FR3139904A1 - Device for measuring gas contamination of a semiconductor substrate transport enclosure and associated measurement method - Google Patents
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Abstract
Dispositif de mesure de la contamination gazeuse d’une enceinte de transport de substrats semi-conducteurs et procédé de mesure associé Dispositif de mesure (1) de la contamination gazeuse d’une enceinte de transport (2) pour le convoyage et le stockage atmosphérique d’au moins un substrat semi-conducteur (6), ladite enceinte (2) comprenant une porte (4b) et une coque (4a) pouvant être fermée par la porte (4b) au niveau d’une zone de joint (7), l’enceinte (2) étant munie d’au moins un port de ventilation (9, 11, 13, 15), le dispositif de mesure (1) comprenant au moins un analyseur (29) configuré pour mesurer la concentration d’au moins un contaminant gazeux, le dispositif de mesure (1) comprenant une interface (3) configurée pour s’accoupler à l’enceinte de transport (2), ladite interface (3) comprenant une plateforme (5) en regard de laquelle la porte (4b) de l’enceinte de transport (2) est destinée à s’accoupler en ménageant un interstice entre la plateforme (5) et la porte (4b), le dispositif de mesure (1) comprenant :- une tête de mesure (25) reliée audit au moins un analyseur (29) et configurée pour être accouplée de manière étanche à l’un du, au moins un, port de ventilation (9) de l’enceinte de transport (2),- au moins une buse d’injection (33) configurée pour injecter un gaz contrôlé dans l’interstice formé entre la plateforme (5) et la porte (4b), de sorte que le gaz contrôlé se répande au moins face à la zone de joint (7) entourant la porte (4b). Figure 1Device for measuring the gas contamination of a transport enclosure for semiconductor substrates and associated measurement method Device for measuring (1) the gas contamination of a transport enclosure (2) for conveying and atmospheric storage of 'at least one semiconductor substrate (6), said enclosure (2) comprising a door (4b) and a shell (4a) which can be closed by the door (4b) at a joint zone (7), the enclosure (2) being provided with at least one ventilation port (9, 11, 13, 15), the measuring device (1) comprising at least one analyzer (29) configured to measure the concentration of at least a gaseous contaminant, the measuring device (1) comprising an interface (3) configured to mate with the transport enclosure (2), said interface (3) comprising a platform (5) facing which the door ( 4b) of the transport enclosure (2) is intended to couple by providing a gap between the platform (5) and the door (4b), the measuring device (1) comprising: - a measuring head (25 ) connected to said at least one analyzer (29) and configured to be coupled in a sealed manner to one of the, at least one, ventilation port (9) of the transport enclosure (2), - at least one nozzle d injection (33) configured to inject a controlled gas into the gap formed between the platform (5) and the door (4b), so that the controlled gas spreads at least facing the joint zone (7) surrounding the door (4b). Figure 1
Description
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de mesure de la contamination gazeuse dans une enceinte de transport pour le convoyage et le stockage atmosphérique de substrats semi-conducteurs.The present invention relates to a device and a method for measuring gas contamination in a transport enclosure for the conveying and atmospheric storage of semiconductor substrates.
Dans l'industrie de fabrication de semi-conducteurs, des enceintes de transport tels que des FOUP (« Front Opening Unified Pod » en anglais) ou des RSP (« Reticle Storage Pod »), permettent de transporter les substrats, tels que des plaquettes d’éléments semi-conducteurs (« wafer » en anglais) ou des masques de lithogravure, d'un équipement à l'autre ou de stocker les substrats entre deux étapes de fabrication.In the semiconductor manufacturing industry, transport enclosures such as FOUP (“Front Opening Unified Pod”) or RSP (“Reticle Storage Pod”) allow substrates, such as wafers, to be transported. of semiconductor elements (“wafer” in English) or lithography masks, from one piece of equipment to another or to store the substrates between two manufacturing stages.
Ces enceintes de transport déterminent un espace confiné sous pression atmosphérique, séparé de l'environnement d'utilisation et de transport du substrat, pour le transport et le stockage d'un ou de plusieurs substrats dans les salles blanches, dans lesquelles l'atmosphère intérieure est maintenue avec un taux de contamination très bas. Ces enceintes de transport sont des éléments standardisés dont l’ouverture et la fermeture peuvent être gérées de manière automatique directement par les équipements de fabrication.These transport enclosures determine a confined space under atmospheric pressure, separated from the environment of use and transport of the substrate, for the transport and storage of one or more substrates in clean rooms, in which the interior atmosphere is maintained with a very low contamination rate. These transport enclosures are standardized elements whose opening and closing can be managed automatically directly by the manufacturing equipment.
Les enceintes de transport comportent une enveloppe rigide périphérique dont l’ouverture peut être obturée par une porte amovible, un joint de porte étant interposé entre la porte et l’enveloppe. L’enceinte de transport n’est cependant pas totalement étanche car des ports de ventilation (« breathing port » en anglais) pourvus de filtres, sont ménagés dans l’enveloppe ou la porte pour permettre l’équilibrage des pressions entre l’intérieur et l’extérieur de l’enceinte.The transport enclosures comprise a rigid peripheral envelope whose opening can be closed by a removable door, a door seal being interposed between the door and the envelope. The transport enclosure is, however, not completely airtight because ventilation ports (“breathing ports” in English) provided with filters are provided in the envelope or the door to allow the pressures to be balanced between the interior and outside the enclosure.
Pour diminuer encore les risques de contamination à l’intérieur de ces enceintes, il est actuellement préconisé de purger régulièrement l’atmosphère interne de ces enceintes.To further reduce the risks of contamination inside these enclosures, it is currently recommended to regularly purge the internal atmosphere of these enclosures.
L’atmosphère intérieure de l’enceinte est importante à contrôler car directement liée au rendement de production. Toutefois, la plupart des enceintes du marché sont plus ou moins fuyardes de sorte que de l’air extérieur peut entrer dans l’enceinte, notamment au niveau du joint de porte, et contaminer les substrats, en particulier lorsque la pression à l’intérieur de l’enceinte est inférieure à la pression extérieure et que l’air extérieur contient des traces de gaz corrosifs et/ou d’humidité. Également, les substrats à l’intérieur des enceintes peuvent dégazer des contaminants gazeux issus des précédentes étapes de fabrication. Or la présence de gaz corrosifs et/ou d’humidité à l’intérieur de l’enceinte de transport peut conduire à la réduction du nombre de puces électroniques exploitables sur une plaquette (« wafer » en anglais) ou peut conduire à l’endommagement d’un masque de lithogravure, ce qui peut avoir des conséquences particulièrement néfastes car la valeur d’un masque est très importante.The interior atmosphere of the enclosure is important to control because it is directly linked to production efficiency. However, most enclosures on the market are more or less leaky so that outside air can enter the enclosure, particularly at the door seal, and contaminate the substrates, particularly when the pressure inside of the enclosure is lower than the outside pressure and the outside air contains traces of corrosive gases and/or humidity. Also, the substrates inside the enclosures can outgas gaseous contaminants from previous manufacturing steps. However, the presence of corrosive gases and/or humidity inside the transport enclosure can lead to a reduction in the number of usable electronic chips on a wafer or can lead to damage. of a lithography mask, which can have particularly harmful consequences because the value of a mask is very important.
Il convient donc de pouvoir mesurer de manière simple le niveau de contamination gazeuse d’une enceinte de transport pour éviter d’endommager les substrats qu’elle contient.It is therefore important to be able to simply measure the level of gas contamination in a transport enclosure to avoid damaging the substrates it contains.
Une solution connue consiste à mesurer l’atmosphère intérieure de l’enceinte en prélevant un échantillon de gaz à travers un port de ventilation. Il est ainsi possible de mesurer la contamination moléculaire de l’enceinte sans avoir besoin de l’ouvrir.A known solution consists of measuring the interior atmosphere of the enclosure by taking a gas sample through a ventilation port. It is thus possible to measure the molecular contamination of the enclosure without having to open it.
Cependant, l’aspiration de l’atmosphère intérieure de l’enceinte pour mesure peut favoriser une entrée d’air extérieure compensatrice à travers les parties fuyardes de l’enceinte, et notamment par la porte. Cette entrée d’air extérieure compensatrice peut contenir des traces de contaminants gazeux, ce qui peut conduire à la contamination les substrats et rendre la mise en place d’une mesure fiable de la contamination de l’enceinte difficile à mettre en œuvre.However, the suction of the interior atmosphere of the enclosure for measurement can promote a compensating entry of external air through the leaking parts of the enclosure, and in particular through the door. This compensating external air inlet may contain traces of gaseous contaminants, which can lead to contamination of the substrates and make the establishment of a reliable measurement of enclosure contamination difficult to implement.
Un des buts de la présente invention est donc de proposer un dispositif et un procédé de mesure de la contamination d’une enceinte de transport pour le convoyage et le stockage atmosphérique de substrats pour semi-conducteurs améliorés.One of the aims of the present invention is therefore to propose a device and a method for measuring the contamination of a transport enclosure for the conveying and atmospheric storage of substrates for improved semiconductors.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de mesure de la contamination gazeuse d’une enceinte de transport pour le convoyage et le stockage atmosphérique d’au moins un substrat semi-conducteur, ladite enceinte comprenant une porte et une coque pouvant être fermée par la porte au niveau d’une zone de joint, l’enceinte étant munie d’au moins un port de ventilation, le dispositif de mesure comprenant au moins un analyseur configuré pour mesurer la concentration d’au moins un contaminant gazeux, le dispositif de mesure comprenant :
- une interface configurée pour s’accoupler à l’enceinte de transport, ladite interface comprenant une plateforme en regard de laquelle la porte de l’enceinte de transport est destinée à s’accoupler en ménageant un interstice entre la plateforme et la porte,
- une tête de mesure reliée audit au moins un analyseur et configurée pour être accouplée de manière étanche à l’un du, au moins un, port de ventilation de l’enceinte de transport,
- au moins une buse d’injection configurée pour injecter un gaz contrôlé dans l’interstice formé entre la plateforme et la porte, de sorte que le gaz contrôlé se répande au moins face à la zone de joint entourant la porte.To this end, the subject of the invention is a device for measuring the gaseous contamination of a transport enclosure for the conveying and atmospheric storage of at least one semiconductor substrate, said enclosure comprising a door and a shell which can be closed by the door at a joint zone, the enclosure being provided with at least one ventilation port, the measuring device comprising at least one analyzer configured to measure the concentration of at least one gaseous contaminant, the measuring device comprising:
- an interface configured to mate with the transport enclosure, said interface comprising a platform opposite which the door of the transport enclosure is intended to mate by providing a gap between the platform and the door,
- a measuring head connected to said at least one analyzer and configured to be coupled in a sealed manner to one of the, at least one, ventilation port of the transport enclosure,
- at least one injection nozzle configured to inject a controlled gas into the gap formed between the platform and the door, so that the controlled gas spreads at least opposite the seal zone surrounding the door.
L’utilisation d’une plateforme sur laquelle vient s’accoupler l’enceinte en ménageant un interstice en regard des zones fuyardes de l’enceinte et d’une buse d’injection configurée pour injecter un gaz contrôlé dans l’interstice lors d’une mesure de contamination permet de réduire le risque de contamination des substrats durant une mesure de contamination sans avoir à modifier l’enceinte. De plus cette solution est simple à mettre en œuvre.The use of a platform on which the enclosure is coupled by providing a gap facing the leaking zones of the enclosure and an injection nozzle configured to inject a controlled gas into the gap during a contamination measurement makes it possible to reduce the risk of contamination of the substrates during a contamination measurement without having to modify the enclosure. In addition, this solution is simple to implement.
La présente invention peut également concerner l’un des aspects suivants qui peuvent être pris seuls ou en combinaison pour former de nouveaux modes de réalisation.The present invention may also relate to any of the following aspects which may be taken alone or in combination to form new embodiments.
- La plateforme comprend au moins deux entretoises configurées pour décaler l’enceinte de transport de la plateforme pour former l’interstice dont la hauteur est comprise entre 0,1mm et 10mm, notamment 1mm ;- The platform comprises at least two spacers configured to offset the transport enclosure of the platform to form the gap whose height is between 0.1mm and 10mm, in particular 1mm;
- Le débit du gaz contrôlé injecté dans l’interstice est compris entre 1 et 20L/min, notamment entre 1 et 10L/min, notamment 5L/min de manière à remplir l’interstice formé entre la plateforme et la porte par du gaz contrôlé ;- The flow rate of the controlled gas injected into the gap is between 1 and 20L/min, in particular between 1 and 10L/min, in particular 5L/min so as to fill the gap formed between the platform and the door with controlled gas ;
- Le gaz contrôlé comprend l’un des gaz suivants :
- de l’air sec comprimé (CDA),
- de l’air sec extra propre (XCDA),
- de l’azote (N2) ;- The controlled gas includes one of the following gases:
- compressed dry air (CDA),
- extra clean dry air (XCDA),
- nitrogen (N2);
- Au moins un port de ventilation, tel qu’au moins deux ports de ventilation, est ménagé dans la porte de ladite enceinte ;- At least one ventilation port, such as at least two ventilation ports, is provided in the door of said enclosure;
- Au moins un port de ventilation, tel qu’au moins deux ports de ventilation, est ménagé dans la coque de ladite enceinte ;- At least one ventilation port, such as at least two ventilation ports, is provided in the shell of said enclosure;
- La buse d’injection est ménagée dans la plateforme en regard du centre de la porte ou dans une zone proche du centre de la porte, par exemple dans un rayon de 5cm autour du centre de la porte ;- The injection nozzle is located in the platform facing the center of the door or in an area close to the center of the door, for example within a radius of 5cm around the center of the door;
- L’interface comprend une ou plusieurs rampes d’injection s’étendant en regard de la zone de joint sur le pourtour de la porte de l’enceinte ;- The interface includes one or more injection ramps extending opposite the seal zone around the perimeter of the enclosure door;
- L’interface comprend des pions de positionnement et l’enceinte comprend des orifices borgnes complémentaires des pions de positionnement et configurés pour recevoir les pions de positionnement de l’interface ;- The interface includes positioning pins and the enclosure includes blind orifices complementary to the positioning pins and configured to receive the positioning pins of the interface;
- L’interface comporte au moins un mécanisme de clampage configuré pour maintenir l’enceinte accouplée à l’interface.- The interface includes at least one clamping mechanism configured to keep the enclosure coupled to the interface.
La présente invention concerne également un procédé de mesure de la contamination gazeuse d’une enceinte de transport pour le convoyage et le stockage atmosphérique d’au moins un substrat semi-conducteur, ladite enceinte comprenant une porte et une coque pouvant être fermée par la porte au niveau d’une zone de joint, l’enceinte comprenant au moins un port de ventilation, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- une étape de positionnement de l’enceinte sur une interface d’un dispositif de mesure, le dispositif de mesure comprenant une plateforme en regard de laquelle est destinée à venir la porte de l’enceinte,
- une étape d’accouplement de l’enceinte avec le dispositif de mesure dans laquelle une tête de mesure du dispositif de mesure est accouplée avec l’un des, au moins un, port de ventilation de l’enceinte,
- une étape d’injection d’un gaz contrôlé dans un interstice formé entre la plateforme et la porte de sorte que le gaz contrôlé se répande au moins face à la zone de joint entourant la porte,
- une étape d’aspiration des gaz de l’enceinte par le dispositif de mesure via la tête de mesure,
- une étape de mesure de la contamination du gaz aspiré via la tête de mesure par un analyseur du dispositif de mesure.The present invention also relates to a method for measuring the gas contamination of a transport enclosure for the conveying and atmospheric storage of at least one semiconductor substrate, said enclosure comprising a door and a shell which can be closed by the door at a joint zone, the enclosure comprising at least one ventilation port, said method comprising the following steps:
- a step of positioning the enclosure on an interface of a measuring device, the measuring device comprising a platform facing which the door of the enclosure is intended to come,
- a step of coupling the enclosure with the measuring device in which a measuring head of the measuring device is coupled with one of, at least one, ventilation port of the enclosure,
- a step of injecting a controlled gas into a gap formed between the platform and the door so that the controlled gas spreads at least opposite the seal zone surrounding the door,
- a step of suction of gases from the enclosure by the measuring device via the measuring head,
- a step of measuring the contamination of the gas sucked in via the measuring head by an analyzer of the measuring device.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description, given by way of illustrative and non-limiting example, and the appended drawings among which:
Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.In these figures, identical elements bear the same references.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.The following achievements are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference concerns the same embodiment, or that the characteristics only apply to a single embodiment. Simple features of different embodiments may also be combined or interchanged to provide other embodiments.
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de mesure de la contamination gazeuse d’une enceinte de transport pour le convoyage et le stockage atmosphérique de substrats semi-conducteurs.The present invention relates to a device and a method for measuring the gas contamination of a transport enclosure for the conveying and atmospheric storage of semiconductor substrates.
La
L’enceinte 2 est configurée pour recevoir au moins un substrat semi-conducteur 6 tel qu’un masque de lithogravure ou des plaquettes (« wafers » en anglais) pour permettre leur convoyage et leur stockage entre les étapes de fabrication de semi-conducteurs et éviter la contamination des substrats 6. L’atmosphère intérieure des enceintes de transport 2 est à pression atmosphérique d’air ou d’azote ou autour de la pression atmosphérique, telle que Pa +/- 5%Pa. Il s’agit par exemple de boîtes normalisées à ouverture latérale de type FOUP (« Front Opening Unified Pod » en anglais) ou de boîtes normalisées d’ouverture latérale de type MAC (« Multi Application Carrier » en anglais) ou de boîtes à ouverture inférieure de type SMIF (« Standard Mechanical InterFace » en anglais) ou de boites de transport pour masques de lithogravure de type RSP (« Reticle SMIF Pod » en anglais).The enclosure 2 is configured to receive at least one semiconductor substrate 6 such as a lithography mask or wafers to allow their conveying and storage between the semiconductor manufacturing stages and avoid contamination of substrates 6. The interior atmosphere of the transport enclosures 2 is at atmospheric pressure of air or nitrogen or around atmospheric pressure, such as Pa +/- 5%Pa. These are for example standardized boxes with side opening of the FOUP type ("Front Opening Unified Pod" in English) or standardized boxes with side opening of the MAC type ("Multi Application Carrier" in English) or boxes with opening lower type SMIF (“Standard Mechanical InterFace” in English) or transport boxes for lithographic masks of type RSP (“Reticle SMIF Pod” in English).
L’enceinte 2 comprend une enveloppe 4 formée par une porte amovible 4b et une coque rigide 4a pouvant être fermée par la porte 4b au niveau d’une zone de joint périphérique 7. La porte 4b et la coque 4a sont par exemple réalisées en matériau plastique. La porte 4b est située au niveau de la face inférieure de l’enceinte 2 et est configurée pour venir en regard de la plateforme 5. Alternativement, la porte 4b peut être disposée différemment, notamment sur un côté de l’enceinte 2.The enclosure 2 comprises an envelope 4 formed by a removable door 4b and a rigid shell 4a which can be closed by the door 4b at a peripheral joint zone 7. The door 4b and the shell 4a are for example made of material plastic. Door 4b is located at the lower face of enclosure 2 and is configured to face platform 5. Alternatively, door 4b can be arranged differently, in particular on one side of enclosure 2.
La porte 4b est munie au moins d’un premier port de ventilation 9 et un deuxième port de ventilation 11, chaque port comprenant un orifice débouchant obstrué par un filtre à particules 12 et/ou par un clapet de fermeture (non représenté) empêchant l’entrée de particules à l’intérieur de l’enceinte 2. Les ports de ventilation 9, 11 permettent à l’enceinte de transport 2 d’équilibrer l’atmosphère interne avec l’atmosphère extérieure.The door 4b is provided with at least a first ventilation port 9 and a second ventilation port 11, each port comprising an opening orifice obstructed by a particle filter 12 and/or by a closing valve (not shown) preventing the entry of particles inside the enclosure 2. The ventilation ports 9, 11 allow the transport enclosure 2 to balance the internal atmosphere with the external atmosphere.
Un gaz de purge peut ainsi être injecté dans l’enceinte 2 au niveau d’un port de ventilation 11, le surplus de gaz s’évacuant par un autre port de ventilation 9. Dans l’exemple illustré sur la
Un port de ventilation 9 est utilisé comme port de prélèvement pour prélever et analyser l’atmosphère interne de l’enceinte 2. Le ou les autres ports de ventilation 11, 13, 15 peuvent donc permettre l’introduction de gaz dans l’enceinte 2, notamment pour remplacer l’air prélevé par le port de ventilation/prélèvement 9.A ventilation port 9 is used as a sampling port to sample and analyze the internal atmosphere of enclosure 2. The other ventilation port(s) 11, 13, 15 can therefore allow the introduction of gas into enclosure 2. , in particular to replace the air taken by the ventilation/sampling port 9.
Comme représenté sur la
Comme représenté sur la
La plateforme 5 peut également comporter des entretoises 21, notamment quatre entretoises 21 par exemple agencées aux coins d’un carré comme dans l’exemple de réalisation de la
Alternativement, les pions de positionnement 19 et les orifices 17 peuvent également être configurés pour réaliser la fonction d’entretoises et permettre la création de l’interstice entre la plateforme 5 et l’enceinte 2 à l’état accouplé de l’enceinte 2 sur la plateforme 5.Alternatively, the positioning pins 19 and the orifices 17 can also be configured to perform the function of spacers and allow the creation of the gap between the platform 5 and the enclosure 2 in the coupled state of the enclosure 2 on platform 5.
La plateforme 5 comprend également une tête de mesure 23 comprenant une buse d’aspiration 25. La buse d’aspiration 25 peut faire saillie au-dessus de la plateforme 5 pour permettre un accouplement avec le port de ventilation 9 lorsque l’enceinte 2 est positionnée sur la plateforme 5 comme représenté sur la
Alternativement, la buse d’aspiration 25 peut être mobile en translation et entraînée par un dispositif de déplacement tel qu’un vérin électrique ou pneumatique. Le dispositif de déplacement est alors configuré pour déplacer la buse d’aspiration 25 vers l’enceinte 2 positionnée sur la plateforme 5. Ce déplacement provoque l’accouplement entre la buse d’aspiration 25 et le port de ventilation 9.Alternatively, the suction nozzle 25 can be movable in translation and driven by a movement device such as an electric or pneumatic cylinder. The movement device is then configured to move the suction nozzle 25 towards the enclosure 2 positioned on the platform 5. This movement causes the coupling between the suction nozzle 25 and the ventilation port 9.
L’accouplement de la buse d’aspiration 25 et du port de ventilation 9 permet une connexion étanche entre l’intérieur de l’enceinte 2 et un conduit d’aspiration 27 relié à la buse d’aspiration 25.The coupling of the suction nozzle 25 and the ventilation port 9 allows a watertight connection between the interior of the enclosure 2 and a suction conduit 27 connected to the suction nozzle 25.
Le conduit d’aspiration 27 est relié à un analyseur 29 du dispositif de mesure 1 comprenant un dispositif de prélèvement 31, par exemple une pompe à membrane.The suction conduit 27 is connected to an analyzer 29 of the measuring device 1 comprising a sampling device 31, for example a membrane pump.
L’analyseur 29 est configuré pour mesurer la concentration d’au moins un contaminant prédéfini, par exemple l’humidité, l’ammoniac (NH3), l’ozone (O3),l’acide fluorhydrique (HF), l’acide chlorhydrique (HCl), les composés organiques volatiles (VOC), les composés soufrés (SO2, H2S…), l’oxyde d’azote (Nox)...The analyzer 29 is configured to measure the concentration of at least one predefined contaminant, for example humidity, ammonia (NH 3 ), ozone (O 3 ) , hydrofluoric acid (HF), hydrochloric acid (HCl), volatile organic compounds (VOC), sulfur compounds (SO2, H2S, etc.), nitrogen oxide (Nox), etc.
Le conduit d’aspiration 27 peut comprendre une vanne 32 autorisant ou non le passage de gaz depuis la buse d’aspiration 25 vers l’analyseur 29.The suction conduit 27 may include a valve 32 authorizing or not the passage of gas from the suction nozzle 25 to the analyzer 29.
Alternativement, le dispositif de prélèvement 31 peut être externe par rapport à l’analyseur 29 et être configuré pour aspirer les gaz depuis la buse d’aspiration 25 jusqu’à l’analyseur 29.Alternatively, the sampling device 31 can be external to the analyzer 29 and be configured to suck the gases from the suction nozzle 25 to the analyzer 29.
En pratique, le dispositif de mesure de la contamination 1 peut comprendre une pluralité d’analyseur 29 reliés à un conduit d’aspiration commun, des vannes permettent alors la mise en communication fluidique ou non entre le conduit d’aspiration commun et les différents analyseurs 29.In practice, the contamination measuring device 1 can comprise a plurality of analyzers 29 connected to a common suction conduit, valves then allow fluidic communication or not between the common suction conduit and the different analyzers 29.
Il est à noter que dans ce cas, il n’y a pas de vanne bloquant le conduit d’aspiration commun pour éviter aux analyseurs 29 de tirer au vide. Par ailleurs, le conduit d’aspiration 27 (ou conduit d’aspiration commun) peut être relié à plusieurs buses d’aspiration 25. Dans ce cas, une ou plusieurs vanne(s) X-voies peu(ven)t être positionné(s) pour sélectionner le ou les ports de ventilation auxquels sont connectés fluidiquement le ou les analyseurs 29.It should be noted that in this case, there is no valve blocking the common suction pipe to prevent the analyzers 29 from drawing a vacuum. Furthermore, the suction conduit 27 (or common suction conduit) can be connected to several suction nozzles 25. In this case, one or more X-way valve(s) can be positioned ( s) to select the ventilation port(s) to which the analyzer(s) 29 are fluidly connected.
La plateforme 5 comprend également une buse d’injection 33 configurée pour injecter un gaz contrôlé dans l’interstice formé entre la plateforme 5 et l’enceinte 2. Le gaz contrôlé est par exemple comprimé. Une vanne 36 peut être disposée entre l’arrivée de gaz 34 et la buse d’injection 33 pour contrôler le débit de gaz. Le gaz contrôlé correspond par exemple à de l’air sec comprimé (CDA), de l’air sec extra propre (XCDA) ou de l’azote (N2).The platform 5 also includes an injection nozzle 33 configured to inject a controlled gas into the gap formed between the platform 5 and the enclosure 2. The controlled gas is for example compressed. A valve 36 can be placed between the gas inlet 34 and the injection nozzle 33 to control the gas flow. The controlled gas corresponds, for example, to dry compressed air (CDA), extra clean dry air (XCDA) or nitrogen (N2).
Dans le cas de la
La buse d’injection 33 peut également être placée dans une zone proche du centre de la plateforme 5, par exemple dans un rayon de 5cm autour du centre de la plateforme 5.The injection nozzle 33 can also be placed in an area close to the center of the platform 5, for example within a radius of 5cm around the center of the platform 5.
Alternativement, le nombre et la position de la ou des buses d’injection 33 peuvent être différents. En particulier, un ensemble de buses d’injection 33, par exemple sous forme de rampes d’injection, peut être disposé en regard de la périphérie de la porte 4b, notamment en regard de la zone de joint 7.Alternatively, the number and position of the injection nozzle(s) 33 may be different. In particular, a set of injection nozzles 33, for example in the form of injection rails, can be arranged facing the periphery of the door 4b, in particular facing the joint zone 7.
Une buse d’injection 33 peut également être positionnée en regard d’un port de ventilation 11, 13, 15 pour optimiser l’efficacité de la compensation comme représenté sur la
Selon un autre mode de réalisation représenté sur la
Le dispositif de mesure de la contamination 1 peut également comprendre des moyens de maintien de l’enceinte 2 sur la plateforme 5 pour permettre le maintien en position de l’enceinte 2 sur la plateforme 5 lors de la mesure de contamination.The contamination measuring device 1 may also include means for holding the enclosure 2 on the platform 5 to allow the enclosure 2 to be maintained in position on the platform 5 during the contamination measurement.
Selon un mode de réalisation représenté sur la
Les différentes étapes d’un procédé de mesure de la contamination gazeuse d’une enceinte de transport 2 utilisant le dispositif de mesure 1 présenté précédemment vont maintenant être décrites à partir de l’organigramme de la
La première étape 101 concerne une étape de positionnement de l’enceinte 2 sur l’interface 3 du dispositif de mesure 1.The first step 101 concerns a step of positioning the enclosure 2 on the interface 3 of the measuring device 1.
Dans le cas des figures 1 à 3 et 5, la porte 4b de l’enceinte 2 vient en regard de la plateforme 5 et les orifices borgnes 17 de la porte 4b viennent s’engager sur les pions de positionnement 19. L’enceinte 2 vient également en contact avec les entretoises 21 pour former un interstice entre l’enceinte 2 et la plateforme 5 et notamment entre la porte 4b de l’enceinte 2 et la plateforme 5 comme représenté sur la
La deuxième étape 102 concerne une étape de fixation de l’enceinte 2 sur l’interface 3 du dispositif de mesure 1. Cette fixation se fait par exemple par actionnement des poignées du dispositif de clampage 35.The second step 102 concerns a step of fixing the enclosure 2 on the interface 3 of the measuring device 1. This fixing is done for example by actuating the handles of the clamping device 35.
La troisième étape 103 correspond à une étape d’accouplement entre la tête de mesure 23 et le port de ventilation 9, l’accouplement se fait par exemple par emboîtement. Un joint peut être intégré à la tête de mesure 23 pour améliorer l’étanchéité.The third step 103 corresponds to a coupling step between the measuring head 23 and the ventilation port 9, the coupling is done for example by nesting. A seal can be integrated into the measuring head 23 to improve sealing.
Cette étape peut être réalisée de manière simultanée aux étapes 101 et 102, le clampage assurant l’accouplement entre la tête de mesure 23 et le port de ventilation 9. L’accouplement permet d’obtenir une connexion étanche entre l’intérieur de l’enceinte 2 et le dispositif de mesure 1.This step can be carried out simultaneously with steps 101 and 102, the clamping ensuring the coupling between the measuring head 23 and the ventilation port 9. The coupling makes it possible to obtain a tight connection between the interior of the enclosure 2 and the measuring device 1.
La quatrième étape 104 correspond à une étape d’injection d’un gaz contrôlé via la ou les buses(s) d’injection 33 dans l’interstice formé entre la plateforme 5 et la porte 4b de sorte que le gaz contrôlé se répande au moins face à la zone de joint 7 entourant la porte 4b.The fourth step 104 corresponds to a step of injecting a controlled gas via the injection nozzle(s) 33 into the gap formed between the platform 5 and the door 4b so that the controlled gas spreads to the less facing the seal zone 7 surrounding the door 4b.
Le gaz contrôlé est par exemple de l’air sec comprimé (CDA), de l’air sec extra propre (XCDA) ou de l’azote (N2). Le débit du gaz injecté dépend de la hauteur de l’interstice entre l’enceinte 2 et la plateforme 5, doit être de préférence supérieur au débit d’aspiration de la tête de mesure 23 et est par exemple compris entre 1L/min et 20L/min, notamment entre 1L/min et 10L/min, par exemple 5L/min pour un interstice de 1mm. Le débit est notamment ajusté de manière à ce que le gaz contrôlé se répande dans tout l’interstice et en particulier en regard de la zone de joint 7, formant un tapis ou coussin de gaz contrôlé, de sorte que le gaz aspiré dans l’enceinte 2 notamment à travers la zone de joint 7 durant la mesure de contamination soit majoritairement, voire totalement du gaz contrôlé.The controlled gas is for example compressed dry air (CDA), extra clean dry air (XCDA) or nitrogen (N2). The flow rate of the injected gas depends on the height of the gap between the enclosure 2 and the platform 5, must preferably be greater than the suction flow rate of the measuring head 23 and is for example between 1L/min and 20L /min, in particular between 1L/min and 10L/min, for example 5L/min for a gap of 1mm. The flow rate is in particular adjusted so that the controlled gas spreads throughout the gap and in particular opposite the joint zone 7, forming a carpet or cushion of controlled gas, so that the gas sucked into the enclosure 2 in particular through the joint zone 7 during the measurement of contamination either mainly, or even completely, of the gas being monitored.
Dans le cas où l’enceinte 2 comprend plusieurs ports de ventilation 11, 13, 15 en plus du port de ventilation accouplé à la tête de mesure 23 et que les ports de ventilation 11, 13, 15 sont situés sur la porte 4b, le gaz entrant par les ports de ventilation 11, 13, 15 lors de la mesure de contamination est alors également du gaz contrôlé, c’est-à-dire un gaz propre et/ou sec injecté par la ou les buse(s) d’injection 33.In the case where the enclosure 2 includes several ventilation ports 11, 13, 15 in addition to the ventilation port coupled to the measuring head 23 and the ventilation ports 11, 13, 15 are located on the door 4b, the gas entering through the ventilation ports 11, 13, 15 during the contamination measurement is then also controlled gas, that is to say a clean and/or dry gas injected through the nozzle(s). injection 33.
Cette réalisation est particulièrement avantageuse car elle permet d’éviter d’avoir à obstruer ou à injecter du gaz contrôlé dans les ports de ventilation autres que le port de ventilation/prélèvement accouplé à la tête de mesure 23, pour ne pas introduire de contaminants dans l’enceinte 2 lors de la mesure de contamination. L’interface 3 est ainsi nettement simplifiée. Il est néanmoins possible d’injecter de l’air contrôlé via des buses d’injection supplémentaires disposées en regard des ports de ventilation 11, 13, 15.This achievement is particularly advantageous because it avoids having to obstruct or inject controlled gas into the ventilation ports other than the ventilation/sampling port coupled to the measuring head 23, so as not to introduce contaminants into enclosure 2 during the contamination measurement. Interface 3 is thus clearly simplified. It is nevertheless possible to inject controlled air via additional injection nozzles placed opposite the ventilation ports 11, 13, 15.
La cinquième étape 105 concerne l’aspiration des gaz de l’enceinte 2 par le dispositif de mesure 1 via la tête de mesure 25. L’aspiration est réalisée par des moyens de prélèvement 31 du dispositif de mesure 1.The fifth step 105 concerns the suction of the gases from the enclosure 2 by the measuring device 1 via the measuring head 25. The suction is carried out by sampling means 31 of the measuring device 1.
L’aspiration des gaz de l’enceinte 2 provoque une dépression à l’intérieur de l’enceinte 2 de sorte que de l’air extérieur compensateur est introduit dans l’enceinte 2 via les ports de ventilation 11, 13, 15 et/ou la zone de joint 7. Cet air extérieur compensateur correspond ici au gaz contrôlé injecté à l’étape 104.The suction of gases from enclosure 2 causes a depression inside enclosure 2 so that compensating outside air is introduced into enclosure 2 via ventilation ports 11, 13, 15 and/or or the joint zone 7. This compensating outside air corresponds here to the controlled gas injected in step 104.
Ainsi, l’air aspiré via la tête de mesure 25 est remplacé dans l’enceinte 2 par du gaz contrôlé de sorte que le risque d’introduire des contaminants dans l’enceinte 2 lors de la mesure de contamination, notamment via la zone de joint 7 qui peut être fuyarde, est significativement réduit.Thus, the air sucked in via the measuring head 25 is replaced in the enclosure 2 by controlled gas so that the risk of introducing contaminants into the enclosure 2 during the contamination measurement, in particular via the zone of seal 7 which can be leaky, is significantly reduced.
La sixième étape 106 correspond à la mesure de la contamination du gaz aspiré via la tête de mesure 25 par un analyseur 29 du dispositif de mesure 1. La mesure peut concerner un ou plusieurs contaminants.The sixth step 106 corresponds to the measurement of the contamination of the gas sucked in via the measuring head 25 by an analyzer 29 of the measuring device 1. The measurement may concern one or more contaminants.
Le dispositif de mesure 1 peut comprendre plusieurs analyseurs 29 associés à la mesure de différents contaminants. La mesure de la contamination peut être réalisée pendant un temps prédéterminé, par exemple 1 minute, et le niveau de contamination peut être déduit à partir de l’évolution du niveau de contamination pendant le temps prédéterminé (le contaminant étant dilué au cours du temps avec le gaz contrôlé introduit dans l’enceinte 2 lors de la mesure).The measuring device 1 may include several analyzers 29 associated with the measurement of different contaminants. The measurement of the contamination can be carried out for a predetermined time, for example 1 minute, and the level of contamination can be deduced from the evolution of the level of contamination during the predetermined time (the contaminant being diluted over time with the controlled gas introduced into enclosure 2 during the measurement).
Le séquencement des étapes 101 à 106 précédemment décrit peut également être condensé en réalisant plusieurs étapes simultanément. L’étape 103 peut par exemple être simultanée à l’étape 101 ou à l’étape 102. L’étape 104 peut être permanente et décorrélée de la mesure, notamment s’il s’agit d’air sec comprimé (CDA) ou d’air sec extra propre (XCDA). Les étapes 104 et 105 peuvent démarrer simultanément. L’étape 106 peut démarrer au moment de la réalisation de l’étape 105.The sequencing of steps 101 to 106 previously described can also be condensed by carrying out several steps simultaneously. Step 103 can for example be simultaneous with step 101 or step 102. Step 104 can be permanent and decorrelated from the measurement, in particular if it is compressed dry air (CDA) or extra clean dry air (XCDA). Steps 104 and 105 can start simultaneously. Step 106 can start when step 105 is carried out.
Ainsi, l’injection, lors de la mesure de la contamination, de gaz contrôlé au niveau des zones fuyardes d’une enceinte 2 telle que la zone de joint 7 ou les ports de ventilation 11, 13, 15 permet d’assurer l’absence d’introduction de contaminants lors de la mesure ce qui permet de rendre la mesure de contamination plus fiable et surtout d’assurer la protection des substrats 6 lors de la mesure de contamination. Il est ainsi possible de mesurer l’atmosphère interne de l’enceinte 2 sans ouverture de l’enceinte 2 et sans risques de contamination et donc, en cours de production.Thus, the injection, when measuring the contamination, of controlled gas at the level of the leaking zones of an enclosure 2 such as the joint zone 7 or the ventilation ports 11, 13, 15 makes it possible to ensure the absence of introduction of contaminants during the measurement which makes it possible to make the contamination measurement more reliable and above all to ensure the protection of the substrates 6 during the contamination measurement. It is thus possible to measure the internal atmosphere of enclosure 2 without opening enclosure 2 and without risk of contamination and therefore, during production.
Claims (12)
- une tête de mesure (25) reliée audit au moins un analyseur (29) et configurée pour être accouplée de manière étanche à l’un du, au moins un, port de ventilation (9) de l’enceinte de transport (2),
- au moins une buse d’injection (33) configurée pour injecter un gaz contrôlé dans l’interstice formé entre la plateforme (5) et la porte (4b), de sorte que le gaz contrôlé se répande au moins face à la zone de joint (7) entourant la porte (4b).Device for measuring (1) the gas contamination of a transport enclosure (2) for the conveying and atmospheric storage of at least one semiconductor substrate (6), said enclosure (2) comprising a door (4b) and a shell (4a) which can be closed by the door (4b) at a joint zone (7), the enclosure (2) being provided with at least one ventilation port (9, 11, 13, 15), the measuring device (1) comprising at least one analyzer (29) configured to measure the concentration of at least one gaseous contaminant, characterized in that the measuring device (1) comprises an interface (3) configured to couple to the transport enclosure (2), said interface (3) comprising a platform (5) facing which the door (4b) of the transport enclosure (2) is intended to couple while sparing a gap between the platform (5) and the door (4b), the measuring device (1) comprising:
- a measuring head (25) connected to said at least one analyzer (29) and configured to be coupled in a sealed manner to one of the, at least one, ventilation port (9) of the transport enclosure (2) ,
- at least one injection nozzle (33) configured to inject a controlled gas into the gap formed between the platform (5) and the door (4b), so that the controlled gas spreads at least facing the zone of seal (7) surrounding the door (4b).
- de l’air sec comprimé (CDA),
- de l’air sec extra propre (XCDA),
- de l’azote (N2).Measuring device (1) according to one of the preceding claims in which the gas monitored comprises one of the following gases:
- compressed dry air (CDA),
- extra clean dry air (XCDA),
- nitrogen (N2).
- une étape (101) de positionnement de l’enceinte (2) sur une interface d’un dispositif de mesure (1), le dispositif de mesure (1) comprenant une plateforme (5) en regard de laquelle est destinée à venir la porte (4b) de l’enceinte (2),
- une étape (103) d’accouplement de l’enceinte (2) avec le dispositif de mesure (1) dans laquelle une tête de mesure (23) du dispositif de mesure (1) est accouplée avec l’un des, au moins un, port de ventilation (9) de l’enceinte (2),
- une étape (104) d’injection d’un gaz contrôlé dans un interstice formé entre la plateforme (5) et la porte (4b) de sorte que le gaz contrôlé se répande au moins face à la zone de joint (7) entourant la porte (4b),
- une étape (105) d’aspiration des gaz de l’enceinte par le dispositif de mesure (1) via la tête de mesure (23),
- une étape (106) de mesure de la contamination du gaz aspiré via la tête de mesure (23) par un analyseur (29) du dispositif de mesure (1).
Method for measuring the gas contamination of a transport enclosure (2) for the conveying and atmospheric storage of at least one semiconductor substrate (6), said enclosure (2) comprising a door (4b) and a shell (4a) capable of being closed by the door (4b) at a joint zone (7), the enclosure (2) comprising at least one ventilation port (9, 11, 13, 15), said method comprising the following steps:
- a step (101) of positioning the enclosure (2) on an interface of a measuring device (1), the measuring device (1) comprising a platform (5) facing which the door (4b) of the enclosure (2),
- a step (103) of coupling the enclosure (2) with the measuring device (1) in which a measuring head (23) of the measuring device (1) is coupled with one of, at least a, ventilation port (9) of the enclosure (2),
- a step (104) of injecting a controlled gas into a gap formed between the platform (5) and the door (4b) so that the controlled gas spreads at least facing the seal zone (7) surrounding the door (4b),
- a step (105) of suction of gases from the enclosure by the measuring device (1) via the measuring head (23),
- a step (106) of measuring the contamination of the gas sucked in via the measuring head (23) by an analyzer (29) of the measuring device (1).
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| FR2209474A FR3139904A1 (en) | 2022-09-20 | 2022-09-20 | Device for measuring gas contamination of a semiconductor substrate transport enclosure and associated measurement method |
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| FR3040528A1 (en) * | 2015-09-02 | 2017-03-03 | Adixen Vacuum Products | METHOD AND STATION FOR MEASURING THE CONTAMINATION OF A TRANSPORT BOX FOR CONVEYING AND ATMOSPHERIC STORAGE OF SUBSTRATES |
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- 2023-07-21 WO PCT/EP2023/070270 patent/WO2024061513A1/en unknown
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| WO2024061513A1 (en) | 2024-03-28 |
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