure convexe
de façon à établir un contact thermique intime avec la tran-
che Une cavité 68 destinée à recevoir le fluide 22 peut être formée sur la surface arrière de la plaque de pression 180 Une structure de membrane 69 (figure 3) comprend la membrane conductrice de la chaleur 16 et un porte-membrane Le porte-membrane 70 serre la membrane 16 à sa périphérie et comprend un premier élément 72 avec un anneau intérieur 74 (figure 2) et un second élément 76 avec un anneau extérieur 78 Lorsque les-éléments 72 et 76 sont accouplés ensemble, l'anneau intérieur 74 et l'anneau extérieur 78 constituent des anneaux concentriques qui serrent la membrane 16 entre
eux Le porte-membrane 70 comporte des trous 80 qui corres-
pondent aux positions des tiges de montage 66 sur le chtssis 14. On a trouvé qu'on obtenait d'excellentes propriétés de transfert thermique en utilisant pour la membrane 16 un
caoutchouc conducteur de la chaleur, c'est-à-"dire un caout-
chouc imprégné d'une matière conductrice de la chaleur On
a trouvé qu'on pouvait employer une membrane 16 d'une pais-
seur dans la plage allant de 0,75 mm à 1,8 mm, et de préfé-
rence de 1,6 mm, avec une dureté comprise entre 40 et 60.
L'indice de dureté est une mesure de la dureté du caoutchouc et des nombres élevés indiquent une plus grande dureté Les membranes conductrices de la chaleur de l'art antérieur étaient plus minces et plus dures, la matière qui confère au caoutchouc ses propriétés de conduction thermique doit etre
une matière qui ne réagit pas avec la tranche de semiconduc-
teur ou n'affecte pas défavorablement cette dernière de tou-
te autre manière Les additifs du caoutchouc qui sont préfé-
rés pour l'utilisation avec des tranches de silicium sont le
béryllium et l'aluminium.
Une structure de plaque de compression 81 comprend la plaque de compression 12, un écran 82 monté en avant de
la plaque de compression 12 sur des entretoises 84 et un en-
semble d'amortisseurs à ressorts 86 qui sont fixés à l'écran
82 et traversent des trous dans la plaque de compression 12.
la plaque de compression 12 comprend une lèvre 88 qui fait saillie vers l'arrière le long du bord inférieur et des deux bords latéraux de cette plaque L'ouverture 24, d'un diamètre légèrement inférieur à celui de la tranche de semiconducteur
à traiter, est formée dans la plaque de compression 12.
L'écran 82 a une forme telle qu'il ne masque aucune partie de l'ouverture 24 L'écran 82 a pour fonction d'absorber l'énergie du faisceau d'ions qui serait absorbéepar ailleurs par la plaque de compression 12 et produirait un échauffement supplémentaire de la tranche 8 La plaque de compression 12 et l'écran 82 comportent des trous alignés qui correspondent
aux positions des tiges de montage 66 sur le châssis 14.
La structure de membrane 69 et la structure de pla-
que de compression 81 sont montées sur le chbssis 14, avec
les tiges de montage 66 traversant les trous 80 dans le por-
te-membrane 70 et les trous situés dans la plaque de compres-
sion 12 et l'écran 82 Des vis à serrage à main 92, fixées aux tiges de montage 66, fixent la structure de membrane 69
et la structure de plaque de compression 81 au châssis 14.
Lorsque la structure de membrane 69 et la structure de plaque
de compression 81 sont montées de cette manière, les amortis-
seurs à ressorts 86 portent contre la surface avant de la
membrane conductrice de la chaleur 16.
Pendant le fonctionnement, la plaque de pression 18 est initialement dans sa position rétractée, dans laauelle sa surface arrière porte contre le châssis 14 la membrane 16 se conforme à la sur Lace avant à courbure convexe de la plaque de pression 18 La fente de réception de tranche 10 est ainsi
définie entre la plaque de compression 12 et la membrane 16.
la fente de réception de tranche 10 est en outre définie par les amortisseurs à ressorts 86 qui guident la tranche 8 et la retiennent dans une position située directement derrière l'ouverture 24 la tranche 8 est introduite par gravité dans la fente de réception de tranche 10, après rotation de la structure de plateau 6 vers une position de réception de tranche, comme il est décrit de façon générale dans le brevet
US 4 282 924.
Une fois que la tranche est en position et que la structure de plateau 6 a été ramenée à la position verticale,
la plaque de pression 18 est déplacée vers sa position de ser-
rage de tranche, représentée sur la figure 2, en augmentant
la pression d'air qui est appliquée à l'accumulateur 46 Ce-
ci provoque une augmentation de la pression dans le circuit de fluide 34 et le soufflet 20, ainsi que l'expansion du
soufflet 20 La plaque de pression 18 étire légèrement la mem-
brane 16 et serre fermement la tranche 18 contre la plaque de compression 12 Du fait que le diamètre de l'ouverture 24 est inférieur à celui de la tranche 8, cette dernière est serrée sur son bord circonférentiel On comprend qu'on utilise des plaques de compression avec des ouvertures de différentes
tailles, en association avec des tranches de différentes tail-
les, afin que la majeure partie de la surface de la tranche
soit exposée au faisceau d'ions 26 Dans la position de ser-
rage de tranche, la membrane conductrice de la chaleur 16 est
en contact intime à la fois avec la tranche 8 et avec la pla-
que de pression 18 Ainsi, l'énergie thermique que le faisceau d'ions applique à la tranche 8 est en présence d'un chemin à conductivité thermique élevée à travers la membrane 16 et la
plaque de pression 18, en direction du fluide 22 qui est con-
tenu dans le soufflet 20 D 1 u fait que le fluide 22 circule continuellement dans le soufflet 20, en étant refroidi, comme décrit cidessus, l'énergie thermique est évacuée de la
structure de plateau.
Outre le fait qu'il produit D un mouvement linéaire
du plateau de pression 18, le soufflet 20 peut égplemn+ per-
mettre de petits mouvements angulaires de la plaque de pres-
sion 18, du fait qu'il est flexible par nature, afin de com-
penser les tolérances dans le reste de la structure de pla-
teau et d'obtenir une pression de serrage uniforme sur la tranche Comme indiqué précédemment, une pression de serrage
plus uniforme conduit à de meilleures performances de re-
froidissement de la tranche.
Après traitement de la tranche 8 par un faisceau
d'ions, on réduit la pression d'air appliquée à l'accumula-
teur 46, ce qui réduit la pression de fluide dans le soufflet 20 Le ressort de rétraction 28 a une force suffisante pour vaincre la pression de fluide réduite et pour produire la compression du soufflet 20 et le mouvement de la plaque de pression 18 vers sa position rétractée On extrait la tranche 8 de la fente de réception de tranche 10 par rotation de la
structure de plateau 6 vers une position d'éjection de tran-
che, comme il est décrit de façon générale dans le brevet US
4 282 924, ce qui termine le cycle de traitement de la tran-
che Aucun mécanisme d'éjection de tranche n'est nécessaire.
Comme indiqué précédemment, il est très important de maintenir un rendement élevé dans le traitement industriel de semiconducteurs On am 6 liore le rendement en réduisant le temps d'immobilisation de la machine pour la maintenance ou pour d'autres raisons La structure de plateau 6 représentée sur les figures 1-3 et décrite ci-dessus a une structure qui facilite la maintenance Les deux opérations de maintenance
qui sont effectuées le plus fréquemment sont: ( 1) le rempla-
cement de la membrane conductrice de la chaleur 16, et ( 2)
le changement de la plaque de compression 12 pour l'adapta-
tion à des tranches de différentes tailles On peut accomplir l'une ou l'autre de ces opérations, ou les deux, en enlevant les vis à serrage à main 92 et en enlevant la structure de plaque de compression 81 et, si nécessaire, en sortant la membrane 16 des tiges de montage 66 On monte les nouveaux 1 1
éléments et on met en place les vis à serrage à main 92.
On a mesuré les performances de refroidissement de tranche de l'appareil représenté sur les figures 1-3 et
décrit ci-dessus, dans le cadre d'une installation d'implan-
tation, en utilisant un thermoccuple fixé à la surface avant
de la tranche On a implanté une tranche de 100 mm de diamè-
tre avec des ions As de 180 ke V Le fluide contenu dans
l'appareil de serrage de tranche était maintenu à une tempé-
rature de -2500, et une pression de fluide de 3,5 x 105 Pa
était utilisée pour vaincre la force du ressort de rétrac-
tion et serrer la tranche Pour un niveau de puissance d'en-
trée du faisceau d'ions de 1,0 W/cm 2, la tranche a atteint une température d'équilibre de + 2800 et pour un niveau de puissance d'entrée de 2,0 W/cm 2, la tranche a atteint une
température d'équilibre de + 690 C Ainsi, l'élévation de tem-
pérature par rapport à la température initiale de -25 o O est
approximativement de 500 C W- cm 2 Du fait que la tempéra-
ture maximale admissible pour des tranches revêtues de matiè-
re de réserve est d'environ 1350 C, l'appareil de l'invention permet un fonctionnement sur une plage étendue de niveaux de
puissance d'entrée.
L'invention procure donc un appareil pour serrer une tranche de semiconducteur dans une chambre à vide et pour refrcidir la tranche lorsqu'on lui applique la puissance d'un
faisceau d'ions La plaque de pression actionnée hydraulique-
ment procure une pression uniforme de serrage de la tranche.
* La circulation du fluide refroidi dans le soufflet assure une évacuation efficace de l'énergie thermique, à partir de la
plaque de pression et de la tranche La structure de l'appa-
reil facilite la maintenance.
Il va de soi que de nombreuses modifications peu-
vent Ctre apportées au dispositif décrit et représenté, sans
sortir du cadre de l'invention.
REVESEDICA Ti O Nl S
1 Appareil pour serrer une tranche de semiconduc-
teur ( 8) dans une chambre à vide pendant le traitement de cette tranche, caractérisé en ce qu'il comprend: un chassis ( 14); une plaque de compression ( 12) accouplée au ch Cssis ( 14) et conçue de façon à venir en contact avec la tranche de semiconducteur ( 8); une plaque de pression ( 18) mobile par rapport à la plaque de compression ( 12), conçue de façon à se déplacer entre une position rétractée, dans laquelle la plaque de compression et la plaque de pression définissent une fente de réception de tranche ( 10), et une position de serrage de tranche dans laquelle la plaque de pression serre
fermement la tranche contre la plaque de compression; un or-
gane ( 20) contenant un fluide, qui est monté entre le chassis ( 14) et la plaque de pression ( 18), cet organe contenant un
fluide ( 22) qui, lorsqu'on lui applique une pression prédé-
terminée, actionne l'organe et provoque le mouvement de la
plaque de pression ( 18) de la position rétractée vers la po-
sition de serrage de tranche; des moyens ( 46) destinés à appliquer au fluide la pression prédéterminée lorsque le mouvement de la plaque de pression ( 18) vers la position de
serrage de tranche est désiré; et des moyens ( 28, 29) des-
tinés à rétracter la plaque de pression vers la position ré-
tractée lorsque la pression prédéterminée n'est plus appli-
quée au fluide.
2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe contenant un fluide comporte un soufflet
( 20) qui se dilate sous l'effet de l'application de la pres-
sion prédéterminée, ce qui déplace la plaque de pression ( 18)
dans la direction de la plaque de compression ( 12).
3 Appareil selon la revendication 2,caractérisé en ce qu'il comprend en outre une membrane ( 16) flexible et
conductrice de la chaleur qui est positionnée entre la pla-
que de pression ( 18) et la tranche ( 8) de façon à assurer la conduction thermique entre ces éléments lorsque la plaque de
pression ( 18) est dans la position de serrage de tranche.
4 o Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque de compression ( 12) vient en contact
avec la face avant de la tranche ( 8), sur son bord circonfé-
rentiel, et la plaque de pression ( 18) presse la membrane conductrice de la chaleur ( 16) contre la face arrière de la
tranche ( 8), dans la position de serrage de tranche.
5 Appareil selon la revendication 2, caractérisé
en ce que les moyens destinés à appliquer la pression prédé-
terminée comprennent un passage de fluide ( 30, 32) dans le chassis ( 14), en direction du soufflet ( 20), assurant la com-
munication avec une source de pression.
6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé
en ce que les moyens destinés à rétracter la plaque de pres-
sion ( 18) comprennent un ressort de rétraction ( 28) qui est
monté entre le chessis ( 14) et la plaque de pression ( 18).
7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé
en ce que le fluide ( 22) consiste en méthanol.
8 Appareil pour serrer une tranche de semiconduc-
teur ( 8) dans une chambre à vide et pour assurer le refroi-
dissement de la tranche pendant son traitement, caractérisé
en ce qu'il comprend: un châssis ( 14); une plaque de com-
pression ( 12) qui est accouplée au chassis ( 14) et qui est
conçue de façon à venir en contact avec la tranche de semi-
conducteur ( 8); une plaque de pression ( 18), mobile par rapport à la plaque de compression ( 12) et conçue de façon à se déplacer entre une position rétractée, dans laquelle la plaque de compression et la plaque de pression définissent une fente de réception de tranche ( 10), et ure position de serrage de tranche, dans laquelle la plaque de pression ( 18)
serre fermement la tranche ( 8) contre la plaque de compres-
sion ( 12); une membrane ( 16) flexible et conductrice de la chaleur, qui est positionnée entre la plaque de pression ( 18) et la tranche ( 8), de façon à assurer la conduction thermique entre ces éléments lorsque la plaque de pression est dans la position de serrage de tranche; un soufflet ( 20) monté entre le ch Cssis ( 14) et la plaque de pression ( 18), ce soufflet contenant un fluide ( 22) qui, lorsqu'on lui applique une pression prédéterminée, actionne le soufflet et provoque le
mouvement de la plaque de pression ( 18) de la position rétrac-
tée vers la position de serrage de tranche, ce soufflet étant en contact thermique avec la plaque de pression ( 18); des moyens ( 46) destinés à appliquer une pression rrédét-erinée au fluide ( 22) lorsque le mouvement de la plaque de pression ( 18) vers la position de serrage de tranche est désiré; des moyens ( 36, 38, 44) destinés à refroidir le fluide; et des moyens ( 23, 29) destinés à rétracter la plaque de pression vers la position rétractée lorsque la pression prédéterminée
n'est plus appliquée au fluide, grâce à quoi l'énergie ther-
mique est transférée de la tranche ( 8) vers le fluide ( 22), par l'intermédiaire de la membrane ( 16) et de la plaque de
pression ( 18).
9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la plaque de compression ( 12) vient en contact avec la face avant de la tranche ( 8) sur son bord circonférentiel, et la plaque de pression ( 12) presse la membrane conductrice de la chaleur ( 16) contre la-face arrière de la tranche ( 8),
dans la position de serrage de tranche.
Appareil selon la revendication 9, caractérisé
en ce que les moyens de refroidissement du fluide ( 22) com-
prennent une pompe ( 36) et un échangeur de chaleur ( 38) qui sont branchés au soufflet ( 20), dans un circuit fermé ( 34),
cette pompe ( 36) faisant circuler le fluide ( 22) dans le cir-
cuit fermé, y compris dans le soufflet, tandis que l'échan-
geur de chaleur ( 38) extrait de l'énergie thermique à partir
du fluide.
11 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur ( 38) comprend une chambre de fluide ( 40) dans laquelle se trouve une sonde réfrigérée
( 42).
12 Appareil selon la revendication 10, caractérisé
en ce que les moyens destinés à appliquer la pression prédé-
terminée comprennent un accumulateur ( 46) dans lequel de l'air agit sur le fluide et qui est en communication avec le
soufflet ( 20).
13 Appareil selon la revendication 12, caractérisé
en ce que le fluide ( 22) consiste en méthanol.
14 Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la membrane conductrice de la chaleur ( 16) mesure
au moins 0,75 mm d'épaisseur.
'ppareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que la membrane conductrice de la chaleur ( 16) consiste
en caoutchouc contenant mune matière conductrice de la chaleur.
16 Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que la membrane conductrice de la chaleur ( 16) consisté
en caoutchouc contenant du béryllium.
17 Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la plaque de compression ( 12) est traversée par une ouverture ( 24) de dimension légèrement inférieure à celle de la tranche ( 8), et la plaque de pression ( 18) comprend une surface avant courbe convexe qui serre la tranche ( 8) sur
son bord circonférentiel, contre la périphérie de l'ouverture-
dans la position de serrage de tranche; et en ce que la pla-
que de pression ( 18) est accouplée au soufflet ( 20) au niveau de sa surface arrière, directement derrière la tranche ( 8) 18 Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des amortisseurs ( 86) destinés à positionner la tranche ( 8) par rapport à l'ouverture ( 24), dans la tranche de réception de tranche ( 10)o 19 Appareil destiné à refroidir une tranche de semiconducteur ( 8) pendant l'implantation dans une chambre d'implantation ionique, caractérisé en ce qu'il comprend À un châssis ( 14); une plaque de compression ( 12) accouplée au chassis ( 14) et conçue de façon à venir en contact avec la
tranche de semiconducteur ( 8), au niveau de son bord circon-
férentiel; une plaque de pression ( 18),mobile par rapport à la plaque de compression ( 12), conçue de façon à se déplacer
entre une position rétractée, dans laquelle la plaque de com-
pression et la plaque de pression définissent une fente de réception de tranche ( 10), et une position de serrage de
tranche, dans laquelle la plaque de pression ( 18) serre fer-
mement la tranche de semiconducteur ( 8) contre la plaque de compression ( 12); une structure de membrane ( 69) qui comprend
une membrane ( 16) flexible et conductrice de la chaleur, po-
sitionnée entre la plaque de pression ( 18) et la tranche ( 8) de façon à assurer la conduction thermique entre ces éléments lorsque la plaque de pression est dans la position de serrage
de tranche, et un porte-membrane ( 70) qui mairitier-' la e-
brane conductrice de la chaleur ( 16), à sa _ériphrie, et qui est accouplé au châssis ( 14); un soufflet ( 20) qui est monté entre le châssis ( 14) et la plasque de pression ( 18), ce soufflet contenant un fluide ( 22) qui, lorsqu'on liui a- plique une pression prédéterminée, provoque la dilatation du scufflet et le mouvement de la plaque de pression ( 18) de la position rétractée vers la position de serrage de tranche, ce fluide ( 22) étant en contact ther-ioque avec la plaque de pression; des moyens ( 46) destinés à appliquer au fluide -la pression prédéterminée lorsque le mouvement de la plaque de
pression ( 18) vers la position de serrage de tranche est dé-
siré; des moyens ( 36, 38, 44) destinés à refroidir le fluide ( 22); et des moyens ( 28, 29) destinés à rétracter la plaque
de pression ( 18) vers la position rétractée, lorsque la pres-
sion prédéterminée n'est plus appliquée au fluide, grâce à quoi l'énergie thermique est transférée de la tranche ( 8) vers le fluide ( 22), par l'intermédiaire de la membrane ( 16)
et de la plaque de pression ( 18).
20 Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que la plaque de compression ( 12) et la structure de membrane ( 69) sont accouplées au chassis ( 14) par un certain nombre de tiges ( 66) qui traversent la structure de membrane
( 69) et la plaque de compression ( 12) et par un certain nom-
bre d'éléments d'assemblage ( 92) qui sont accouplés aux tiges
( 69), grâce à quoi la plaque de compression ( 12) et la struc-
ture de membrane ( 69) peuvent aisément etre démontées de l'appareil, en enlevant les éléments d'assemblage ( 92) qui se trouvent sur les tiges ( 69)
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| US32451281A | 1981-11-24 | 1981-11-24 |
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| FR8219603A Granted FR2517124A1 (fr) | 1981-11-24 | 1982-11-23 | Appareil de serrage de tranches de semi-conducteur actionne de facon hydraulique |
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Citations (2)
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| EP0016579A1 (fr) * | 1979-03-16 | 1980-10-01 | Varian Associates, Inc. | Appareil pour le fixage mécanique d'une plaquette semiconductrice contre une surface pliable et thermo-conductive |
| FR2501907A1 (fr) * | 1981-03-13 | 1982-09-17 | Thomson Csf | Procede de positionnement, de maintien d'un substrat plan sur une platine porte-substrat et de retrait de ce substrat ainsi que l'appareillage pour la mise en oeuvre du procede |
-
1982
- 1982-11-11 GB GB08232241A patent/GB2109996B/en not_active Expired
- 1982-11-19 DE DE19823242856 patent/DE3242856A1/de not_active Withdrawn
- 1982-11-22 JP JP20383582A patent/JPS5893247A/ja active Pending
- 1982-11-23 FR FR8219603A patent/FR2517124A1/fr active Granted
- 1982-11-23 NL NL8204560A patent/NL8204560A/nl not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| EP0016579A1 (fr) * | 1979-03-16 | 1980-10-01 | Varian Associates, Inc. | Appareil pour le fixage mécanique d'une plaquette semiconductrice contre une surface pliable et thermo-conductive |
| FR2501907A1 (fr) * | 1981-03-13 | 1982-09-17 | Thomson Csf | Procede de positionnement, de maintien d'un substrat plan sur une platine porte-substrat et de retrait de ce substrat ainsi que l'appareillage pour la mise en oeuvre du procede |
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| Publication number | Publication date |
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