Search Images Play YouTube Gmail Drive Calendar Translate More »
Sign in
Screen reader users: click this link for accessible mode. Accessible mode has the same essential features but works better with your reader.

Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberEP1194610 A1
Publication typeApplication
Application numberEP20010928018
PCT numberPCT/FR2001/001219
Publication date10 Apr 2002
Filing date20 Apr 2001
Priority date20 Apr 2000
Also published asUS6402479, WO2001081651A1
Publication number01928018, 01928018.9, 2001928018, EP 1194610 A1, EP 1194610A1, EP-A1-1194610, EP01928018, EP1194610 A1, EP1194610A1, EP20010928018, PCT/2001/1219, PCT/FR/1/001219, PCT/FR/1/01219, PCT/FR/2001/001219, PCT/FR/2001/01219, PCT/FR1/001219, PCT/FR1/01219, PCT/FR1001219, PCT/FR101219, PCT/FR2001/001219, PCT/FR2001/01219, PCT/FR2001001219, PCT/FR200101219
InventorsRoland Bernard, Eric Chevalier, Marc Lagedamont
ApplicantAlcatel
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: Espacenet, EP Register
Method and system for pumping semiconductor equipment from transfer chambers
EP 1194610 A1 (text from WO2001081651A1) 
Abstract  
The invention concerns a method which consists in pumping the gases present in a transfer chamber (1) using a primary pump (3) driven by variable speed driving means, mounted in series with a turbomolecular secondary pump (6), and associated with gas controlling means (8, 10, 13, 16) to control one or several appropriate characteristic parameters of the pumped gases and to produce control signals acting on the means driving the primary pump (3) to adapt its pumping speed so as to avoid any condensation or solidification in the airlock or transfer chamber (1). Thus the pressure drop speed can be optimised thereby reducing pollution introduced into the process chamber (2).
Claims  translated from French  (OCR text may contain errors)

REVENDICATIONS CLAIMS

1 - Système de pompage des gaz dans une chambre de transfert (1) d'équipement de semi-conducteurs, comprenant une pompe primaire (3) sollicitée par des moyens d'entraînement et raccordée par un circuit de pompage (4) à la chambre de transfert 1 - System for pumping gas into a transfer chamber (1) of semiconductor equipment, comprising a primary pump (3) acted upon by drive means and connected through a pump circuit (4) to the chamber transfer

(1) pour pomper les gaz hors de la chambre de transfert (1) jusqu'à atteindre une pression appropriée, caractérisé en ce que : (1) for pumping the gas from the transfer chamber (1) to achieve a suitable pressure, characterized in that:

- les moyens d'entraînement sont adaptés pour entraîner la pompe primaire (3) selon une vitesse variable, assurant ainsi un pompage à vitesse variable, - The drive means are adapted to drive the primary pump (3) in a variable speed, thereby providing a variable speed pump,

- une pompe secondaire turbomoléculaire (6) est interposée dans le circuit de pompage (4) entre la pompe primaire (3) et la chambre de transfert (1) , - A turbomolecular secondary pump (6) is interposed in the pumping circuit (4) between the primary pump (3) and the transfer chamber (1),

- des moyens de contrôle de gaz (8, 10, 13, 16) sont prévus pour contrôler un ou plusieurs paramètres caractéristiques appropriés des gaz pompés et pour produire des signaux de commande agissant sur les moyens d'entraînement pour adapter la vitesse de la pompe primaire (3) afin d'éviter toute condensation ou solidification des gaz dans la chambre de transfert (1) . - Control means of gas (8, 10, 13, 16) are provided for controlling one or more characteristic parameters of the pumped gases and suitable for generating control signals acting on the drive means for adjusting the speed of the pump primary (3) in order to prevent condensation or solidification of the gas in the transfer chamber (1). 2 - Système de pompage des gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de contrôle de gaz comprennent un capteur de température (8) sensible à la température des gaz pompés . 2 - gas pumping system according to claim 1, characterized in that the control means comprise a gas temperature sensor (8) responsive to the temperature of the pumped gases.

3 - Système de pompage de gaz selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de contrôle de gaz comprennent un analyseur de gaz (10) . 3 - A pumping system for gas according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the control means comprise a gas gas analyzer (10).

4 - Système de pompage de gaz selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'analyseur de gaz (10) est adapté pour détecter et mesurer la raie d'humidité. 4 - A pumping system for gas according to Claim 3, characterized in that the gas analyzer (10) is adapted to detect and measure the line moisture. 5 - Système de pompage de gaz selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'analyseur de gaz 5 - A pumping system for gas according to claim 3 or 4, characterized in that the gas analyzer

(10) est adapté pour détecter et mesurer des raies d'hydrocarbures. (10) is adapted to detect and measure the lines of hydrocarbons.

6 - Système de pompage de gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de mesure de la pression (13) dans une chambre de procédés 6 - System of pumping gas according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it further comprises means for measuring the pressure (13) in a process chamber

(2) à laquelle est raccordée la chambre de transfert (1) , pour asservir la pression dans la chambre de transfert (1) de manière à éviter ou à limiter le transfert de matières polluantes depuis la chambre de procédés (2) vers la chambre de transfert (1) . (2) which is connected to the transfer chamber (1), for controlling the pressure in the transfer chamber (1) so as to avoid or to limit the transfer of pollutants from the process chamber (2) to the chamber transfer (1).

7 - Système de pompage de gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pompe secondaire turbomoléculaire (6) est d'un type robuste capable de fonctionner dès le début de l'étape de pompage en refoulant les gaz à la pression atmosphérique, de sorte qu'elle n'est associée à aucune canalisation de dérivation pour démarrage du pompage et qu'elle constitue le seul élément de pompage raccordé à la chambre de transfert (1) . 7 - System of pumping gas according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the turbomolecular secondary pump (6) is of a type capable of robust function at the beginning of the step of pumping back the gas at atmospheric pressure, so that it is not associated with any branch line for starting the pump and it is the only element connected to pumping the transfer chamber (1).

8 - Système de pompage de gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend, interposé dans le circuit de pompage (4) entre la pompe secondaire (6) et la chambre de transfert (1), un piège cryogénique composé d'un dispositif de réfrigération (20) refroidissant un doigt froid (21) et une surface active (22) au contact des gaz pompés dans le circuit de pompage (4) . 8 - System of pumping gas according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises, interposed in the pumping circuit (4) between the secondary pump (6) and the transfer chamber (1) , a cold trap consisting of a cooling device (20) cooling a cold finger (21) and an active surface (22) in contact with the pumped gas in the pumping circuit (4).

9 - Système de pompage de gaz selon la revendication 8 , caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour échauffer périodiquement la surface active (22) de manière à enlever la glace déposée sur la surface active (22) . 9 - A pumping system for gas according to Claim 8, characterized in that it comprises means for periodically heating surface (22) so as to remove the ice deposited on the active surface (22).

10 - Procédé de pompage des gaz dans une chambre de transfert (1) de semi-conducteurs vers une chambre de procédés (2) par au moins une pompe primaire (3), caractérisé en ce qu'on adapte la vitesse de la pompe primaire (3) en fonction d'un ou plusieurs paramètres caractéristiques des gaz pompés de manière à éviter ou à limiter la condensation ou la solidification des gaz dans la chambre de transfert (1) . 10 - A method of pumping gas into a transfer chamber (1) of semiconductor into a process chamber (2) by at least one primary pump (3), characterized in that adjusts the speed of the primary pump (3) as a function of one or more characteristic parameters of the pumped gases so as to avoid or minimize condensation or solidification of the gas in the transfer chamber (1).

11 - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on optimise la vitesse de la pompe et on poursuit le pompage jusqu'à atteindre une pression résiduelle minimale P2 et maintenir momentanément la pression résiduelle à une valeur P3 inférieure à la pression PI de fonctionnement de la chambre de transfert (1) . 11 - The method of claim 10, characterized in that optimizes the speed of the pump and the pumping is continued until a minimum residual pressure P2 and temporarily holding the residual pressure to a value lower than the pressure P3 PI operation of the transfer chamber (1).

12 - Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que, par l'analyse des gaz pompés au moyen d'un analyseur de gaz (10), on contrôle simultanément l'atmosphère de la chambre de procédés (2) . 12 - Method according to one of claims 10 or 11, characterized in that, by analysis of the pumped gas through a gas analyzer (10), it simultaneously controls the atmosphere of the process chamber (2 ).

Description  translated from French  (OCR text may contain errors)

PROCEDE ET SYSTEME DE POMPAGE DES CHAMBRES DE TRANSFERT D'EQUIPEMENT DE SEMI-CONDUCTEUR METHOD AND SYSTEM FOR PUMPING EQUIPMENT ROOMS FOR TRANSFER OF SEMICONDUCTOR

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne les procédés et dispositifs assurant le pompage des gaz dans un sas ou une chambre de transfert de semi-conducteurs vers une chambre de procédés . TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to methods and devices providing pumping gas in a chamber or a transfer chamber to a semiconductor process chamber.

Dans la fabrication des composants électroniques à semiconducteur, une étape importante consiste à traiter un substrat semi-conducteur sous atmosphère contrôlée à très basse pression dans une chambre de procédés, par exemple pour des dépôts par plasma de couches de différents matériaux. In the manufacture of semiconductor electronic components, an important step comprises treating a semiconductor substrate in a controlled atmosphere at very low pressure in a process chamber, for example by plasma deposition of layers of different materials.

Dans la chambre de procédés, l'atmosphère doit être contrôlée pour éviter la présence de toute impureté et de toute pollution. In the process chamber, the atmosphere must be controlled to avoid the presence of any impurity and pollution. Pour cela, le substrat doit arriver dans la chambre de procédés dans un état de pureté satisfaisant. For this, the substrate must happen in the process chamber in a satisfactory state of purity.

Dans le document EP 0 385 709 A, on prévoit des vannes commandées pour limiter les flux d'entrée et de sortie d'air dans la chambre de procédés afin de réduire le risque de pollution résultant du détachement de particules préalablement déposées sur les parois de la chambre de procédés. In EP 0385709 A, provides controlled valves to control the flow of input and output of air in the process chamber to reduce the risk of pollution resulting from the detachment of particles previously deposited on the walls of the process chamber.

Dans une production industrielle, les substrats, sous forme de tranches, sont conditionnés et amenés en succession dans la chambre de procédés, au moyen d'une chambre de transfert à l'intérieur de laquelle l'atmosphère est progressivement amenée à une pression appropriée similaire de celle régnant dans la chambre de procédés. In industrial production, substrates, as slices are packed and brought in succession in the process chamber, through a transfer chamber within which the air is gradually brought to a suitable pressure similar of the pressure in the process chamber. On utilise pour cela un système de pompage des gaz comprenant une pompe primaire sollicitée par des moyens d'entraînement et raccordée par un circuit de pompage au sas ou à la chambre de transfert pour pomper les gaz jusqu'à atteindre la pression appropriée. This is done using a pumping system comprising a pump gas requested by primary drive means and connected by a pumping system to lock or transfer chamber to pump the gas to reach the proper pressure.

Dans le document US 4 379 743 A, on évite la transmission d'impuretés depuis une chambre de prétraitement vers une chambre de traitement en établissant une surpression différentielle gazeuse dans la chambre de traitement après le prétraitement d'un substrat. In document U.S. 4,379,743 A, prevents transmission of impurities from a pretreatment chamber to a processing chamber pressure differential establishing a gas into the processing chamber after the pretreatment of a substrate.

Dans les installations connues, lorsqu'on utilise une pompe primaire sèche à vitesse variable de pompage des gaz de la chambre de transfert, on détermine la vitesse de pompage pour atteindre la pression appropriée à l'issue d'une durée de conditionnement qui ne retarde pas le transfert du substrat dans la chambre de procédés. In known installations when using a dry primary pump variable speed gas pumping of the transfer chamber, determining the pumping rate to achieve the proper pressure at the end of a conditioning time and without delay not transferring the substrate in the process chamber. Toutefois, le conditionnement du substrat est souvent insuffisant, et l'on constate l'apparition de pollution et d'impuretés dans la chambre de procédés. However, the packaging substrate is often insufficient, and there is the appearance of pollution and impurities in the process chamber.

Le document EP 0 776 026 A enseigne de réduire la pollution résultant des particules se déposant sur les parois d'une chambre de transfert. EP 0,776,026 A teaches reduce pollution resulting particles are deposited on the walls of a room transfer. On utilise pour cela des vannes commandées qui réduisent la vitesse de pompage des gaz hors de la chambre de transfert, afin d'éviter la condensation ou la solidification des gaz dans la chambre de transfert. This is done using the controlled valves which reduce the pumping rate of gas out of the transfer chamber in order to prevent condensation or solidification of the gas in the transfer chamber. La réduction des risques de pollution est toutefois insuffisante, vraisemblablement à cause de la présence des vannes commandées, qui augmentent les surfaces sur lesquelles des particules peuvent se déposer. Risk reduction of pollution is however insufficient, presumably due to the presence of controlled valves, which increase the surface on which particles can settle. Egalement, le dispositif est plus complexe. Also, the device is more complex.

EXPOSE DE L'INVENTION Un but de l'invention est d'éviter de façon plus efficace l'introduction d'impuretés et de pollution dans la chambre de procédés . SUMMARY OF THE INVENTION An object of the invention is to prevent more effectively the introduction of impurities and pollution in the process chamber.

Egalement, lors de la descente en pression de l'atmosphère dans le sas ou la chambre de transfert, il se produit nécessairement un dégazage du substrat, et il est important que ce dégazage soit suffisant avant que le substrat soit introduit dans la chambre de procédés. Also, when lowering the pressure of the atmosphere in the airlock chamber or transfer, there is necessarily a degassing of the substrate, and it is important that sufficient degassing before the substrate is introduced into the process chamber . A défaut de cela, le dégazage se poursuit dans la chambre de procédés et les gaz provenant de ce dégazage postérieur constituent une source supplémentaire de pollution pendant le traitement. Failing that, degassing continues in the process chamber and vent gas from the rear is an additional source of pollution during treatment. Ainsi, l'invention a pour autre but d'améliorer le dégazage des substrats lors de leur conditionnement dans le sas ou la chambre de transfert, sans pour autant retarder le transfert du substrat dans la chambre de procédés. Thus, the invention further improve the degassing substrates in their packaging in the airlock chamber or transfer without delay the transfer of the substrate in the process chamber.

Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention prévoit de contrôler efficacement et de manière simple la descente en pression de l'atmosphère dans le sas ou la chambre de transfert pendant le conditionnement, de façon à éviter l'apparition de toute humidité ou de toute solidification des gaz. To achieve these and other objects, the invention provides effective control and simply lowering the pressure of the atmosphere in the airlock or the transfer chamber during conditioning, so as to avoid the occurrence of any moisture or solidification of gases. Ainsi, un système de pompage des gaz selon l'invention, dans une chambre de transfert d'équipement de semi-conducteurs, comprend une pompe primaire sollicitée par des moyens d'entraînement et raccordée par un circuit de pompage à la chambre de transfert pour pomper les gaz hors de la chambre de transfert jusqu'à atteindre une pression appropriée ; les moyens d'entraînement sont adaptés pour entraîner la pompe primaire selon une vitesse variable, assurant ainsi un pompage à vitesse variable ; une pompe secondaire turbomoléculaire est interposée dans le circuit de pompage entre la pompe primaire et la chambre de transfert ; des moyens de contrôle de gaz sont prévus pour contrôler un ou plusieurs paramètres caractéristiques appropriés des gaz pompés et pour produire des signaux de commande agissant sur les moyens d'entraînement pour adapter la vitesse de la pompe primaire afin d'éviter toute condensation ou solidification des gaz dans la chambre de transfert. Thus, a system for pumping gas according to the invention, a transfer chamber in a semiconductor equipment, comprises a pump acted upon by primary drive means and connected by a pumping circuit for the transfer chamber pumping the gas from the transfer chamber to a pressure suitable; the drive means are adapted to drive the primary pump in a variable speed, thereby providing a variable speed pump, a turbomolecular secondary pump is interposed in the pumping circuit between the primary pump and the transfer chamber, means for controlling gas are provided for controlling one or more characteristic parameters of the pumped gases and suitable for generating control signals acting on the drive means for adapting the speed of the primary pump to prevent condensation or solidification of the gas in the transfer chamber.

Le contrôle permanent des gaz pompés par action sur la vitesse de la pompe permet d'une part d'éviter l'apparition de toute condensation ou solidification des gaz, et donc l'introduction de toute pollution dans la chambre de procédés. The continuous monitoring of gas pumped per share on the speed of the pump allows one hand to prevent the occurrence of condensation or solidification of gases, and thus the introduction of pollution in the process chamber. Ce contrôle permet d'autre part d'éviter les risques de pollution supplémentaires et les complications liées à la présence de vannes de commande. This control allows the other to avoid the risk of pollution and additional complications related to the presence of valves. Ce contrôle permet aussi d'optimiser la vitesse de descente en pression, pour atteindre la vitesse moyenne la plus rapide possible, de sorte que le temps de conditionnement n'est pas augmenté et qu'il devient même possible, dans le même temps de conditionnement, de descendre la pression à une valeur plus faible qui favorise le dégazage du substrat. This control also allows you to optimize the speed of descent pressure to reach the average speed as fast as possible, so that the conditioning time is not increased and it is even possible, at the same time conditioning , to lower the pressure to a lower value that promotes degassing of the substrate.

Les moyens de contrôle de gaz peuvent comprendre un capteur de température sensible à la température des gaz pompés, et/ou un analyseur de gaz. The control means may comprise a gas temperature sensor sensitive to the temperature of the pumped gases, and / or a gas analyzer.

Une source fréquente de pollution est l'humidité contenue dans l'atmosphère pompée, qui tend à se condenser ou à cristalliser. A common source of contamination is the humidity in the atmosphere pumped, which tends to condense or crystallize. Dans ce cas, l'analyseur de gaz peut avantageusement être adapté pour détecter et mesurer la raie d'humidité. In this case, the gas analyzer may advantageously be adapted to detect and measure the line moisture.

Une autre source de pollution est fréquemment la présence d'hydrocarbures. Another source of pollution is often the presence of hydrocarbons. Dans ce cas, l'analyseur de gaz peut être avantageusement adapté pour détecter et mesurer des raies d 'hydrocarbures . In this case, the gas analyzer can be advantageously adapted to detect and measure lines of hydrocarbons.

Selon un mode de réalisation avantageux, le système de pompage de gaz peut comprendre en outre des moyens de mesure de la pression dans une chambre de procédés à laquelle est raccordée la chambre de transfert. According to an advantageous embodiment, the gas pumping system may further comprise means for measuring the pressure in a process chamber which is connected to the transfer chamber. On peut ainsi asservir la pression dans la chambre de transfert de manière à éviter ou à limiter le transfert de matières polluantes depuis la chambre de procédés vers la chambre de transfert. It can enslave the pressure in the transfer chamber to prevent or restrict the transfer of pollutants from the process chamber to the transfer chamber. On peut ainsi augmenter la vitesse de conditionnement du substrat suivant dans la même chambre de transfert, ce conditionnement n'étant pas perturbé par les pollutions provenant de la chambre de procédés . It can increase the speed of substrate conditioning in the same room after transfer, this conditioning is not affected by pollution from the process chamber.

De préférence, la pompe secondaire turbomoléculaire peut être d'un type robuste capable de fonctionner dès le début de l'étape de pompage en refoulant les gaz à la pression atmosphérique. Preferably, the secondary pump can be of a turbomolecular robust standard operable at the beginning of the step of pumping back the gas at atmospheric pressure. De la sorte, la pompe turbomoléculaire n'est associée a aucune canalisation de dérivation pour démarrage du pompage, et elle constitue le seul élément de pompage raccordé à la chambre de transfert. In this way, the turbomolecular pump is no associated branch line to start pumping, and it is the only pump connected to the transfer chamber. On réduit ainsi les risques de pollution de l'atmosphère dans la chambre de transfert, et donc dans la chambre de procédés. This reduces the risk of air pollution in the transfer chamber, and thus in the process chamber.

Dans un procédé de pompage des gaz selon 1 ' invention, dans une chambre de transfert de semi-conducteurs vers une chambre de procédés, on adapte la vitesse de la pompe primaire qui extrait les gaz hors de la chambre de transfert en fonction d'un ou plusieurs paramètres caractéristiques des gaz pompés, de manière à éviter ou à limiter la condensation ou la solidification des gaz dans la chambre de transfert. In a method for pumping gas according to one invention, a transfer chamber to a semiconductor process chamber, adjusting the speed of the primary pump that extracts gases from the transfer chamber according to a or more characteristic parameters of the pumped gases, so as to avoid or minimize condensation or solidification of the gas in the transfer chamber.

Avantageusement, on peut optimiser la vitesse de la pompe pour atteindre la pression appropriée en un temps plus court, et poursuivre le pompage jusqu'à atteindre et maintenir momentanément, par exemple jusqu'à la fin de la durée de conditionnement, une pression résiduelle inférieure à la pression appropriée de fonctionnement de la chambre de transfert, favorisant ainsi le dégazage du substrat. Advantageously, we can optimize the speed of the pump to reach the appropriate pressure in a shorter time, and continue to achieve and maintain pumping momentarily, for example until the end of the conditioning time, a residual pressure lower to the appropriate pressure of operation of the transfer chamber, thereby promoting degassing of the substrate. Par l'analyse des gaz pompés au moyen d'un analyseur de gaz, on peut contrôler simultanément l'atmosphère de la chambre de procédés. Through the analysis of gas pumped through a gas analyzer can simultaneously control the atmosphere in the process chamber.

DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

- la figure 1 illustre schématiquement la structure générale d'un système de pompage des gaz selon un mode de réalisation de la présente invention ; - Figure 1 schematically illustrates the general structure of a gas pumping system according to one embodiment of the present invention;

- la figure 2 illustre les courbes de descente en pression, une première courbe illustrant la descente en pression avec un dispositif selon la présente invention, une seconde courbe illustrant la descente en pression avec un dispositif connu à pompe primaire sèche ; et - Figure 2 illustrates the curves down in pressure, a first graph illustrating the descent pressure with a device according to the present invention, a second graph illustrating the descent pressure with a known device to dry primary pump, and

- la figure 3 illustre schématiquement la structure générale d'un système de pompage des gaz selon un mode de réalisation comportant en outre un piège cryogénique. - Figure 3 schematically illustrates the general structure of a gas pumping system according to an embodiment further comprises a cryogenic trap. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le système de pompage selon 1 ' invention permet le pompage des gaz dans un sas ou chambre de transfert 1 qui est raccordé à une chambre de procédés 2 par des moyens permettant le passage d'un substrat semi- conducteur . In the embodiment illustrated in Figure 1, the pumping system according to one invention allows the pumping of gas in a lock or transfer chamber 1 which is connected to a process chamber 2 by means for passing a semiconductor substrate.

Le système de pompage des gaz comprend une pompe primaire 3 sollicitée par des moyens d'entraînement intégrés et raccordée par un circuit de pompage 12 comportant une canalisation 4 au sas ou à la chambre de transfert 1 pour pomper les gaz jusqu'à atteindre une pression appropriée voisine de celle présente dans la chambre de procédés 2. The pumping system includes a gas pump approached by three primary means for driving integrated and connected by a pumping circuit 12 comprising a pipe 4 to lock or one transfer chamber to pump gas to a pressure appropriate close to that present in the process chamber 2. Les moyens d'entraînement intégrés à la pompe primaire 3 sont adaptés pour assurer un pompage à vitesse variable, la vitesse étant pilotée par un dispositif de commande 5 qui peut être d'un type connu en soi. The drive means integrated into the primary pump 3 is adapted to provide a variable speed pump, the speed being controlled by a control device 5 which may be of a type known per se. Une pompe secondaire turbomoléculaire 6 est interposée dans le circuit de pompage 12 entre la canalisation 4 reliée à la pompe primaire 3 et le sas ou chambre de transfert 1. Secondary turbomolecular pump 6 is interposed in the pumping circuit 12 between the pipe 4 connected to the primary pump 3 and the transfer chamber or airlock 1. Une vanne d'isolation 7 est interposée entre la pompe secondaire turbomoléculaire 6 et le sas ou chambre de transfert 1. An isolation valve 7 is interposed between the secondary turbo pump 6 and the transfer chamber or airlock 1.

Des moyens de contrôle de gaz sont prévus pour contrôler un ou plusieurs paramètres caractéristiques appropriés des gaz pompés et pour produire des signaux de commande envoyés par une ou plusieurs lignes de transmission telles que les lignes de transmission 9 ou 14 au dispositif de commande 5 pour agir sur les moyens d'entraînement et adapter ainsi la vitesse de pompage de la pompe primaire 3 afin d'éviter toute condensation ou solidification des gaz dans le sas ou la chambre de transfert 1. Control means for gas are provided for controlling one or more characteristic parameters of the pumped gases and suitable for generating control signals sent by one or more transmission lines such as transmission lines 9 or 14 to the controller 5 to act the drive means and thus adapt the pumping speed of the backing pump 3 to prevent condensation or solidification of gases in the airlock or the transfer chamber 1.

Parmi les moyens de contrôle des gaz, on peut prévoir par exemple un capteur de température 8 pour mesurer la température dans la canalisation 4, et/ou un capteur de pression 16 pour mesurer la pression dans le sas ou chambre de transfert 1. Among the means of control of gas can be provided for example a temperature sensor 8 for measuring the temperature in the pipe 4, and / or a pressure sensor 16 for measuring the pressure in the airlock or transfer chamber 1. La mesure est alors envoyée respectivement par la ligne de transmission 14 ou par la ligne de transmission 15 dans le dispositif de commande 5. The measurement is then sent respectively by the transmission line 14 or the transmission line 15 in the control device 5. On sait en effet que les condensations ou solidifications n'interviennent qu'en dessous d'un seuil de température déterminé, et l'on peut alors maintenir la vitesse de pompage à une valeur suffisamment faible pour rester en dessus du seuil de température. It is known that condensation or solidification intervene only below a threshold temperature determined, and we can then maintain the pumping speed to a value low enough to remain above the threshold temperature.

De préférence, les moyens de contrôle de gaz comprennent un analyseur de gaz 10, par exemple un spectromètre de masse, que l'on peut adapter pour détecter et mesurer certaines raies d'éléments caractéristiques dans les gaz présents dans la canalisation 4. Preferably, the control means comprise a gas gas analyzer 10, for example a mass spectrometer, which can be adapted to detect and measure certain lines of characteristic elements in the gas present in the pipe 4.

Par exemple, une source fréquente de condensation et de solidification dans les atmosphères de traitement est la vapeur d'eau. For example, a frequent source of condensation and solidification in the atmospheres of treatment is water vapor. Ainsi, l'analyseur de gaz 10 peut être adapté pour détecter et mesurer la raie d'humidité, et pour envoyer au dispositif de commande 5 par la ligne de transmission 9 des signaux permettant de fixer la vitesse de pompage à une valeur telle que la raie d'humidité soit maintenue à une valeur inférieure à un seuil admissible. Thus, the gas analyzer 10 may be adapted to detect and measure the line of moisture, and to send to the controller 5 via the transmission line 9 of the signals for setting the pump speed to a value such that the line moisture is maintained at a value less than an acceptable threshold. Une autre source de pollution fréquente est la condensation ou solidification d'hydrocarbures. Another source of pollution is frequent condensation or solidification of hydrocarbons. Pour éviter cela, l'analyseur de gaz 10 peut être adapté pour détecter et mesurer les raies d'hydrocarbures, et pour envoyer au dispositif de commande 5 par la ligne de transmission 9 les signaux nécessaires pour maintenir les raies d'hydrocarbures à une valeur inférieure à un seuil admissible. To avoid this, the gas analyzer 10 may be adapted to detect and measure the oil lines, and send to the control device 5 by the transmission line 9 the signals needed to keep the lines of hydrocarbons at a value less than an acceptable threshold. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le système comprend en outre des moyens de mesure de la pression 13 dans la chambre de procédés 2 à laquelle est raccordé le sas ou la chambre de transfert 1. In the embodiment illustrated in Figure 1, the system further comprises means for measuring the pressure 13 in the process chamber 2 to which is connected the lock or transfer chamber 1. Une vanne d'isolation 17 est interposée entre le sas ou chambre de transfert 1 et la chambre de procédés 2, permettant le passage d'échantillon par l'ouverture/fermeture du sas de la chambre de procédés 2. An isolation valve 17 is interposed between the airlock or transfer chamber 1 and the process chamber 2, allowing the passage of the sample by opening / closing the lock process chamber 2. Le signal de mesure de pression est envoyé par une ligne de transmission 11 au dispositif de commande 5, pour asservir la vitesse de pompage de la pompe primaire 3 afin d'établir la pression appropriée dans le sas ou la chambre de transfert 1 à une valeur un peu supérieure à celle de la chambre de procédés 2, de manière à éviter ou à limiter le transfert de matières polluantes depuis la chambre de procédés 2 vers le sas ou la chambre de transfert 1 lors du transfert du substrat semi-conducteur à traiter. The measurement signal is sent via a pressure transmission line 11 to the control device 5, for controlling the pumping speed of the primary pump 3 in order to establish the proper pressure in the lock or transfer chamber 1 to a value slightly greater than that of the process chamber 2, so as to avoid or reduce the transfer of pollutants from the process chamber 2 to the lock or the transfer chamber during the transfer of one semiconductor substrate to be treated. Les gaz sortent de la pompe primaire 3 par une canalisation 19. Gases out of the three primary pump via a pipe 19.

La figure 1 illustre un mode de réalisation particulièrement avantageux de la présente invention comprenant des moyens d' isolement permettant de réduire encore les perturbations apportées par le dispositif de pompage sur la chambre de transfert 1, voire sur la chambre de procédés 2. Figure 1 shows a particularly advantageous embodiment of the present invention comprising means isolation to further reduce the disturbances caused by the pumping of the transfer chamber 1, or on the process chamber 2. Pour cela, la pompe primaire 3, le moyen analyseur de gaz 10 et le dispositif de commande 5 sont enfermés ensemble dans une enceinte d'isolement 18. For this, the primary pump 3, the average gas analyzer 10 and the control device 5 are locked together in an isolation chamber 18.

L'enceinte d'isolement 18 est une enceinte étanche qui forme un ensemble mécaniquement rigide et peut comprendre un dispositif de contrôle et de régulation de la température ou un moyen de compensation active de vibration (non représentés) . The insulation enclosure 18 is a sealed chamber which forms a mechanically rigid assembly and may include a device for control and regulation of the temperature compensating means or active vibration (not shown).

D'excellents résultats ont été obtenus en utilisant une pompe secondaire turbomoléculaire 6 d'un type capable de fonctionner dès le début de l'étape de pompage en refoulant les gaz à la pression atmosphérique. Excellent results have been obtained using a secondary pump turbomolecular 6 of a type capable of operating at the beginning of step pumping back the gas at atmospheric pressure. Avantageusement, cette solution permet un gain de place, en termes de surface au sol, très intéressant. Advantageously, this solution saves space, in terms of floor space, very interesting. De la sorte, la pompe secondaire turbomoléculaire 6 n'est associée à aucune canalisation de dérivation pour le démarrage du pompage, en dehors de la vanne 7, et elle constitue le seul élément de pompage raccordé au sas ou à la chambre de transfert 1. In this way, the secondary turbo pump 6 is associated with any bypass line to start pumping out of the valve 7, and it is the only thing connected to the airlock pumping or transfer chamber 1. On peut par exemple utiliser une pompe de référence ATH 30 vendue par la société ALCATEL. One can for example use a reference pump ATH 30 sold by the company ALCATEL. Une telle pompe présente en outre l'avantage d'être peu encombrante,' de sorte que le système peut être placé à proximité immédiate de la chambre de transfert 1, ce qui simplifie toutes les liaisons électriques et les canalisations. Such a pump has the added advantage of being compact, 'so that the system can be placed in close proximity to the transfer chamber 1, which simplifies all electrical connections and pipes.

Le système ainsi conçu est capable de descendre depuis la pression atmosphérique jusqu'à des pressions de l'ordre de 10 ~3 Pascal en une trentaine de secondes. The system thus designed is able to descend from atmospheric pressure up to pressures of the order of 10 ~ 3 Pascal in thirty seconds. La vitesse de pompage est asservie à la détente des gaz afin d'éviter tout phénomène de solidification ou de condensation dans le sas ou la chambre de transfert 1. The pumping speed is controlled by the expansion of gases in order to avoid the phenomenon of solidification or condensation in the airlock or the transfer chamber 1. Dans un procédé de pompage des gaz selon l'invention, dans un sas ou une chambre de transfert 1 de semi-conducteurs vers une chambre de procédés 2, on adapte la vitesse de pompage des gaz hors du sas ou de la chambre de transfert 1 en fonction d'un ou plusieurs paramètres caractéristiques des gaz pompés, de manière à éviter ou à limiter la condensation ou la solidification des gaz dans le sas ou la chambre de transfert 1. In a method of pumping gas according to the invention in an airlock or a transfer chamber 1 to a semiconductor process chamber 2, adapts the speed pumping gas out of the chamber or the transfer chamber 1 based on one or more characteristic parameters of the pumped gases, so as to avoid or minimize condensation or solidification of the gas in the lock or transfer chamber 1.

Par exemple, en se référant à la courbe A en traits pleins de la figure 2, partant de la pression atmosphérique P a , on diminue tout d'abord relativement lentement la pression au cours d'une étape Al, pour éviter la condensation ou solidification des gaz, puis la vitesse de descente en pression s'accélère au cours d'une étape A2 et peut devenir plus rapide que la vitesse habituellement choisie dans les systèmes connus à pompe primaire seule entraînée à vitesse constante. For example, with reference to curve A in solid lines in Figure 2, extending from the atmospheric pressure P a, is reduced first relatively slow rate of pressure in a step A, to prevent condensation or solidification gases and the rate of descent in pressure accelerates during a step A2 and may be faster than the speed normally selected in the known systems only to primary pump driven at constant speed. Le niveau de pression le plus bas atteint, ou pression P2, est nettement inférieur à la pression de conditionnement PI. The level of lowest pressure reached or P2 pressure is much lower than the pressure packing IP. En effet, la condensation et la solidification des gaz risquent de se produire essentiellement au cours de la première étape Al, lorsque les pressions sont encore relativement élevées. Indeed, condensation and solidification of gases may occur primarily during the first step Al, when pressures are still relatively high. Grâce à l'adaptation de la vitesse de pompage en fonction de paramètres caractéristiques des gaz pompés, la descente en pression peut être plus rapide que dans les systèmes connus, ce qui permet d'atteindre très rapidement une pression P2 très inférieure. By adapting the pumping speed according to the characteristic parameters of the pumped gases, lowering in pressure may be faster than in the known systems, which can very quickly reach a pressure P2 very less. Puis la remontée en pression se fait par A3 et A4, rejoignant le palier B3 à la pression de conditionnement Pi qui correspond au cas selon l'art antérieur où seulement une pompe primaire 3 est présente. Then the pressure rise is by A3 and A4, B3 joining the bearing pressure Pi packaging which corresponds to the case in the prior art where only a primary pump 3 is present. A contrario, en se référant à la courbe B en pointillés de cette même figure 2, dans les systèmes connus à pompe entraînée à vitesse constante, la vitesse de pompage est plus faible car elle est limitée par la vitesse maximale admissible au delà de laquelle apparaissent des phénomènes de condensation ou solidification lors de la première étape de pompage. On the other hand, referring to the dotted curve B in the same figure 2, the known systems driven at constant speed pump, the pumping speed is lower because it is limited by the maximum permissible speed beyond which appear of condensation or solidification in the first pumping stage. La pression est lentement diminuée au cours de l'étape Bl, puis plus fortement au cours de l'étape B2 jusqu'à atteindre un niveau de pression le plus bas sensiblement égal à la pression de conditionnement PI, puis la légère remontée B4 est suivie d'un palier B3. The pressure is slowly reduced during the step Bl, then increase in step B2 to a level of lowest pressure substantially equal to the pressure PI packaging, then the slight rise is followed B4 a bearing B3. Selon une variante avantageuse de l'invention représentée en traits mixtes sur la figure 2, le procédé selon l'invention permet d'optimiser la vitesse de pompage en accélérant sensiblement le pompage pendant l'étape A2 lorsque la pression est déjà basse, de façon à atteindre plus rapidement la pression appropriée PI de transfert ou de conditionnement, puis à atteindre une pression résiduelle minimale P2, et après une éventuelle montée A3 à maintenir momentanément la pression résiduelle selon un palier A5 à une valeur P3 inférieure à la pression PI de conditionnement du sas ou de la chambre de transfert 1. According to an advantageous embodiment of the invention shown in dashed lines in Figure 2, the process according to the invention optimizes the pumping speed by accelerating significantly during step A2 pumping when the pressure is already low, so as to accelerate the transfer of appropriate pressure PI or packaging, and then to reach a minimum residual pressure P2, and after a possible rise A3 to momentarily hold the residual pressure in a bearing to a A5 value lower than the pressure P3 PI packaging airlock or transfer chamber 1. Pendant la période au cours de laquelle la pression résiduelle P3 inférieure à Pi est appliquée au substrat, on favorise le dégazage de substrat et on réduit la pollution que le substrat est susceptible d'introduire dans la chambre de procédés 2. During the period in which the residual pressure P3 is less than Pi applied to the substrate, promotes the degassing of the substrate is reduced and pollution that the substrate is likely to be introduced into the process chamber 2. Le palier A5 de pression P3 peut avantageusement être maintenu jusqu'au voisinage de l'instant tO de transfert d'un substrat semiconducteur à traiter depuis la chambre de transfert 1 vers la chambre de procédés 2. The bearing pressure A5 P3 may advantageously be maintained to the vicinity of the instant to transfer a semiconductor substrate to be processed from the transfer chamber 1 to the process chamber 2. La pression Pi est alors rétablie selon la remontée A6. Pressure Pi is then restored by the rise A6. Par le fait que le début du palier A5 est anticipé grâce à une descente contrôlée et plus rapide de pression, et par le fait que la pression P3 peut être inférieure à Pi et maintenue pendant un palier A5 de durée maximisée, on a pu réduire sensiblement, par exemple selon un facteur 2, la fréquence des interventions nécessaires de dépollution de la chambre de procédés 2. That the beginning of the level A5 is anticipated through a controlled descent and faster pressure, and that pressure may be less than P3 Pi and maintained for a time step A5 maximized, we could significantly reduce , for example by a factor of 2, the frequency of interventions needed to clean up the process chamber 2. En d'autres termes, on augmente d'un facteur 2 le temps moyen entre deux opérations de nettoyage (MTBC) . In other words, it increases by a factor 2 the average time between two cleaning (MTBC).

La pression de transfert Pi établie selon les systèmes connus nécessite, après l'entrée du substrat en chambre de procédés 2, un abaissement de pression jusqu'à la pression de fonctionnement de ladite chambre de procédés 2. The transfer pressure Pi established according to known systems requires, after the entry of the substrate process chamber 2, a lowering of pressure to the operating pressure of said process chamber 2. Cet abaissement de pression nécessite un temps de pompage relativement long, qu'il faut entreprendre avant chaque cycle de traitement. This lowering of pressure requires a relatively long pumping time, which must be taken before each treatment cycle. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, l'invention prévoit d'abaisser la pression de transfert pour la rapprocher de la pression de traitement. According to a particularly advantageous embodiment, the invention provides lower pressure transfer to approximate the pressure treatment. Ainsi, on prévoit par exemple de fixer la pression P3 à une valeur sensiblement égale à la pression de traitement dans la chambre de procédés 2, et de réaliser le transfert à cette pression P3, sans remonter à la pression PI des dispositifs de l'art antérieur. Thus, for example is provided to set the pressure P3 to a value substantially equal to the treatment pressure in the process chamber 2, and to effect the transfer of this pressure P3, without going back to the pressure PI of art devices earlier. Cet exemple est illustré par la poursuite A7 du palier A6 jusqu'à l'instant tO sur la figure 2. This example is illustrated by the continued A6 A7 bearing until the instant tO in Figure 2. Il en résulte alors un gain de temps de pompage appréciable, et une accélération sensible du cycle de traitement dans la chambre de procédés 2. This results in a time saving of considerable pumping, and a significant acceleration of the processing cycle in the process chamber 2.

En se référant à nouveau à la figure 1, on comprend que, par l'analyse des gaz pompés au moyen de l'analyseur de gaz 10, on peut contrôler simultanément l'atmosphère de la chambre de procédés 2. Referring again to Figure 1, it is clear that, for the analysis of gas pumped through the gas analyzer 10 can simultaneously control the atmosphere in the process chamber 2. En effet, à chaque transfert d'un substrat du sas ou de la chambre de transfert 1 vers la chambre de procédés 2, une portion des gaz présents dans la chambre de procédés 2 peut passer dans le sas ou la chambre de transfert 1, et est ensuite pompée par le système selon l'invention, de sorte que l'analyseur de gaz 10 peut déceler, analyser et quantifier les gaz de cette portion de gaz et fournir ainsi à l'utilisateur des informations utiles pour contrôler le traitement. In fact, each transfer of a substrate sas or transfer chamber 1 to the process chamber 2, a portion of the gases in the process chamber 2 can pass through the airlock or the transfer chamber 1, and is then pumped by the system according to the invention, so that the gas analyzer 10 can detect, analyze and quantify the gas portion of the gas and thereby provide the user with useful information for controlling the processing.

Par exemple, on peut concevoir que l'utilisateur compense ensuite 1 ' atmosphère de la chambre de procédés 2 par 1 ' introduction d'éléments appropriés dans l'atmosphère du sas ou de la chambre de transfert 1 lors du conditionnement de la tranche suivante de substrat, ces éléments étant ensuite transférés avec le substrat dans la chambre de procédés 2. For example, it is conceivable that the user then compensates one atmosphere in the process chamber 2 by 1 introduction of appropriate elements in the atmosphere of the chamber or the transfer chamber 1 when the conditioning of the next tranche of substrate, said elements being then transferred to the substrate in the process chamber 2. Dans le mode de réalisation de la figure 3, le système de pompage des gaz comprend en outre, interposé dans le circuit de pompage 4 entre la pompe secondaire 6 et la chambre de transfert 1, un piège cryogénique composé d'un dispositif de réfrigération 20 refroidissant un doigt froid 21 et une surface active 22 au contact des gaz pompés dans le circuit de pompage 4. In the embodiment of Figure 3, the gas pumping system further comprises, interposed in the pumping circuit between the secondary pump 4 and 6 the transfer chamber 1, a cold trap consisting of a cooling device 20 cooling a cold finger 21 and an active surface 22 in contact with the pumped gas in the pumping circuit 4. Le piège cryogénique peut être un refroidisseur mécanique de type Stirling. The cold trap can be a mechanical Stirling cooler. La surface active 22 peut être une pièce métallique cylindrique à l'intérieur de la canalisation conduisant les gaz pompés. The active surface 22 may be a cylindrical metallic part within the pipe conducting the pumped gases. La température typique de cette surface active 22 est de 140°K environ. The typical temperature of the active surface 22 is 140 ° K. La vapeur d'eau à cette température est piégée et se condense sous forme de glace sur la surface active 22. Water vapor is trapped at this temperature and condenses as ice on the active surface 22. Il est possible d'atteindre des pressions partielles d'eau inférieures à 10 ~5 Pa. It is possible to achieve partial pressures of water below 10 -5 Pa. Peu à peu, l'épaisseur de glace croît sur la surface active 22. Gradually, the ice thickness increases the active surface 22. Il est alors souhaitable de régénérer le piège en chauffant par effet Joule la surface active 22 : la glace se vaporise et est pompée par le circuit de pompage 12. Then it is desirable to regenerate the trap by heating by the Joule effect the active surface 22: the ice evaporates and is pumped by the pumping circuit 12. On prévoit pour cela des moyens pour échauffer périodiquement la surface active 22 de manière à enlever la glace déposée sur la surface active 22. Is provided for this means for periodically heating the active surface 22 so as to remove the ice deposited on the active surface 22.

La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations qui sont à la portée de l'homme du métier. The present invention is not limited to the embodiments which have been explicitly described, but includes variants and generalizations that are within the reach of the skilled person.

Non-Patent Citations
Reference
1 *See references of WO0181651A1
Classifications
International ClassificationB65G49/00, C23C14/56, H01L21/205, C23C16/44, H01L21/677, H01L21/00
Cooperative ClassificationC23C14/566, C23C14/564, H01L21/67017, C23C16/4412
European ClassificationH01L21/67S2D, C23C16/44H, C23C14/56D2, C23C14/56D
Legal Events
DateCodeEventDescription
24 Mar 201018DDeemed to be withdrawn
Effective date: 20090922
10 Jun 200917QFirst examination report
Effective date: 20090511
4 Apr 2007RAP1Transfer of rights of an ep application
Owner name: ALCATEL LUCENT
10 Apr 200217PRequest for examination filed
Effective date: 20011224
10 Apr 2002AKDesignated contracting states:
Kind code of ref document: A1
Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR