WO2003045593A1 - Dispositif d'extraction de gaz. - Google Patents

Dispositif d'extraction de gaz. Download PDF

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WO2003045593A1
WO2003045593A1 PCT/FR2002/004031 FR0204031W WO03045593A1 WO 2003045593 A1 WO2003045593 A1 WO 2003045593A1 FR 0204031 W FR0204031 W FR 0204031W WO 03045593 A1 WO03045593 A1 WO 03045593A1
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WO
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extraction device
enclosure
opening
gas
conduit
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PCT/FR2002/004031
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Inventor
Philippe Lyan
Philippe Montmayeul
Pierre Ferret
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
    • B08B15/02—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area using chambers or hoods covering the area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
    • B08B15/007—Fume suction nozzles arranged on a closed or semi-closed surface, e.g. on a circular, ring-shaped or rectangular surface adjacent the area where fumes are produced

Definitions

  • the present invention relates to a device for extracting gas from an enclosure.
  • This gas extraction device can be used in all areas where machines generate toxic gases and require evacuation of these gases, in particular
  • This etching or deposition operation is generally carried out at a pressure different from atmospheric pressure and hot.
  • the gases introduced interact with each other and / or with the wafer of semiconductor material
  • the enclosure is for example formed of a tube
  • the materials that interact with the gases introduced can be graphite, silicon, silicon oxide, silicon carbide, quartz, stainless steel for example.
  • the enclosure To recover the wafers thus treated, the enclosure must be returned to atmospheric pressure and opened.
  • the volatile chemical compounds that are created escape and the operator who performs the handling is directly exposed to these releases.
  • These exhaust gases can be very toxic like sulfur hydride H 2 S or phosphine PH 3 and cause nausea, headaches or more severe lesions.
  • Phosphine concentrations at the outlet of the enclosure of up to 1 ppm can be measured approximately one minute after the opening of the enclosure following a step of 5 hours of depositing silicon carbide Sic on a wafer of semi-material conductor covered with Sic silicon carbide.
  • the limit value authorized over 8 hours for an individual is only 0.3 ppm.
  • An extraction tube possibly ending in a hood can be brought near an opening of the enclosure through which gases will escape. It is intended to be connected to a suction system.
  • the tube can be positioned relative to the opening of the enclosure in such a way that the extraction takes place substantially transversely to the direction of exit of the gases or else in the direction of exit.
  • the enclosure 1 is shown diagrammatically by a tubular section. It has an opening 2 at one end of the tubular section 1.
  • the arrow indicates the direction of exit of the gas or gases discharged during the opening of the door 3 which closes the opening 2.
  • the device extraction 4 comprises a duct 5, one end of which is intended to be connected to a suction system such as a central vacuum unit (not shown) and the other end of which ends in a flared hood 6.
  • a suction system such as a central vacuum unit (not shown) and the other end of which ends in a flared hood 6.
  • FIG. 1A the extraction takes place substantially transversely to the direction of exit of the gases, the hood 6 being above the opening 2 of the enclosure 1 while in FIG. 1B, it takes place in the direction of exit of the gases, the hood 6 being placed opposite the opening 2 of the enclosure 1.
  • the extraction device can be provided with an articulated arm (not shown), which makes it possible to position the hood precisely and easily relative to the opening.
  • Such an extraction device is simple to install and inexpensive, especially in the absence of a hood.
  • FIG. 1A The configuration of FIG. 1A is not very effective. The extraction is almost zero at the part of the opening which is furthest from the hood. To obtain acceptable efficiency, you must have a very powerful central vacuum unit, which becomes expensive, bulky and noisy. This extraction device is also not effective in preventing ambient air from entering the enclosure.
  • the configuration of FIG. 1B is not compatible with a notion of production because the position of the hood facing the opening blocks access to the enclosure.
  • the extraction time approximately 5 minutes in the deposition or etching reactors used in microelectronics, is dead time. In addition, during cleaning or maintenance of the enclosure, no protection is possible.
  • FIG. 1 shows schematically this configuration. Volatile products which escape from enclosure 1 through its opening 2 remain confined to inside the cover 7 before being vacuumed.
  • the cowling 7 may include one or more openings 8 which can be closed and which allow access to the interior of the enclosure 1 via the opening 2 of the enclosure 1. This access. can be done when volatile compounds have been aspirated.
  • a glove box type system (not shown) can be added so as to avoid any direct relationship between the operator and the interior of the enclosure 1.
  • a sealed airlock 10 Another possibility is to add to the enclosure 1, the opening of which can be closed by a door (not visible), a sealed airlock 10.
  • a sealed airlock 10 One can refer to FIG. 3.
  • One end of the airlock 9 is fixed sealingly to enclosure 1 and the interior of enclosure 1 can communicate with the interior of the airlock 9 when its door is open.
  • the airlock 9 also comprises, at the other end an opening 11 which can be closed by a sealed door 12 to make it communicate with the outside. It is connected to a vacuum pump (not shown) via a suitable conduit 12.
  • the present invention aims to overcome the drawbacks mentioned above, namely the poor efficiency, the high cost, the large size which prevents easy loading, unloading, cleaning or maintenance of the enclosure, the incompatibility with the concept of production, the impossibility of adapting to any type of enclosure.
  • enclosure means what surrounds, which defines a volume.
  • the object of the invention is to provide a gas extraction device which must be associated with an enclosure, this device which must provide effective protection for operators with respect to the gas which it contains, in particular during loading operations. or unloading the enclosure.
  • Another object of the invention is to provide a device for extracting gas from an enclosure which can cooperate with any type of enclosure by means of a geometrical adaptation, while being inexpensive.
  • the present invention is a device for extracting gas contained in an enclosure provided with at least one opening through which gas can escape, this extraction device comprising at least one conduit intended to be connected to a suction system.
  • the conduit is closed on itself and delimits a central passage, external to the conduit and adapted to the opening of the enclosure.
  • This duct comprises along the central passage of the suction orifices so that when the duct touches the opening of the enclosure, the gas leaving the enclosure can penetrate into the duct by suction.
  • the contour of the central passage preferably has substantially the same dimensions as the opening of the enclosure.
  • the duct can be made of metal or plastic, which makes the extraction device inexpensive and compatible with use in a clean room for example.
  • the duct is connected to a drain pipe to connect it to the suction system. It is preferable that the duct be free of suction port, in the vicinity of the connection with the discharge pipe, to improve the efficiency of the extraction.
  • the drain hose can be fitted with a valve to isolate the duct from the suction system.
  • the extraction device may comprise a pipe provided with openings adjoining the duct capable of blowing a gas, for example, nitrogen and creating a barrier of gas between the duct and the opening of the enclosure when the duct opens up the opening of the enclosure.
  • This interlocking device can take the form of a jacket secured to the conduit, the latter can be located along the central passage. The installation of the extraction device is then easy, the fitting device facilitating the centering of the conduit in the opening. The interlocking device can also ensure a seal between the enclosure and the conduit.
  • the gas extraction device can also include guide means allowing a displacement of the duct to approach or move it away from the opening of the enclosure.
  • the movement can be of the translation type, the guide means can then comprise at least one roller integral with the duct, this roller cooperating with a rail.
  • the displacement can be of the rotation type
  • the guide means can then comprise a rotation mechanism integral with the conduit, this mechanism cooperating with a bracket to position the conduit in front of the mouth of the reactor.
  • the stem can be carried out by a rail if the displacement combines translation and rotation. It can be achieved by two tubes fitted one inside the other, the inner tube being longer than the outer tube.
  • the drain hose is flexible enough not to hinder the movement of the duct.
  • the discharge pipe can cooperate with a holding device compatible with the movement.
  • the enclosure can be formed by a protective cover of a device which produces the gas to be extracted.
  • FIGS. 1A and 1B schematically show two gas extraction devices of known type with hood; - Figure 2 schematically shows a gas extraction device of known type with cowling; Figure 3 schematically shows a gas extraction device of known type with airlock; - Figure 4 shows in perspective a first example of a gas extraction device according to the invention; Figure 5 shows in section another example of a gas extraction device according to the invention and which is movable in translation relative to the enclosure; Figures 6A and 6B a gas extraction device according to the invention, movable in rotation relative to the enclosure, respectively in the working position and in the rest position;
  • FIGS. 8A to 8D a gas extraction device according to the invention in different positions from its rest position to its working position and in detail its rotation mechanism;
  • FIG. 9 a gas extraction device according to the invention equipped with means for preventing the penetration of moisture into the enclosure.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a gas extraction device according to the invention.
  • This gas extraction device is intended to be associated with an enclosure 20, placed on the left of the figure, this may for example be a reactor used in microelectronics to make deposits or engravings on wafers of material s mi -driver.
  • This enclosure 20 shown in the example of parallelepiped shape, has on one of its faces at least one opening 21 which can be closed by a door 22. It is assumed that in this application, it is an enclosure front-loading, the enclosure 20 being shown in the open position with the door 22 folded over the opening 21.
  • the extraction device 24, object of the invention, is located opposite the opening 21, without contact with the enclosure 20. In order to clearly understand that it is its structure, it is shown in a position offset with respect to the enclosure, in this position, called the rest position, it is not operational. It comprises a conduit 26 intended to be connected to a suction system (not shown).
  • the duct 26 is closed on itself so as to delimit a central passage 25 outside the duct 26.
  • the geometry of the central passage 25 is adapted to that of the opening 21 of the enclosure, it corresponds substantially to it. .
  • the conduit 26 has orifices 27 which are distributed along the central passage 25, so that in the working position, when it is pressed against the face which carries the opening 23, the gas leaving the enclosure 20 can penetrate inside the duct 26 by suction.
  • connection to the suction system can be made by at least one evacuation pipe 28 which opens into the interior of the conduit 26.
  • the gas to be extracted which enters the conduit 26 is evacuated by the evacuation hose 28.
  • the suction system can be placed far enough from the duct 26, for example in another room or even in another building.
  • the evacuation pipe 28 can be equipped with a closing valve 28-1 making it possible to isolate the extraction device from the suction system. This valve is visible in Figure 5.
  • the extraction device is intended to be pressed against the face 23 of the enclosure 20 carrying the opening 21, in the extraction phase with door 22 open and to move away from the enclosure 20 so that the door 22 can close in the rest phase.
  • the extraction device 24 can cooperate with means 29 for guiding the conduit 26 allowing its movement.
  • These guide means 29 may for example comprise at least one guide rail 29-1, fixed relative to the enclosure 20, positioned appropriately with respect to it, and a guide mechanism 29-2, for example of the type roller, integral with the conduit 26 and which cooperates with the rail 29-1.
  • the displacement can be carried out manually by the operator by pushing or "pulling the conduit 26 or be carried out automatically for example using a device with an electric motor 31. This device 31 is shown attached to the guide mechanism 29- 2.
  • the extraction device When the extraction device is caused to be moved, it is preferable to produce the discharge pipe 28 in a material which is sufficiently light and flexible so as not to hinder its movement.
  • the discharge pipe 28 may have a wall configured as an accordion. If its travel is large, it is preferable to provide a device 32 for holding the discharge pipe 28 to prevent it from resting on the rail 29-1 and impeding movement.
  • This holding device 32 can for example be of the "curtain rod” type with hooks 32-1 integral with the discharge pipe 28 which slide on a rod 32-2 remote from the rail 29-1.
  • This holding device 32 is shown in Figure 5. To improve the efficiency of extraction and reduce gas leakage, it is possible that the extraction device 24 fits into the opening 21 of the enclosure 20.
  • the fitting device comprises a jacket 33-1 which projects towards the opening 21, it is fixed to the duct 26 and borders the central passage 25, that is to say the inner periphery of the duct 26. It is intended to penetrate inside the enclosure 20 by fitting into its opening 21. It can be associated to a seal 33-2.
  • the central passage 25 is substantially the same size as the opening 21.
  • Other interlocking devices 33 could be envisaged without departing from the scope of the invention. Instead of the jacket 33-1 bordering the conduit 26 at its inner periphery, it could border it at its outer periphery or be located at an intermediate position located between these two extremes. In these configurations the central passage 25 would be smaller than the opening 21.
  • the interlocking device 33 guarantees good positioning of the conduit 26 relative to the opening 21. In the example with circular opening and cylindrical jacket, when the fitting is carried out, we are sure of the correct centering of the conduit with respect to the opening 21.
  • the number of orifices 27, their dimensions and their positions depend in particular on the dimensions of the opening 21 of the enclosure and on the capacity of the suction system. Optimization of the extraction can be obtained for example by visualizing the flow rates of the gas flows aspirated using smoke. This smoke can be delivered by a smoke bulb. The smoke flows are materialized, on either side of the duct 26 at the level of the central passage 25. By varying the size of the orifices, their position, their number and if possible the suction speed of the suction, it is possible to optimize the efficiency of the extraction. It may be wise not to place an orifice 27 in the vicinity of the connection between the duct 26 and the evacuation pipe 28 in order to obtain a relatively homogeneous extraction all around the central passage 25.
  • the configuration of the conduit 26 with the central passage 25 gives free access, without constraint, inside the enclosure 20.
  • a tool 34 for handling the insert has been shown, it is easy to use for loading or unloading operations, it slides without problem through the central passage when the extraction device is operational in the working position.
  • the extraction device can remain in the working position during loading, unloading, maintenance or cleaning of the enclosure.
  • the transition from the rest position to the working position can be done very quickly, without difficulty thanks to the guide means and the interlocking device.
  • the conduit 26 will be made of a material compatible with the gases to be extracted. It can be metallic, for example stainless steel or plastic, for example PVC (chloride of polyvinyl). These two materials are suitable for use in a clean room. In the presence of chlorinated gas, PVC would be preferable.
  • the configuration of the conduit 26 can be arbitrary, it is not limited to that shown in FIG. 4.
  • the conduit is in the form of a parallelepiped with a circular central passage.
  • the conduit is configured as a ring and that its cross section is a circle, a quadrilateral, a polygon, an ellipse or the like.
  • the duct has a rectangular section and it is configured as a ring.
  • FIG. 5 shows a longitudinal section of an extraction device according to the invention and its association with an enclosure.
  • the discharge pipe 28 is fitted with a valve 28-1 and the suction system has been shown diagrammatically with the reference 28-2. It is located downstream of the valve 28-1 relative to the conduit 26. The valve allows the conduit to be isolated from the suction system.
  • the enclosure 20 it is shown in the form of a tube 20-1, generally made of quartz, ending in a nozzle 20-2 fitted with the door 22 which is shown closed.
  • the end piece 20-2 is connected to a pumping device to create a vacuum inside the enclosure, the connection is made by a pipe 20-3.
  • the extraction device is easily adaptable to "any type of enclosure.
  • FIGS. 6A and 6B the case of a top-loading enclosure has been illustrated. It can be a deposit chamber used in microelectronics.
  • the enclosure 20 ′ is open and the extraction device 24 ′ is operational, in the working position, it rests on the face 23 ′ of the enclosure 20 ′ carrying the opening 21 ′ while on Figure 6B, the enclosure 20 'is open but the extraction device 24' is in the rest position, it has been moved.
  • the conduit 26 ' extends in a plane parallel to that of the opening 21' of the enclosure 20 '.
  • the conduit 26 ' In the rest position, it extends in a plane substantially perpendicular to that of the opening 21 'of the enclosure 20'.
  • the displacement is not a simple translation as in the previous cases.
  • the conduit 26 ' retracts to the side when it is not in the working position, it does not remain facing the opening of the enclosure and thus frees the space located above the opening 21 ', which makes it possible to easily intervene in the enclosure 20'.
  • the movement undergone by the extraction device 24 ' can be broken down into a rotation in a plane substantially parallel: to that of the opening 21' combined with a rotation in a plane substantially perpendicular to that of the opening 21 '.
  • the extraction device 24 ′ is in a horizontal plane in the working position and in a vertical plane in the rest position. It could be envisaged that the second rotation is eliminated and that the duct remains in a plane substantially parallel to that of the opening, being offset laterally relative to it.
  • the extraction device 24 ' is integral with a bracket 60 by means of a rotation mechanism 61.
  • FIGS 8A, 8B, 8C, 8D we see a variant of a bracket and a rotation mechanism 81.
  • the bracket 80 is formed of two tubes 80.1, 80.2 which slide one inside the other, the tube inner 80.1 being longer than the outer tube 80.2.
  • the inner tube 80.1 can then be moved in translation relative to the outer tube 80.2 and rotating around its main axis.
  • the extraction device 24 ' is secured to the bracket 80 and more particularly to its inner tube 80.1 by means of the rotation mechanism 81.
  • the latter can be formed of a rod 81.1 secured to one. first end of the conduit 26 ′ and of which the second is intended to be introduced into a lateral opening 81.2 of the inner tube 80.1.
  • the rod is retained within the inner tube 80.1 by a device 82 which may for example be formed by a • 82.1 nut being screwed to the second end of the tige.81.1.
  • the conduit 26 ′ can then be moved in rotation around the axis formed by the rod 81.1.
  • a washer 82.2 is inserted between the nut 82.1 and the wall of the inner tube 80.1 to ensure easy rotation of the rod in the orifice.
  • FIG. 8A the extraction device 24 ′ is in the rest position, the duct being substantially vertical
  • FIG. 8B it is in an intermediate position between the rest position and the working position, the duct has pivoted around of the rod and it is assumed that the inner tube of the stem has turned on itself
  • FIG. 8C the extraction device is almost in the working position, the conduit is substantially, horizontal, the inner tube has undergone a translation towards upwards then downwards so that the duct can be applied in front of the enclosure 20 '.
  • FIG. 7 shows yet another embodiment of an extraction device according to the invention.
  • the enclosure with which cooperates the extraction device 74 is now a cover 70 for protecting an appliance.
  • the device 73 is shown in broken lines. It is assumed that from this device is likely to escape harmful gas.
  • the cover 70 in this example comprises two openings 71 for access to the device through which the hands are introduced. Each of these openings cooperates with a duct 76 closed on itself, intended to be connected to the suction system by a discharge pipe 78.
  • the ducts are quite comparable to those of FIGS. 6A and 6B. In this configuration, the conduits 76 are kept fixed relative to the cowling 70, they can be fixed to the latter or simply simply fitted each into an opening 71.
  • This configuration can be used in particular when the device needs to be protected from ambient humidity. With such an extraction device, it is no longer necessary to connect the two cowling openings to gloves which are impractical to use and always restrictive. Access to the device is easy. The volatile compounds which risk leaving the device are sucked out of the enclosure, without danger for operators or risk of environmental pollution. It is preferable to keep the interior of the cowling under slight nitrogen overpressure, for example to barrier the humid ambient air and prevent it from entering the inside of the cowling 70. In practice, air is circulated. nitrogen inside the device 73, the nitrogen flow leaving through the opening 71. When the interior of the enclosure cannot be swept by a gas flow such as nitrogen, it is possible to create a gas barrier between the extraction device and the opening of the enclosure to prevent.
  • a gas flow such as nitrogen
  • FIG. 9 illustrates this embodiment, a pipe 90 provided with openings 91 is attached to the duct 92 of the extraction device. A gas is introduced into this pipe 90 and escapes from it through the openings 91, forming a gas barrier. The connection of the pipeline to the gas source is not shown so as not to overload the figure.
  • This pipe is located between the opening 21 of the enclosure 20 and the conduit when the extraction device is in the working position so as to create the flow barrier.
  • the pipe " is integral with the duct 92, it has been configured so as to follow the edge of the duct at the level of the central passage 93 but other configurations are possible.
  • Such an extraction device can easily be adapted to any deposition or etching device used in microelectronics without having an airlock. It is inexpensive to install because it only requires very simple and inexpensive parts.
  • the drain hose can be connected to the duct directly, by means of a reduction or by any suitable arrangement.
  • Comparative gas concentration measurement tests were carried out at the outlet of a 400mm diameter reactor after an operation of deposition of silicon carbide on a silicon carbide substrate having lasted 5 hours. They are listed in the following two tables.
  • the measurements in table no. 1 were collected without an extraction device and those in table no. 2 with an extraction device according to the invention.
  • the extraction device had the following characteristics: section of the duct: 75x52 mm 2 diameter of the discharge pipe: 100 mm Thirty orifices are regularly distributed around the central space and they all have the same diameter of 20 mm.
  • the stars mean that during the time interval between 1 minute 40 seconds and 2 minutes 30 seconds after the opening of the reactor door, the extraction device was not in operation, the valve 28-1 (view in Figure 5) for example was closed.

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Il s'agit d'un dispositif d'extraction 24 de gaz contenu dans une enceinte 20 dotée d'au moins une ouverture 21 par laquelle le gaz peut s'échapper. Ce dispositif d'extraction 24 comporte au moins un conduit 26 destiné à être raccordé à un systíme d'aspiration. Le conduit 26 est refermé sur lui-même et délimite un passage 25 central, extérieur au conduit 26, adapté àl'ouverture 21 de l'enceinte 20. Le conduit 26 comporte le long du passage 25 central des orifices d'aspiration 27 afin que, lorsque le conduit 26 abouche l'ouverture 21, le gaz sortant de l'enceinte 20 puisse pénétrer dans le conduit 26 par aspiration. Application notamment dans le domaine de la fabrication de dispositifs à semi-conducteur.

Description

DISPOSITIF D' EXTRACTION DE GAZ
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
5 La présente invention est relative à un dispositif d'extraction de gaz d'une enceinte. Ce dispositif d'extraction de gaz est utilisable dans tous les domaines où des machines génèrent des gaz toxiques et nécessitent une évacuation de ces gaz, en
10 particulier, dans le domaine de la microélectronique, pour extraire des gaz nocifs d'une enceinte telle la chambre d'un réacteur par exemple, lorsqu'on effectue des étapes de dépôt de type CVD (abréviation anglo- saxonne de Chemical Vapor Déposition pour dépôt en
15. phase vapeur) ou de gravure par plasma sur une plaquette de matériau semi-conducteur.
Dans ce domaine, lorsqu'on veut déposer un matériau sur une telle plaquette par CVD ou la graver par plasma, on place cette dernière dans l'enceinte du
20 réacteur et on y introduit un ou plusieurs gaz. Cette opération de gravure ou de dépôt se fait généralement à une pression différente de la pression atmosphérique et à chaud. Les gaz introduits interagissent entre eux et/ou avec la plaquette de matériau semi-conducteur
25 et/ou avec des matériaux présents dans l'enceinte et forment de nouveaux composés volatils. Les matériaux présents dans l'enceinte peuvent être par exemple ceux constitutifs des porte-échantillons qui reçoivent les plaquettes. L'enceinte est par exemple formée d'un tube
30 en quartz ou en acier inoxydable. Les matériaux qui interagissent avec les gaz introduits peuvent être du graphite, du silicium, de l'oxyde de silicium, du carbure de silicium, du quartz, de l'acier inoxydable par exemple .
Pour récupérer les plaquettes ainsi traitées, il faut remettre l'enceinte à la pression atmosphérique et l'ouvrir. Les composés chimiques volatils qui se sont créés s'échappent et l'opérateur qui effectue la manipulation est directement exposé à ces rejets. Ces gaz rejetés peuvent être très toxiques comme l'hydrure de soufre H2S ou la phosphine PH3 et provoquer des nausées, des maux de tête ou des lésions plus sévères.
Des concentrations en phosphine en sortie de l'enceinte allant jusqu'à 1 ppm peuvent être mesurées environ une minute après 1 ' ouverture de l'enceinte suivant une étape de 5 heures de dépôt de carbure de silicium Sic sur une plaquette de matériau semi-conducteur recouverte de carbure de silicium Sic. La valeur limite autorisée sur 8 heures pour un individu n'est que de 0,3 ppm.
Lors de la maintenance de l'enceinte ou de son nettoyage qui se fait porte ouverte en frottant ses parois avec un chiffon fixé sur un écouvillon, des gaz nocifs peuvent également être rejetés dans l'atmosphère. Le chiffon peut être imbibé d'un liquide tel que de l'alcool, du trichloréthylène, de l'acétone. Pour enlever des particules de carbure de silicium, de l'alcool serait employé.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE En vue de protéger les opérateurs intervenant dans ce type d'activité et de réduire la pollution dans l'atmosphère, il a été proposé de placer au voisinage de l'ouverture de l'enceinte un dispositif d'extraction. Plusieurs modèles existent.
Un tube d'extraction se terminant éventuellement par une hotte peut être amené à proximité d'une ouverture de l'enceinte par laquelle des gaz vont s'échapper. Il est destiné à être relié à un système d'aspiration. Le tube peut être positionné par rapport à l'ouverture de l'enceinte de telle manière que l'extraction se fasse sensiblement transversalement à la direction de sortie des gaz ou bien dans la direction de sortie.
On peut se référer aux figures 1A et 1B. L'enceinte 1 est schématisée par un tronçon tubulaire. Elle possède une ouverture 2 au niveau d'une extrémité du tronçon tubulaire 1. La flèche indique la direction de sortie du ou des gaz rejetés lors de l'ouverture de la porte 3 qui obture l'ouverture 2. Dans ces exemples, le dispositif d'extraction 4 comporte un conduit 5 dont une extrémité est destinée à être reliée à un système d'aspiration telle une centrale d'aspiration (non représentée) et dont l'autre extrémité se termine par une hotte évasée 6. Sur la figure 1A l'extraction se fait sensiblement transversalement à la direction de sortie des gaz, la hotte 6 étant au-dessus de l'ouverture 2 de l'enceinte 1 tandis que sur la figure 1B, elle se fait dans la direction de sortie des gaz, la hotte 6 se trouvant placée face à l'ouverture 2 de l'enceinte 1. Le dispositif d'extraction peut être muni d'un bras articulé (non représenté), ce qui permet de positionner de manière précise et aisée la hotte par rapport à l'ouverture.
Un tel dispositif d'extraction est simple à mettre en place et peu onéreux surtout en l'absence de hotte.
La configuration de la figure 1A est peu efficace. L'extraction est quasi nulle au niveau de la partie de l'ouverture qui est la plus éloignée de la hotte. Pour obtenir une efficacité acceptable, il faut bénéficier d'une centrale d'aspiration très puissante, ce qui devient onéreux, encombrant et bruyant. Ce dispositif d'extraction n'est pas efficace non plus pour empêcher l'air ambiant de pénétrer dans 1' enceinte. La configuration de la figure 1B n'est pas compatible avec une notion de production car la position de la hotte face à l'ouverture bloque l'accès à l'enceinte. Le temps d'extraction, environ 5 minutes dans les réacteurs de dépôt ou de gravure utilisés en microélectronique, est un temps mort. De plus, lors du nettoyage ou de la maintenance de l'enceinte aucune protection n'est possible.
Une autre possibilité est de placer un capotage 7 tout autour de l'enceinte 1 ou plus généralement de l'appareil devant rejeter le gaz et de le relier au système d'aspiration (non représenté) par un tuyau d'aspiration 9. Le gaz va se répandre dans le capotage et être évacué par aspiration. On peut se référer à la figure 2 qui montre schématiquement cette configuration. Les produits volatils qui s'échappent de l'enceinte 1 par son ouverture 2 restent confinés a l'intérieur du capotage 7 avant d'être aspirés. Le capotage 7 peut comporter une ou plusieurs ouvertures 8 qui peuvent être obturées et qui permettent d'accéder à l'intérieur de l'enceinte 1 via l'ouverture 2 de l'enceinte 1. Cet accès . peut se faire lorsque les composés volatils ont été aspirés. Un système de type boite à gants (non représenté) peut être adjoint de manière à éviter toute relation directe entre l'opérateur et l'intérieur de l'enceinte 1. L'opérateur enfile des gants solidaires du capotage pour sortir les pièces de l'enceinte. La protection de l'opérateur est bien assurée, il n'est pas- en contact avec les gaz. L'intérieur de l'enceinte 1 n'est pas en contact avec l' atmosphère . Cette configuration est encombrante à cause du capotage et elle n'est pas toujours aisée à mettre en place, cela dépend du type d'enceinte. Le nettoyage et la maintenance sont plus compliqués à effectuer que dans les configurations des figures 1. Cette solution est relativement onéreuse et assez contraignante à utiliser lorsqu'il faut mettre les gants.
Une autre possibilité est d'adjoindre à l'enceinte 1, dont l'ouverture peut être obturée par une porte (non visible), un sas étanche 10. On peut se référer à la figure 3. Une extrémité du sas 9 est fixée de manière étanche à l'enceinte 1 et l'intérieur de l'enceinte 1 peut communiquer avec l'intérieur du sas 9 lorsque sa porte est ouverte . Le sas 9 comporte également, à l'autre extrémité une ouverture 11 qui peut être obturée par une porte étanche 12 pour le faire communiquer avec l'extérieur. Il est relié à une pompe à vide (non représentée) via un conduit 12 approprié.
Cette configuration amène toutes les garanties de sécurité requises mais est très onéreuse. De plus, le sas et l'enceinte doivent être parfaitement adaptés l'un à l'autre, le sas doit être prévu dès la conception de l'enceinte. Dans cette configuration également la maintenance et le nettoyage sont plus compliqués que dans les modes de réalisation des figures 1 puisque le sas reste en place lors de ces opérations .
EXPOSÉ DE L'INVENTION
La présente invention vise à pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus, à savoir la médiocre efficacité, le coût élevé, l'encombrement important qui empêche un chargement, un déchargement, un nettoyage ou une maintenance aisés de l'enceinte, l'incompatibilité avec la notion de production, l'impossibilité à s'adapter à tout type d'enceinte. Par enceinte, on entend ce qui entoure, ce qui délimite un volume .
Plus précisément le but de l'invention est de réaliser un dispositif d'extraction de gaz devant être associé avec une enceinte, ce dispositif devant assurer une protection efficace des opérateurs vis à vis du gaz qu'elle contient notamment lors d'opérations de chargement ou de déchargement de l'enceinte.
Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif d'extraction de gaz qui empêche l'air ambiant de pénétrer à l'intérieur de l'enceinte et de réagir avec les matériaux qu'elle contient. Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif d'extraction qui puisse être opérant, sans apporter de gêne, lors d'opérations de chargement et de déchargement de l'enceinte mais également d'opérations de maintenance ou de nettoyage de 1' enceinte .
Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif d'extraction de gaz d'une enceinte qui puisse coopérer avec tout type d'enceinte moyennant une adaptation géométrique, tout en étant peu onéreux.
Pour y parvenir la présente invention est un dispositif d'extraction de gaz contenu dans une enceinte dotée d'au moins une ouverture par laquelle le gaz peut s'échapper, ce dispositif d'extraction comportant au moins un conduit destiné à être raccordé à un système d'aspiration. Le conduit est refermé sur lui-même et délimite un passage central, extérieur au conduit et adapté à l'ouverture de l'enceinte. Ce conduit comporte le long du passage central des orifices d'aspiration afin que lorsque le conduit abouche l'ouverture de l'enceinte, le gaz sortant de l'enceinte puisse pénétrer dans le conduit par aspiration.
Le contour du passage central a de préférence sensiblement les mêmes dimensions que l'ouverture de l'enceinte.
Le conduit peut être réalisé en métal ou en matière plastique, ce qui rend le dispositif d'extraction peu onéreux et compatible avec une utilisation en salle blanche par exemple. Le conduit est raccordé à un tuyau d'évacuation pour le relier au système d'aspiration. Il est préférable que le conduit soit exempt d'orifice d'aspiration, au voisinage du raccordement avec le tuyau d'évacuation, pour améliorer l'efficacité de l'extraction.
Le tuyau d'évacuation peut être doté d'une vanne permettant d' isoler le conduit du système d'aspiration. Pour - faire obstacle à la pénétration d'humidité dans l'enceinte, le dispositif d'extraction peut comporter une canalisation dotée d'ouvertures accolée au conduit apte à souffler un gaz, par exemple, de l'azote et à créer une barrière de gaz entre le conduit et l'ouverture de l'enceinte lorsque le conduit abouche l'ouverture de l'enceinte.
Il est avantageux d'équiper le dispositif d'extraction d'un dispositif permettant son emboîtement dans l'ouverture de l'enceinte, ce dispositif d'emboîtement coopérant avec le conduit.
Ce dispositif d'emboîtement peut prendre la forme d'une chemise solidaire du conduit, cette dernière peut être située le long du passage central. La mise en place du dispositif d'extraction est alors aisée, le dispositif d'emboîtement facilitant le centrage du conduit dans l'ouverture. Le dispositif d'emboîtement peut aussi assurer une étanchéité entre l'enceinte et le conduit.
Le dispositif d'extraction de gaz peut aussi comprendre des moyens de guidage permettant un déplacement du conduit pour l'approcher ou l'éloigner de l' ouverture de 1 ' enceinte .
Le déplacement peut être de type translation, les moyens de guidage peuvent alors comporter au moins un galet solidaire du conduit, ce galet coopérant avec un rail .
Le déplacement peut être de type rotation, les moyens de guidage peuvent alors comporter un mécanisme de rotation solidaire du conduit, ce mécanisme coopérant avec une potence pour positionner le conduit devant l'embouchure du réacteur. La potence peut être réalisée par un rail si le déplacement combine translation et rotation. Elle peut être réalisée par deux tubes emboîtés l'un dans l'autre, le tube intérieur étant plus long que le tube extérieur.
Il est préférable que le tuyau d'évacuation soit suffisamment souple pour ne pas gêner le déplacement du conduit .
Le tuyau d' évacuation peut coopérer avec un dispositif de maintien compatible avec le déplacement.
Lorsque le dispositif d'extraction est mobile, son conduit se trouve plaqué contre une face de l'enceinte portant l'ouverture, en position de travail.
Mais il est possible qu'il soit immobile, son conduit peut être fixé à une face de l'enceinte portant 1 ' ouverture .
L'enceinte peut être formée par un capotage de protection d'un appareil qui produit le gaz à extraire. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : les figures 1A et 1B montrent schématiquement deux dispositifs d'extraction de gaz de type connu avec hotte ; - la figure 2 montre schématiquement un dispositif d' extraction de gaz de type connu avec capotage ; la figure 3 montre schématiquement un dispositif d'extraction de gaz de type connu avec sas ; - la figure 4 montre en perspective un premier exemple de dispositif d'extraction de gaz conforme à l'invention ; la figure 5 montre en coupe un autre exemple d'un dispositif d'extraction de gaz conforme à l'invention et qui est mobile en translation par rapport à l'enceinte ; les figures 6A et 6B un dispositif d'extraction de gaz conforme à l'invention, mobile en rotation par rapport à l'enceinte, respectivement en position de travail et en position de repos ;
- la figure 7 une vue en perspective d'une dispositif d'extraction de gaz conforme à l'invention et qui est immobile par rapport à l'enceinte ; les figures 8A à 8D un dispositif d'extraction de gaz conforme à l'invention dans différentes positions depuis sa position de repos à sa position de travail et en détails son mécanisme de rotation ;
- la figure 9 un dispositif d'extraction de gaz selon l'invention équipé de moyens pour faire obstacle à la pénétration d'humidité dans l'enceinte.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
On va maintenant s'intéresser à la figure 4 qui montre un mode de réalisation d'un dispositif d'extraction de gaz selon l'invention.
Ce dispositif d'extraction de gaz est destiné à être associé avec une enceinte 20, placée sur la gauche de la figure, ce peut-être par exemple un réacteur utilisé en microélectronique pour réaliser des dépôts ou des gravures sur des plaquettes de matériau s mi-conducteur.
Cette enceinte 20, représentée dans l'exemple de forme parallélépipédique, comporte sur l'une de ses faces au moins une ouverture 21 qui peut être obturée par une porte 22. On suppose que dans cette application, il s'agit d'une enceinte à chargement frontal, l'enceinte 20 étant représentée en position ouverte avec la porte 22 rabattue au-dessus de l'ouverture 21. Le dispositif d'extraction 24, objet de l'invention, est situé face à l'ouverture 21, sans contact avec l'enceinte 20. De manière à bien comprendre qu'elle est sa structure, il est représenté dans une position décalée par rapport à l'enceinte, dans cette position, dite de repos, il n'est pas opérationnel . Il comporte un conduit 26 destiné à être raccordé à un système d'aspiration (non représenté). Le conduit 26 est refermé sur lui-même de manière à délimiter un passage central 25 à l'extérieur du conduit 26. La géométrie du passage central 25 est adaptée à celle de l'ouverture 21 de l'enceinte, elle lui correspond sensiblement..
Le conduit 26 comporte des orifices 27 qui sont répartis le long du passage central 25, de manière qu'en position de travail, lorsqu'il est plaqué contre la face qui porte l'ouverture 23, le gaz sortant de l'enceinte 20 puisse pénétrer à l'intérieur du conduit 26 par aspiration.
Le raccordement au système d'aspiration peut se faire par au moins un tuyau d'évacuation 28 qui débouche à l'intérieur du conduit 26. Le gaz à extraire qui pénètre dans le conduit 26 est évacué par le tuyau d'évacuation 28.
Le système d' aspiration peut être placé assez loin du conduit 26, par exemple dans une autre pièce ou même dans un autre bâtiment. Le tuyau d'évacuation 28 peut être équipé d'une vanne de fermeture 28-1 permettant d'isoler le dispositif d'extraction du système d'aspiration. Cette vanne est visible sur la figure 5.
Dans l'exemple décrit, le dispositif d'extraction est destiné à venir se plaquer contre la face 23 de l'enceinte 20 portant l'ouverture 21, en phase d'extraction avec porte 22 ouverte et à s'éloigner de l'enceinte 20 pour que la porte 22 puisse se fermer en phase de repos . A cet effet, le dispositif d'extraction 24 peut coopérer avec des moyens 29 de guidage du conduit 26 permettant son déplacement. Ces moyens de guidage 29 peuvent comprendre par exemple au moins un rail de guidage 29-1, fixe par rapport à l'enceinte 20, positionné de manière appropriée par rapport à elle, et un mécanisme de guidage 29-2, par exemple de type à galet, solidaire du conduit 26 et qui coopère avec le rail 29-1. Le déplacement peut être effectué manuellement par l'opérateur en poussant ou en" tirant le conduit 26 ou être réalisé automatiquement par exemple à l'aide d'un dispositif à moteur électrique 31. Ce dispositif 31 est représenté accolé au mécanisme de guidage 29-2.
Lorsque le dispositif d'extraction est amené à être déplacé, il est préférable de réaliser le tuyau d'évacuation 28 dans un matériau suffisamment léger et souple pour ne pas entraver son déplacement . Le tuyau d'évacuation 28 peut avoir une paroi configurée en accordéon. Si sa course est importante, il est préférable de prévoir un dispositif de maintien 32 du tuyau d'évacuation 28 pour éviter qu'il ne repose sur le rail 29-1 et gêne le déplacement. Ce dispositif de maintien 32 peut être par exemple de type « tringle à rideau » avec des crochets 32-1 solidaires du tuyau d'évacuation 28 qui coulissent sur une tringle 32-2 éloignée du rail 29-1. Ce dispositif de maintien 32 est représenté sur la figure 5. Pour améliorer l'efficacité de l'extraction et réduire les fuites de gaz, il est possible que le dispositif d'extraction 24 s'emboîte dans l'ouverture 21 de l'enceinte 20. Dans l'exemple décrit, le dispositif d'emboîtement comporte une chemise 33-1 qui se projette vers l'ouverture 21, elle est fixée au conduit 26 et borde le passage central 25, c'est-à-dire la périphérie intérieure du conduit 26. Elle est destinée à pénétrer à l'intérieur de l'enceinte 20 en s' emboîtant- dans son ouverture 21. Elle peut être associée à un joint d'étanchéité 33-2. Dans ce cas le passage central 25 est sensiblement de la même taille que l'ouverture 21. D'autres dispositifs d'emboîtement 33 pourraient être envisagés sans sortir du cadre de l'invention. Au lieu que la chemise 33-1 borde le conduit 26 au niveau de sa périphérie intérieure, elle pourrait le border au niveau de sa périphérie extérieure ou être située à une position intermédiaire située entre ces deux extrêmes. Dans ces configurations le passage central 25 serait plus petit que l'ouverture 21. Le dispositif d'emboîtement 33 garantit un bon positionnement du conduit 26 par rapport à l'ouverture 21. Dans l'exemple avec ouverture circulaire et chemise cylindrique, lorsque l'emboîtement est réalisé, on est sûr du bon centrage du conduit par rapport à l'ouverture 21.
Le nombre d'orifices 27, leurs dimensions et leurs positions dépendent notamment des dimensions de l'ouverture 21 de l'enceinte et de la capacité du système d'aspiration. Une optimisation de l'extraction peut être obtenue par exemple en visualisant les débits des flux gazeux aspirés à l'aide de fumée. Cette fumée peut être délivrée par une poire à fumée. On matérialise les écoulements de fumée, de part et d'autre du conduit 26 au niveau du passage central 25. En jouant sur la taille des orifices, sur leur position, leur nombre et si possible sur la vitesse d'aspiration du système d'aspiration, il est possible d'optimiser l'efficacité de l'extraction. Il peut être judicieux de ne pas placer d'orifice 27 au voisinage du raccordement entre le conduit 26 et le tuyau 28 d'évacuation pour obtenir une extraction relativement homogène tout autour du passage central 25.
La configuration du conduit 26 avec le passage central 25 donne un libre accès, sans contrainte, à l'intérieur de l'enceinte 20. Sur la figure 4, un outil 34 de manipulation de plaquette a été représenté, il est aisé de l'utiliser pour des opérations de chargement ou de déchargement, il coulisse sans problème à travers le passage central lorsque le dispositif d'extraction est opérationnel en position de travail. Le dispositif d'extraction peut rester en position de travail lors du chargement, du déchargement, de la maintenance ou du nettoyage de l' enceinte.
Le passage de la position de repos à la position de travail peut se faire de façon très rapide, sans difficulté grâce aux moyens de guidage et au dispositif d'emboîtement.
Le conduit 26 sera réalisé dans un matériau compatible avec les gaz à extraire. Il peut être métallique par exemple en acier inoxydable ou en matière plastique par exemple en PVC (chlorure de polyvinyle) . Ces deux matériaux conviennent avec une utilisation en salle blanche. En présence de gaz chloré, le PVC serait préférable.
La configuration du conduit 26 peut être quelconque, elle n'est pas limitée à celle montrée sur la figure 4. Dans ce cas le conduit est en forme ..de parallélépipède avec un passage central circulaire. On pourrait envisager que le conduit soit configuré en anneau et que sa section droite soit un cercle, un quadrilatère, un polygone, une ellipse ou autre. Sur la figure 5, le conduit a une section rectangulaire et il est configuré en anneau.
.. La figure 5 montre une coupe longitudinale d'un dispositif d'extraction selon l'invention et son association avec une enceinte. Il existe peu de différences au niveau du dispositif d'extraction' par rapport à celui de la figure . On voit maintenant le dispositif de maintien- 32 du tuyau d'évacuation 28 de type tringle à rideau avec les crochets 32-1 solidaires du tuyau d'évacuation 28 qui coulissent sur la tringle 32-2 fixe, sensiblement parallèle au rail 29-1 servant au déplacement du dispositif d'extraction. Le tuyau d'évacuation 28 est équipé d'une vanne 28-1 et le système d'aspiration a été schématisé avec la référence 28-2. Il se trouve en aval de la vanne 28-1 par rapport au conduit 26. La vanne permet d'isoler le conduit par rapport au système d'aspiration.
On voit également un support 34-1 de l'outil de manipulation 34 de plaquette qui coopère avec le rail de guidage 29-1. Ainsi l'outil 34 peut se déplacer en translation tout comme le dispositif d'extraction 24.
En ce qui concerne l'enceinte 20, elle est représentée sous la forme d'un tube 20-1, généralement en quartz, se terminant par un embout 20-2 équipé de la porte 22 qui est représentée fermée. L'embout 20-2 est relié à un dispositif de pompage pour faire le vide à l'intérieur de l'enceinte, la liaison se fait par une canalisation 20-3. Le dispositif d'extraction est aisément adaptable à " tout type d'enceinte.
Sur les figures 6A et 6B, on a illustré le cas d'une enceinte à chargement par le dessus. Il peut s'agir d'une chambre de dépôt utilisée en microélectronique. Sur la figure 6A, l'enceinte 20' est ouverte et le dispositif d'extraction 24' est opérationnel, en position de travail, il repose sur la face 23' de l'enceinte 20' portant l'ouverture 21' alors que sur la figure 6B, l'enceinte 20' est ouverte mais le dispositif d'extraction 24' est en position de repos, il a été déplacé. En position de travail le conduit 26' s'étend dans un plan parallèle à celui de l'ouverture 21' de l'enceinte 20' .
En position de repos, il s'étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à celui de l'ouverture 21' de l'enceinte 20'. Le déplacement n'est pas une simple translation comme dans les cas précédents. En effet le conduit 26' s'escamote de côté lorsqu'il n'est pas en position de travail, il ne reste pas face à l'ouverture de l'enceinte et ainsi libère l'espace situé au-dessus de l'ouverture 21', ce qui permet d'intervenir aisément dans l'enceinte 20'.
Le mouvement subi par le dispositif d'extraction 24' peut se décomposer en une rotation dans un plan sensiblement parallèle :à celui de l'ouverture 21' combiné à une rotation dans un plan sensiblement perpendiculaire à celui de l'ouverture 21'. Sur les figures 6A, 6B, le dispositif d'extraction 24' se trouve dans un plan horizontal en position de travail et dans un plan vertical en position de repos. On pourrait envisager que la seconde rotation soit supprimée et que le conduit reste dans un plan sensiblement parallèle à celui de l'ouverture en étant décalé latéralement par rapport à elle . Le dispositif d'extraction 24' est solidaire d'une potence 60 par l'intermédiaire d'un mécanisme 61 de rotation. Il peut être nécessaire d'autoriser en plus de ces mouvements une translation de manière à pouvoir soulever le dispositif d'extraction 24' par rapport à l'ouverture 21' de l'enceinte. Il suffit que le mécanisme de rotation 61 puisse coulisser le long de la potence. La potence a alors le rôle d'un rail. Cette translation est nécessaire lorsque le dispositif d'extraction 24' est équipé d'un dispositif d'emboîtement.
Sur les figures 8A, 8B, 8C, 8D on voit une variante d'une potence et d'un mécanisme de rotation 81. La potence 80 est formée de deux tubes 80.1, 80.2 qui coulissent l'un dans l'autre, le tube intérieur 80.1 étant plus long que le tube extérieur 80.2. Le tube intérieur 80.1 peut alors être déplacé en translation par rapport au tube extérieur 80.2 et en rotation autour de son axe principal. Le dispositif d'extraction 24' est solidaire de la potence 80 et plus particulièrement de son tube intérieur 80.1 par l'intermédiaire du mécanisme de rotation 81. Ce dernier peut être formé d'une tige 81.1 solidaire à une. première extrémité du conduit 26' et dont, la seconde est destinée à être introduite dans un orifice 81.2 latéral du tube intérieur 80.1. La tige 81.1 est retenue à l'intérieur du tube intérieur 80.1 par un dispositif 82 qui peut par exemple être formé par un • écrou 82.1 venant se visser à la seconde extrémité de la tige.81.1. Le conduit 26' peut alors être déplacé en rotation autour de l'axe formé par la tige 81.1. Une rondelle 82.2 est insérée entre l' écrou 82.1 et la paroi du tube intérieur 80.1 pour assurer une rotation aisée de la tige dans l'orifice. Sur la figure 8A le dispositif d'extraction 24' est en position de repos, le conduit étant sensiblement vertical, sur la figure 8B, il est dans une position intermédiaire entre la position de repos et la position de travail, le conduit a pivoté autour de la tige et on suppose que le tube intérieur de la potence a tourné sur lui même, sur la figure 8C le dispositif d'extraction est presque en position de travail, le conduit est sensiblement, horizontal, le tube intérieur a subi une translation vers le haut puis vers le bas pour que le conduit puisse s'appliquer devant l'enceinte 20'.
La figure 7 montre encore un autre mode de réalisation d'un dispositif d'extraction selon l'invention. Dans cette configuration, l'enceinte avec laquelle coopère le dispositif d'extraction 74 est maintenant un capotage 70 de protection d'un appareil.
L'appareil 73 est schématisé en traits mixtes . On suppose que de cet appareil est susceptible de s'échapper du gaz nocif. Le capotage 70 comporte dans cet exemple deux ouvertures 71 d'accès à l'appareil au travers desquelles sont introduites les mains . Chacune de ces ouvertures coopère avec un conduit 76 refermé sur lui-même, destiné à être relié au système d'aspiration par un tuyau d'évacuation 78. Les conduits sont tout à fait comparables à ceux des figures 6A et 6B. Dans cette configuration, les conduits 76 sont maintenus fixes par rapport au capotage 70, ils peuvent être fixés à ce dernier ou simplement emboîtés chacun dans une ouverture 71.
Cette configuration est utilisable notamment lorsque l'appareil a besoin d'être protégé de l'humidité ambiante. Avec un tel dispositif d'extraction, il n'est plus nécessaire de relier les deux ouvertures du capotage à des gants qui sont peu pratiques à utiliser et toujours contraignants. L'accès à l'appareil est aisé. Les composés volatils qui risquent de sortir de l'appareil sont aspirés à leur sortie du capotage, sans danger pour les- opérateurs ni risque de pollution de l'environnement. Il est préférable de maintenir l'intérieur du capotage en légère surpression d'azote par exemple pour faire barrière à l'air ambiant humide et l'empêcher de pénétrer à l'intérieur du capotage 70. En pratique, on fait circuler de l'azote à l'intérieur de l'appareil 73, le flux d'azote sortant par l'ouverture 71. Lorsqu'on ne peut faire balayer l'intérieur de l'enceinte par un flux gazeux tel que l'azote, il est possible de créer une barrière gazeuse entre le dispositif d'extraction et l'ouverture de l'enceinte pour., empêcher l'humidité de pénétrer dans l'enceinte. La figure 9 illustre ce mode de réalisation, une canalisation 90 dotée d'ouvertures 91 est accolée au conduit 92 du dispositif d'extraction. Un gaz est introduit dans cette canalisation 90 et s'en échappe par les ouvertures 91 en formant une barrière gazeuse. Le raccordement de la canalisation à la source de gaz n'est pas représentée pour ne pas surcharger la figure. Cette canalisation se trouve entre l'ouverture 21 de l'enceinte 20 et le conduit lorsque le dispositif d'extraction est en position de travail de manière à créer la barrière de flux. La canalisation" est solidaire du conduit 92, elle a été configurée de manière à suivre le bord du conduit au niveau du passage central 93 mais d'autres configurations sont possibles.
Un tel dispositif d'extraction peut facilement être adapté à tout appareil de dépôt ou de gravure utilisé en microélectronique ne possédant pas de sas. Il est peu onéreux à mettre en place car il ne nécessite que des pièces très simples et bon marché.
Le tuyau d'évacuation peut être raccordé au conduit directement, par l'intermédiaire d'une réduction ou par tout arrangement approprié.
Des essais comparatifs de mesure de concentration de gaz ont été faits à la sortie d'un réacteur de 400mm de diamètre après une opération de dépôt de carbure de silicium sur un substrat de carbure de silicium ayant duré 5 heures. Ils sont consignés dans les deux tableaux suivants. Les mesures du tableau n°l ont été recueillies sans dispositif d'extraction et celles du tableau n°2 avec un dispositif d'extraction conforme à l'invention. Le dispositif d'extraction avait les caractéristiques suivantes : section du conduit : 75x52 mm2 diamètre du tuyau d'évacuation : 100 mm Trente orifices sont régulièrement répartis autour de l'espace central et ils ont tous un même diamètre de 20 mm.
Plusieurs séries de mesures ont été faites à des instants particuliers, en débutant au moment de l'ouverture de la porte du réacteur, puis une minute et deux minutes après .
On a mesuré d'une part les quantités d'hydrures (dont le silane la phosphine, H2S) et d'autre part les quantités de phosphine dans les deux cas. Les mesures faites sans dispositif d'extraction ont aussi concerné les quantités d'H2S mais les résultats ont montré qu'elles étaient négligeables, ce gaz n'a pas été recherché avec le dispositif d' extraction.
TABLEAU N°l
Début des 0 1 minute 2 minutes mesures après ouverture
Hydrures Os : 0,01 0s : 0,36 0s : 0,20
Ppm 15s : 0,15 15s : 0,19 15s : -
30s : 0,15 30s : 0,67 30s : 0,10
45s : 0,17 45s , 0,31 45s : 0,10
Phosphine Os : - 0s : 0,40 0s : 0,25
Ppm 15s : 0,54 15s : 0,71 15s : -
30s : 0,19 30s : 1 30s : -
45s : 0,34 45s : - 45s : 0,04
H2S Os : 0 0s : "1" 0s : 0
Ppm 15s : 0 15s : 3 15s : 0
30s : 0 30s : 1 30s : 0
TABLEAU N°2
Figure imgf000025_0001
Les étoiles signifient que pendant l'intervalle de temps compris entre 1 minute 40 secondes et 2 minutes 30 secondes après l'ouverture de la porte du réacteur, le dispositif d'extraction n'était pas en fonctionnement, la vanne 28-1 (vue sur la figure 5) par exemple était fermée.
Les concentrations de gaz toxiques mesurées sont nettement plus faibles lorsque le dispositif d'extraction de gaz est employé. Bien que plusieurs modes de réalisation de la présente invention aient été représentés et décrits de façon détaillée, on comprendra que différents changements et modifications puissent être apportés sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'extraction (24, 74) de gaz contenu dans une enceinte (20, 70) dotée d'au moins une ouverture (21, 71) par laquelle le gaz peut s'échapper, ce dispositif d'extraction (24, 74) comportant au moins un conduit (26, 76) destiné à être raccordé à un système d'aspiration, caractérisé en ce que le conduit
(26, 76) est refermé sur lui-même et délimite un passage (25) central, extérieur au conduit (26, 76) et adapté à l'ouverture (21, 71) de l'enceinte (20, 70), ce conduit (26, 76) comportant le long du passage (25) central des orifices d'aspiration (27) afin que lorsque le conduit (26, 76) abouche l'ouverture (21, 71) de l'enceinte, le gaz sortant de l'enceinte (20, 70) puisse pénétrer dans le conduit (26, 76) ' par aspiration.
2. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contour du passage (25) central a sensiblement les mêmes dimensions que l'ouverture (21) de l'enceinte.
3. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le conduit (26) est réalisé en métal ou en matière plastique.
4. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conduit (26) est raccordé à un tuyau d'évacuation (28) pour le relier au système d'aspiration.
5. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit .(-26) est exempt d'orifice d'aspiration (27) au voisinage du raccordement avec le tuyau d'évacuation (28).
6. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une canalisation (90) dotée d'ouvertures (91) accolée au conduit (92) apte à souffler un gaz tel que 1 ' azote et à créer une barrière gazeuse entre le conduit (92) et l'ouverture (21) de l'enceinte (20) lorsque le conduit abouche l'ouverture (21) de l'enceinte'.
7. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le tuyau d'évacuation (28) est doté d'une vanne (28-1) permettant d'isoler le conduit (26) du système d'aspiration.
8. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est doté d'un dispositif (33) permettant son emboîtement dans l'ouverture (21) de l'enceinte (20), ce dispositif d'emboîtement (33) coopérant avec le conduit (26) .
9. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif d'emboîtement (33) prend la forme d'une chemise solidaire du conduit (26) et située le long du passage central (25) .
10. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le dispositif d'emboîtement (33) réalise une étanchéité entre l'enceinte (20) et le conduit (26).
11. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de guidage (29) permettant un déplacement du conduit (26) pour l'approcher ou l'éloigner de l'ouverture (21) de l'enceinte (20).
12. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 11, caractérisé en ce que le déplacement est de type translation.
13. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de guidage (29) comportent au moins un galet (29-2) solidaire du conduit (26) , ce galet (29-2) coopérant avec un rail (29-1) .
14. Dispositif d' extraction . de gaz selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que le déplacement est de type rotation.
15. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens de guidage comportent un mécanisme de rotation (61, 81) solidaire du conduit (26'), ce mécanisme de rotation coopérant avec une potence (60, 80) .
16. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 15, caractérisé en ce que la potence (60) a un rôle de rail .
17. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 15, caractérisé en ce que la potence comporte deux tubes (80.1, 80.2) qui coulissent l'un dans l'autre, le tube intérieur (80.1) étant plus long que le tube extérieur (80.2).
18. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 11 à 17, caractérisé en ce que le tuyau d'évacuation (28) est suffisamment souple pour ne pas gêner le déplacement.
19. Dispositif d'extraction de gaz selon la revendication 18, caractérisé en ce que le tuyau d'évacuation (28) coopère avec un dispositif de maintien (32) compatible avec le déplacement.
20. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'en position de travail, le conduit (26) est plaqué contre une face (23) de l'enceinte (20) portant l'ouverture (21) .
21. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le conduit (76) est fixé à une face de l'enceinte.. (70) portant l'ouverture (71).
22. Dispositif d'extraction de gaz selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que l'enceinte est formée par un capotage de protection (70) d'un appareil (73) qui produit le gaz à extraire.
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