FR2585460A1 - Arm for automatically introducing support boats of silicon discs into a tubular oven for the manufacture of integrated microcircuits - Google Patents
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Abstract
Description
Bras pour l'enfournement automatique de nacelles-supports
de disques de silicium à l'intérieur d'un four tubulaire,
en vue de la fabrication de micro-circuits intégrés.Arm for automatic loading of support cradles
silicon disks inside a tube furnace,
for the production of integrated micro-circuits.
La présente invention concerne une structure de bras, appartenant à un appareil automatique pour l'enfournement de nacelles-supports en quartz, silicium ou carbure de silicium, chargées de disques de silicium utilisé comme matière semi-conductrice, à l'intérieur d'un four de diffusion gazeuse avec tube de traitement en quartz, silicium, carbure de silicium ou autre. Cette invention concerne une étape de la fabrication des micro-circuits intégrés. The present invention relates to an arm structure, belonging to an automatic device for charging quartz, silicon or silicon carbide support nacelles, loaded with silicon disks used as semiconductor material, inside a gas diffusion furnace with quartz, silicon, silicon carbide or other treatment tube. This invention relates to a step in the manufacture of integrated micro-circuits.
Le tube de traitement d'un tel four, ayant son axe horizontal, est ouvert à l'une de ses extrémités de manière à pouvoir recevoir des nacelles-supports disposées en ligne et chargées des disques de silicium à traiter, chaque nacelle-support comportant des barreaux parallèles qui présentent des séries de fentes dans lesquelles sont positionnés les disques de silicium. Il convient d'introduire les nacelles-supports à l'intérieur du tube de traitement, et de les en extraire après achèvement du traitement dans le four.Ceci est réalisé de façon généralement connue au moyen d'un bras mobile en porte-à-faux qui, animé d'un mouvement de translation horizontal parallèle à l'axe du tube de traitement du four, ainsi que d'un mouvement de monte et baisse, permet d'amener et de déposer les nacelles-supports dans le tube de traitement, et de venir reprendre les nacelles-supports, en les soulevant et en les retirant. The treatment tube of such an oven, having its horizontal axis, is open at one of its ends so as to be able to receive support nacelles arranged in line and loaded with the silicon disks to be treated, each support nacelle comprising parallel bars which have a series of slots in which the silicon disks are positioned. The support nacelles should be introduced inside the treatment tube, and extracted therefrom after completion of the treatment in the furnace. This is carried out in a generally known manner by means of a movable arm in support scythe which, driven by a horizontal translational movement parallel to the axis of the furnace treatment tube, as well as an up and down movement, makes it possible to bring and deposit the nacelles-supports in the treatment tube , and come back to the support nacelles, by lifting and removing them.
Lors de l'extraction des nacelles-supports chargées des disques de silicium chauds, il convient de les entraîner progressivement vers une zone froide, en évitant autant que possible, à la sortie du four, une mise en contact avec l'air ambiant qui provoque une oxydation. When extracting the loaded nacelles-carriers from the hot silicon disks, they should be gradually drawn towards a cold zone, avoiding as much as possible, at the exit of the oven, contact with the ambient air which causes oxidation.
Les bras d'enfournement actuels, qui se présentent comme une palette allongée sur laquelle les nacelles-supports viennent reposer directement ou par l'intermédiaire d'un chevalet, ne donnent pas entière satisfaction de ce point de vue. En outre, ces bras présentent une certaine faiblesse mecanique.The current charging arms, which appear as an elongated pallet on which the support nacelles come to rest directly or by means of an easel, are not entirely satisfactory from this point of view. In addition, these arms have a certain mechanical weakness.
La présente invention fournît une structure de bras d'enfournement évitant ces inconvénients. The present invention provides a charging arm structure avoiding these drawbacks.
A cet effet, le bras selon l'invention pour l'enfournement automatique de nacelles-supports de disques de silicium à l'intérieur d'un four tubulaire possède, lui-même, une forme tubulaire, avec un diamètre compris entre celui du tube de traitement du four et celui des disques de silicium, et il présente dans sa partie inférieure une fente longitudinale débouchant à son extrémité libre, ce bras tubulaire étant apte à soutenir les nacelles-supports et/ou un chevalet recevant les nacelles-supports par les régions des deux bords parallèles de sa fente longitudinale. To this end, the arm according to the invention for the automatic loading of nacelle-carriers for silicon discs inside a tubular furnace has, itself, a tubular shape, with a diameter between that of the tube for treating the furnace and that of the silicon disks, and it has in its lower part a longitudinal slot opening at its free end, this tubular arm being able to support the support nacelles and / or an easel receiving the support nacelles by the regions of the two parallel edges of its longitudinal slit.
On réalise ainsi un bras permettant de prélever, de déplacer et de déposer les nacelles-supports comme un bras d'enfournement classique, mais dont la conformation tubulaire assure en outre une protection des disques de silicium positionnés sur les nacelles-supports, en formant un véritable écran d'isolation tout autour de ces disques. Ce bras permet donc d'extraire du four les disques de silicium chauds, sans que ceux-ci soient, pendant leur refroidissement, au contact de l'oxygène de l'air ; en conséquence il devient possible de ressortir beaucoup plus facilement les disques du four. One thus realizes an arm making it possible to pick up, move and deposit the support nacelles like a conventional charging arm, but whose tubular conformation furthermore provides protection for the silicon disks positioned on the support nacelles, by forming a real isolation screen all around these discs. This arm therefore makes it possible to extract the hot silicon disks from the furnace, without these being, during their cooling, in contact with the oxygen of the air; as a result it becomes possible to remove the disks from the oven much more easily.
Etant en forme de tube, donc de section circulaire, le bras d'enfournement selon l'invention est très résistant à la charge, pour des dimensions transversales relativement faibles ne nécessitant pas l'utilisation d'un four tubulaire de gros diamètre. Ce bras peut être usiné facilement et économiquement, à partir d'un simple tube cylindrique que l'on échancre en partant d'une extrémité afin de réaliser la fente longitudinale. Being in the form of a tube, therefore of circular section, the charging arm according to the invention is very resistant to load, for relatively small transverse dimensions not requiring the use of a tubular oven of large diameter. This arm can be machined easily and economically, from a simple cylindrical tube which is notched starting from one end in order to produce the longitudinal slot.
Avantageusement, le bras d'enfournement tubulaire selon l'invention est pourvu, dans une région tubulaire éloignée de sa fente longitudinale, de moyens pour l'injection d'un gaz neutre à l'intérieur de ce bras tubulaire ; l'injection de gaz ainsi réalisée maintient un "tampon gazeux" permettant d'effectuer le retrait des nacelles-supports sous atmosphère neutre, en empêchant l'entrée de l'air ambiant, et de purger l'intérieur du bras d'enfournement. Advantageously, the tubular charging arm according to the invention is provided, in a tubular region remote from its longitudinal slot, with means for injecting a neutral gas inside this tubular arm; the gas injection thus produced maintains a "gas buffer" allowing the removal of the support nacelles in a neutral atmosphere, preventing the entry of ambient air, and purging the interior of the charging arm.
Ce bras d'enfournement est réalisable lui-même en quartz, en carbure de silicium, en polysilicium, etc... Il peut être supporté par un boîtier déplaçable en translation le long d'une glissière horizontale, et incluant un dispositif commandant la montée et la descente de ce bras, qui pourra ainsi être déplacé parallèlement à l'axe du four, et effectuer des mouvements de dépose et de soulèvement des nacelles, soutenues par les régions des bords de sa fente. This charging arm is itself achievable in quartz, silicon carbide, polysilicon, etc. It can be supported by a housing that can be moved in translation along a horizontal slide, and includes a device controlling the ascent and the descent of this arm, which can thus be moved parallel to the axis of the oven, and make movements for removing and lifting the nacelles, supported by the regions of the edges of its slot.
De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce bras d'enfournement. In any case, the invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing representing, by way of nonlimiting example, an embodiment of this charging arm.
Figure 1 est une vue en perspective montrant un bras d'enfournement conforme à l'invention, avec son boîtier support
Figure 2 est une vue en coupe transversale du bras d'enfournement et du tube de traitement du four dans lequel est introduit ce bras, représenté dans sa position haute permettant l'amenée et le retrait des nacelles-supports
Figure 3 est une vue en coupe similaire à figure 2, mais représentant le bras dans sa position basse, lui permettant de se dégager après dépose des nacelles-supports, ou de revenir chercher ces dernières;
Figures 4 à 9 sont des vues très schématiques du bras et du tube de traitement, dans la phase d'enfournement
Figures 10 à 13 sont des vues similaires aux précédentes, mais correspondant à la phase de défournement.Figure 1 is a perspective view showing a charging arm according to the invention, with its support housing
Figure 2 is a cross-sectional view of the charging arm and the oven treatment tube into which this arm is inserted, shown in its high position allowing the supply and removal of the support cradles
Figure 3 is a sectional view similar to Figure 2, but showing the arm in its low position, allowing it to disengage after removal of the support nacelles, or to return to get the latter;
Figures 4 to 9 are very schematic views of the arm and the treatment tube, in the charging phase
Figures 10 to 13 are views similar to the previous ones, but corresponding to the unloading phase.
Le bras (1) représenté au dessin fait partie d'un appareil complet d'enfournement automatique, réalisable selon la demande de brevet français n0 84.04321 du 12 mars 1984, qui est associé à un four de diffusion gazeuse comprenant un tube de traitement (2) d'axe horizontal. Comme le montre très schématiquement la figure 1, l'appareil d'enfournement considéré est pourvu d'une glissière horizontale (3) parallèle à l'axe du tube de traitement (2), le long de laquelle est déplaçable, grâce à un mécanisme d'avance, un boîtier (4) de forme générale rectangulaire.Le boîtier (4) supporte le bras d'enfournement (1), par sa partie postérieure (la), et il comporte un dispositif de monte et baisse permettant de déplacer verticalement ce bras (1), de façon très lente, les moyens de fixation (5) du bras d'enfournement (1) étant indiqués très schématiquement aux figures 4 et suivantes. The arm (1) shown in the drawing is part of a complete automatic charging apparatus, which can be produced according to French patent application No. 84.04321 of March 12, 1984, which is associated with a gas diffusion furnace comprising a treatment tube (2 ) horizontal axis. As shown very schematically in Figure 1, the charging device considered is provided with a horizontal slide (3) parallel to the axis of the treatment tube (2), along which is movable, thanks to a mechanism in advance, a box (4) of generally rectangular shape. The box (4) supports the charging arm (1), by its rear part (la), and it includes a raising and lowering device making it possible to move vertically this arm (1), very slowly, the fixing means (5) of the charging arm (1) being indicated very schematically in Figures 4 and following.
Le bras d'enfourment (1) lui-même possède une forme générale tubulaire, avec un diamètre (D1) inférieur au diamètre intérieur (D2) du tube de traitement (2) -voir figure 2. La partie postérieure (la) du bras (1) est rigoureusement tubulaire, tandis que la partie antérieure (lob) de ce bras est échancrée par une fente longitudinale (6), ménagée le long d'une génératrice inférieure. La fente (6), qui débouche à l'extré- mité libre du bras tubulaire (1), est obtenue par usinage du tube, par exemple en quartz, à partir duquel est réalisé le bras. Cette fente (6) peut posséder, par exemple, une longueur d'environ 800 mm, et une largeur de tordre de 40 mm. The loading arm (1) itself has a generally tubular shape, with a diameter (D1) smaller than the inside diameter (D2) of the treatment tube (2) - see Figure 2. The posterior part (la) of the arm (1) is strictly tubular, while the front part (lob) of this arm is notched by a longitudinal slot (6), formed along a lower generatrix. The slot (6), which opens at the free end of the tubular arm (1), is obtained by machining the tube, for example quartz, from which the arm is made. This slot (6) can have, for example, a length of about 800 mm, and a twisting width of 40 mm.
Le bras d'enfournement (1) peut encore comporter, dans sa partie postérieure (la), un orifice d'injection de gaz neutre (7), raccordé à une alimentation en gaz non représentée. The charging arm (1) may also include, in its rear part (la), a neutral gas injection orifice (7), connected to a gas supply, not shown.
Ce bras (1) est destiné à l'enfournement d'une série de nacellessupports (8) chargées de disques de silicium (9), visibles aux figures 2 et suivantes. D'une manière connue, chaque nacelle (8) réalisée en quartz ou en silicium ou en carbure de silicium, est formée de plusieurs barreaux parallèles (10) qui sont reliés entre eux et qui comportent des fentes transversales ménagées en correspondance, dans lesquelles sont positionnés les disques de silicium (9). Les différentes nacelles (8) chargées des disques (9) sont placées sur un chevalet allongé (il), constituant leur support commun, qui est pourvu de pieds (12) lui permettant de reposer sur toute surface. This arm (1) is intended for charging a series of nacellessupports (8) loaded with silicon discs (9), visible in Figures 2 and following. In a known manner, each nacelle (8) made of quartz or of silicon or of silicon carbide, is formed by several parallel bars (10) which are interconnected and which have transverse slots made in correspondence, in which are positioned the silicon discs (9). The various nacelles (8) loaded with the discs (9) are placed on an elongated easel (il), constituting their common support, which is provided with feet (12) allowing it to rest on any surface.
Le bras d'enfournement (1) avec sa fente longitudinale (6) est conçu pour prélever, déplacer et déposer le chevalet (11) supportant les nacelles-supports (8). Plus particulièrement, comme le montre la figure 2, le bras (I) soutient le chevalet (11) par ses parties latérales, reposant sur les régions des deux bords parallèles (6a, 6b) de la fente (6), les pieds (12) du chevalet (11) passant au travers de la fente (6). The charging arm (1) with its longitudinal slot (6) is designed to pick up, move and deposit the easel (11) supporting the support nacelles (8). More particularly, as shown in FIG. 2, the arm (I) supports the easel (11) by its lateral parts, resting on the regions of the two parallel edges (6a, 6b) of the slot (6), the feet (12 ) of the easel (11) passing through the slot (6).
Dans cette position, les nacelles (8) sont entourées par le bras tubulaire (1), les disques de silicium (9) qui sont supportés par les nacelles (8) ayant un diamètre (D3) inférieur au diamètre intérieur du bras tubulaire (1).In this position, the nacelles (8) are surrounded by the tubular arm (1), the silicon discs (9) which are supported by the nacelles (8) having a diameter (D3) smaller than the inside diameter of the tubular arm (1 ).
La position "haute" du bras d'enfournement (1) représentée à la figure 2, permet de déplacer le bras (1) sans que les pieds (12) du chevalet (11) viennent en contact avec le tube de traitement (2) du four, pour l'amenée et le retrait des nacelles-supports (8). Dans la position "basse" du bras (1), représentée à la figure 3, les bords (6a, 6b) de la fente (6) sont situés dans le tube (2) à une hauteur inférieure à celle des pieds (12) du chevalet (11), qui peut alors reposer sur la surface inférieure du tube (2), ce qui permet de dégager le bras (1) après dépose du chevalet (11), ou de revenir chercher le chevalet (11) sans le heurter. The "high" position of the charging arm (1) shown in FIG. 2 allows the arm (1) to be moved without the feet (12) of the easel (11) coming into contact with the treatment tube (2) from the oven, for supplying and removing the support nacelles (8). In the "low" position of the arm (1), shown in FIG. 3, the edges (6a, 6b) of the slot (6) are located in the tube (2) at a height lower than that of the feet (12) the easel (11), which can then rest on the lower surface of the tube (2), which makes it possible to free the arm (1) after removing the easel (11), or to come back to seek the easel (11) without hitting it .
Les figures 4 à 9 illustrent le fonctionnement du bras (1) précédemment décrit, au cours d'une phase opératoire d'enfournement d'une série de nacelles-supports (8) chargées de disques (9) et placées sur un chevalet (11). Le chevalet (11) est lui-même posé sur une étagère (13) au départ de la phase d'enfournement, le bras (1) étant reculé au maximum et se situant en arrière du chevalet (11) -voir figure 4. Figures 4 to 9 illustrate the operation of the arm (1) described above, during an operating phase of charging a series of support nacelles (8) loaded with discs (9) and placed on an easel (11 ). The easel (11) is itself placed on a shelf (13) at the start of the charging phase, the arm (1) being moved back as far as possible and located behind the easel (11) - see Figure 4.
Le bras (1) avance en partant de sa position la plus reculée, et vient se placer autour du chevalet (11) et des nacelles-supports (8), grâce à sa partie inférieure échancrée -voir figure 5. Le bras (1) est alors levé, et il soulève le chevalet (11) avec les nacelles (8) au-dessus de l'étagère (13) -voir figure 6. The arm (1) advances from its most remote position, and is placed around the bridge (11) and the support nacelles (8), thanks to its lower notched part - see Figure 5. The arm (1) is then lifted, and it raises the easel (11) with the cradles (8) above the shelf (13) - see Figure 6.
Le bras d'enfournement (1) avance une nouvelle fois, emportant le chevalet (11) et les nacelles (8) à l'intérieur du tube de traitement (2) du four -voir figure 7. Puis le bras (1) descend et dépose sa charge au centre du tube de traitement (2) -voir figure 8. Le chevalet (11) vient ainsi reposer sur le fond du tube (2) par ses pieds (12), pour maintenir les nacelles (8) chargées des disques (9) à l'intérieur de ce tube (2). The charging arm (1) advances again, carrying the easel (11) and the cradles (8) inside the treatment tube (2) of the oven - see Figure 7. Then the arm (1) goes down and deposits its load in the center of the treatment tube (2) - see Figure 8. The easel (11) thus comes to rest on the bottom of the tube (2) by its feet (12), to keep the nacelles (8) loaded with discs (9) inside this tube (2).
Le bras (1), s'étant libéré de sa charge en descendant, est enfin reculé et entièrement sorti du tube de traitement (2) du four -voir figure 9. The arm (1), having freed itself from its load on its way down, is finally moved back and completely removed from the treatment tube (2) of the oven - see FIG. 9.
Les figures suivantes 10 à 13 illustrent le fonctionnement du même bras (1) , au cours d'une phase de défournement. Dans l'ensemble, les mouvements s'effectuent ici en sens opposé et dans l'ordre inverse de la phase d'enfournement
Le bras (1) avance d'abord, en s'introduisant dans le tube de traitement (2) jusqu'à venir sous le chevalet (11) -voir figure 10.The following figures 10 to 13 illustrate the operation of the same arm (1), during a charging phase. On the whole, the movements are carried out here in the opposite direction and in the reverse order of the charging phase.
The arm (1) advances first, by introducing itself into the treatment tube (2) until it comes under the easel (11) - see Figure 10.
Ensuite, le bras (1) monte de manière à soulever le chevalet (11), qu'il reprend en charge avec les nacelles (8) et les disques (9) -voir figure 11. Le bras (1) recule alors, jusqu'à ce que le chevalet (11) qu'il ramène avec lui parvienne au-dessus de l'étagère (13) -voir figure 12. Le chevalet (11) est déposé sur l'étagère (13) par une descente du bras (1), qui enfin se dégage vers l'arrière pour reprendre sa position initiale -voir figure 13.Then, the arm (1) rises so as to raise the bridge (11), which it takes over with the nacelles (8) and the discs (9) - see Figure 11. The arm (1) then moves back, until 'that the easel (11) which he brings with him reaches above the shelf (13) - see Figure 12. The easel (11) is placed on the shelf (13) by a descent of the arm (1), which finally releases towards the rear to return to its initial position - see Figure 13.
On notera qu au cours du mouvement de recul du bras (1) remportant le chevalet (11) avec les nacelles-supports (8), soit entre les positions des figures 11 et 12, la conformation tubulaire du bras (1) forme écran et assure une protection des disques de silicium (9), en les entourant presque complètement, ce qui évite leur contact avec l'air ambiant. Ce résultat est encore amélioré en injectant un gaz neutre
Bien entendu, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce bras d'enfournement qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention par des modifications de la matière ou des dimensions du bras d'enfournement, ou encore en utilisant ce bras avec des nacelles-supports et/ou des chevalets d'un autre type que celui apparaissant sur le dessin. It will be noted that during the backward movement of the arm (1) winning the easel (11) with the support nacelles (8), that is to say between the positions of FIGS. 11 and 12, the tubular conformation of the arm (1) forms a screen and provides protection for the silicon discs (9), by surrounding them almost completely, which avoids their contact with the ambient air. This result is further improved by injecting a neutral gas
Of course, the invention is not limited to the only embodiment of this charging arm which has been described above, by way of example; on the contrary, it embraces all of the variant embodiments and applications respecting the same principle. Thus, in particular, that one would not depart from the scope of the invention by modifications of the material or dimensions of the charging arm, or even by using this arm with support nacelles and / or easels of another type than that appearing on the drawing.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR8511913A FR2585460B1 (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | ARM FOR THE AUTOMATIC DELIVERY OF SILICON DISC HOLDER NACELLES WITHIN A TUBULAR OVEN, FOR THE MANUFACTURE OF INTEGRATED MICRO-CIRCUITS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8511913A FR2585460B1 (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | ARM FOR THE AUTOMATIC DELIVERY OF SILICON DISC HOLDER NACELLES WITHIN A TUBULAR OVEN, FOR THE MANUFACTURE OF INTEGRATED MICRO-CIRCUITS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2585460A1 true FR2585460A1 (en) | 1987-01-30 |
| FR2585460B1 FR2585460B1 (en) | 1987-11-27 |
Family
ID=9321950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8511913A Expired FR2585460B1 (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | ARM FOR THE AUTOMATIC DELIVERY OF SILICON DISC HOLDER NACELLES WITHIN A TUBULAR OVEN, FOR THE MANUFACTURE OF INTEGRATED MICRO-CIRCUITS |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| FR (1) | FR2585460B1 (en) |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2585460B1 (en) | 1987-11-27 |
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