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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 device, comprising a primary pump (3) urged by the drive means and connected by a pumping 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) to pump gas from the transfer chamber (1) until 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 for driving the primary pump (3) at a variable speed, thereby ensuring 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 secondary turbomolecular pump (6) is inserted into the pump 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 parameters relevant characteristics of the pumped gases and producing control signals acting on the drive means to adjust the pump speed Primary (3) to prevent condensation or solidification of gases 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 gas control means comprises a 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 - gas pumping system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the gas control means comprises a 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 - the gas pumping system according to claim 3, characterized in that the gas analyzer (10) is adapted to detect and measure the moisture stripe. 5 - Système de pompage de gaz selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'analyseur de gaz 5 - System of pumping gas according to one of claims 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 oil lines.
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 - gas pumping system 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) to avoid or 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 - gas pumping system 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 bypass line to start pumping and it is the only pumping element connected to 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 - gas pumping system 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 comprising a refrigeration device (20) cooling a cold finger (21) and an active surface (22) in contact with the pumped into the pumping circuit (4) gas.
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 - the gas pumping system according to claim 8, characterized in that it comprises means for periodically heat the working 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 it adjusts the speed of the primary pump (3) as a function of one or more characteristics of the pumped so as to avoid or minimize condensation or solidification of the gas in the transfer chamber (1) gas parameters.
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 maintain the residual pressure to a value lower than the P3 pressure 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, for the analysis of the pumped gas through a gas analyzer (10), simultaneously controlling 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 OF ROOMS FOR TRANSFER OF SEMICONDUCTOR EQUIPMENT

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 into 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 is to treat a very controlled low pressure in a process chamber, for example by plasma deposition of layers of different semiconductor material substrate in atmosphere.

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 impurities 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 limit the entry and exit of air into the process chamber in order to reduce the risk of pollution resulting from the detachment of particles previously deposited on the walls of flow 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, the substrates in the form of discs, are packaged and supplied in succession in the process chamber by means of a transfer chamber in which the atmosphere 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. Why a pumping system comprising a primary gas pump approached by drive means and connected by a pump circuit to lock or transfer chamber to pump the gas to reach the appropriate pressure is used.

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 US 4,379,743 A paper avoids the transmission of impurities from a pretreatment chamber to a processing chamber in establishing a differential gas pressure in 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 systems, when using a dry primary variable speed pumping chamber gas transfer pump, the pumping speed is determined to achieve the proper pressure at the end of a period of conditioning that would 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 conditioning of the substrate is often inadequate, 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 from particles 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 controlled valves that reduce the rate of pumping gas from the transfer chamber to prevent condensation or solidification of gases 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. However, reducing the risk of pollution is 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 or the transfer chamber, there is necessarily a degassing of the substrate, and it is important that it is 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 the gas from the rear vent are an additional source of contamination during processing. 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 has the further aim of improving the degassing substrates for packaging into the lock 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 for effective control and simply lowering the pressure of the atmosphere in the airlock or the transfer chamber during conditioning, so as to avoid the appearance of any solidification of any moisture or 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 ; Thus, a gas pumping system according to the invention, in an equipment chamber semiconductor transfer pump comprises a biased primary drive means and a circuit connected to the pumping chamber to transfer pump the gas out of the transfer chamber until a suitable pressure; les moyens d'entraînement sont adaptés pour entraîner la pompe primaire selon une vitesse variable, assurant ainsi un pompage à vitesse variable ; the drive means are adapted for driving the primary pump of a variable speed, thereby ensuring a variable speed pump; une pompe secondaire turbomoléculaire est interposée dans le circuit de pompage entre la pompe primaire et la chambre de transfert ; secondary turbo pump is inserted in the pump circuit between the primary pump and the transfer chamber; 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. means gas control is provided to control one or more parameters appropriate characteristics of pumped gases and to produce control signals acting on the drive means to adjust the speed of the primary pump to prevent condensation or solidification 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. Ongoing monitoring of pumped action on gas pump speed allows one hand to avoid the appearance of condensation or solidification of gases and therefore the introduction of any 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 further pollution and 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 to optimize the speed of lowering the pressure, to achieve the fastest possible speed medium, 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 which 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 gas 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 frequent source of pollution is the moisture pumped into the atmosphere, 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 moisture stripe.

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 may be advantageously adapted to detect and measure the 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 one 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. We 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 the following packaging substrate in the same room transfer this conditioning is not disrupted 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 turbomolecular secondary pump may be of a type capable of robust function 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 turbo pump is associated with no bypass line to start pumping, and it is the only pumping element 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. The risks of air pollution in the transfer chamber is reduced, 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 of pumping gas as one invention in a transfer chamber to a semiconductor process chamber, the speed of the primary pump which extracts the gas out of the room transfer function is adapted from a or more characteristics of pumped, so as to avoid or minimize condensation or solidification of gas in the gas chamber transfer parameters.

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, it is possible to optimize the speed of the pump to achieve the appropriate time in a shorter pressure and continue pumping until achieve and maintain momentarily, for example up to the end of the conditioning time, a residual pressure of less the appropriate operating pressure of the transfer chamber, thus promoting the 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. By analyzing pumped through a gas analyzer gas, can simultaneously control the atmosphere of 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 specific embodiments when 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 system for pumping gas according to one embodiment of the present invention structure;

- 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 ; - Figure 2 illustrates the curves of lowering the pressure, the curve showing a first lowering the pressure with a device according to the present invention, a second curve showing lowering the pressure with a known dry primary pump; et 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 system for pumping gas according to an embodiment further comprising a cryogenic trap. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DESCRIPTION OF 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 1 according to the invention allows the pumping of gas in a lock or transfer chamber 1 is connected to a process chamber 2 by means of a passage 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. 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 pumping system comprises a primary gas pump 3 requested by integrated drive means and connected by a pumping circuit 12 having a pipe 4 to lock or one transfer chamber to pump gas to a pressure similar to that present in the appropriate chamber 2. The processes driving means integrated into the primary pump 3 is adapted to provide variable speed pumping, speed is controlled by a control device 5 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. Une vanne d'isolation 7 est interposée entre la pompe secondaire turbomoléculaire 6 et le sas ou chambre de transfert 1. A turbomolecular secondary pump 6 is interposed in the pumping circuit 12 connected between the pipe 4 to the pump 3 and the primary lock or transfer chamber 1. An isolation valve 7 is interposed between the turbomolecular secondary pump 6 and the lock or transfer chamber 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. The gas control means are provided for controlling one or more parameters relevant characteristics of the pumped gases and producing control signals sent by one or more transmission lines such as transmission lines 9 and 14 to the controller 5 to act on the drive and thus adapt the pumping speed of the primary pump 3 to avoid condensation or solidification of gases in the airlock chamber or transfer one means.

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. 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. 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. Among the gas control means 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 air lock or transfer chamber 1. Measurement is then sent respectively by the transmission line 14 or line 15 in the transmission control device 5. It is known that condensation or solidification intervene only below a threshold determined temperature, and we can then maintain the pumping speed at low enough to stay 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 gas control means comprises a gas analyzer 10, such as a mass spectrometer, which can be adapted for detecting and measuring some characteristic peaks of 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 of the atmospheres in the treatment is steam. 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 moisture stripe, and to send to the controller 5 through the transmission line 9 of the signals for setting the pump speed to a value such that the stripe humidity is maintained at a value below an acceptable threshold. Une autre source de pollution fréquente est la condensation ou solidification d'hydrocarbures. Another common source of contamination is the 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 to send to the control device 5 by the transmission line 9 the signals necessary to keep the oil lines to a value below 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. 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. 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. In the embodiment illustrated in Figure 1, the system further comprises means for measuring the pressure 13 in the process chamber 2 which is connected to the lock chamber or the transfer chamber 1. An isolation valve 17 is interposed between the lock and transfer chamber 1 and the process chamber 2, allowing the passage of the sample by opening / closing the lock process chamber 2. The pressure measurement signal is sent through a transmission line 11 to the controller 5 for controlling the pumping speed of the primary pump 3 to determine the appropriate pressure in the airlock or the transfer chamber 1 to a value slightly higher than that of the process chamber 2 of to avoid or to limit the transfer of pollutants from the process chamber 2 to the lock or the transfer chamber 1 when transferring the semiconductor substrate to be treated. Les gaz sortent de la pompe primaire 3 par une canalisation 19. The gases exit from the primary pump 3 through 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. 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. Figure 1 shows a particularly advantageous embodiment of the present invention comprising means of isolation to further reduce the disturbances caused by the pumping device on the transfer chamber 1 or Room 2. For this process, the primary pump 3 through the gas analyzer 10 and the controller 5 are locked together in an insulation enclosure 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 comprise a control device and temperature control means or active vibration compensation (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 turbomolecular secondary pump 6 of a type capable of operating at the beginning of the step of 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. On peut par exemple utiliser une pompe de référence ATH 30 vendue par la société ALCATEL. In this way, the secondary turbo pump 6 is not associated with any bypass line to start the pumping out of the valve 7, and it is the only element connected to the airlock pumping or transfer chamber 1. One can for example use a pump ATH reference 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 further advantage of being compact, 'so that the system can be placed in close proximity to the transfer chamber 1, thus simplifying all the electrical connections and lines.

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 is designed and capable of descending from atmospheric pressure up to pressures of the order of 10 -3 Pascal in about 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. 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. The pumping speed is controlled by the expansion of gases in order to avoid the phenomenon of solidification or condensation in the airlock chamber or transfer 1. In a method of pumping gas according to the invention in an airlock or chamber Transfer 1 semiconductor process chamber to a 2 speed pumping gas out of the chamber is adapted or transfer chamber 1 as a function of one or more characteristics of the pumped gas parameters, so as to avoid or to minimize condensation or solidification of gas into the chamber and the 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, referring to curve A in solid lines in Figure 2, extending from the atmospheric pressure P, is reduced relatively slowly at first pressure in a step Al, to prevent condensation or solidification gas, then the rate of lowering the pressure accelerates in a step A2 and may be faster than the rate normally selected from the known one primary pump driven at a constant speed systems. Le niveau de pression le plus bas atteint, ou pression P2, est nettement inférieur à la pression de conditionnement PI. The lowest pressure level is reached, or pressure P2, is significantly lower than the pressure PI packaging. 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, the condensation and solidification of gases may occur essentially during the first step Al, when the pressures are 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 the pressure may be faster than in the known systems, which achieves a lower pressure P2 very quickly. 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 of Pi that corresponds to the packaging case according to 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. Conversely, referring to the curve B of the same in dashed in Figure 2, in known pump driven at a constant speed systems, the pumping rate is lower because it is limited by the maximum speed beyond which appear the 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 decreased during the stage Bl, then increase during the B2 phase to a level of lowest pressure substantially equal to the pressure conditioning PI and the slight rise 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. 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. 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. La pression Pi est alors rétablie selon la remontée A6. According to an advantageous variant of the invention shown in phantom in Figure 2, the method according to the invention optimizes pumping speed substantially accelerating the pumping during step A2 when the pressure is already low, so to achieve the correct pressure transfer PI or conditioning and achieve minimal residual pressure P2 faster, and after a possible rise A3 for temporarily maintaining residual pressure in a P3 level A5 for a value less than the pressure PI packaging airlock or chamber transfer 1. During the period in which the residual pressure of less than P3 Pi is applied to the substrate, the substrate promotes degassing and pollution is reduced as the substrate is likely to be introduced into the 2. The process chamber pressure P3 A5 bearing may advantageously be kept to the vicinity of the transfer instant tO a semiconductor substrate to be processed from one transfer chamber to the process chamber 2. The pressure P is then restored under 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. En d'autres termes, on augmente d'un facteur 2 le temps moyen entre deux opérations de nettoyage (MTBC) . In that the start of the early stage A5 is controlled by a more rapid descent of pressure, and in that the pressure can be less than P3 and Pi maintained for a bearing A5 maximized duration could be reduced substantially for example by a factor of 2, the frequency of interventions needed to clean up the process chamber 2. In other words, it increases by a factor 2 the mean time between 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. Cet abaissement de pression nécessite un temps de pompage relativement long, qu'il faut entreprendre avant chaque cycle de traitement. Transfer pressure Pi determined using known systems requires, after the entry of the substrate in the process chamber 2, a lowering of pressure to the operating pressure of said process chamber 2. This pressure reduction requires a time relatively long pump that should be done 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 for reducing the pressure to transfer closer to 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 expected to set the pressure P3 at a value substantially equal to the pressure treatment in the process chamber 2, and complete the transfer at this pressure P3, without going back to the PI pressure devices art prior. Cet exemple est illustré par la poursuite A7 du palier A6 jusqu'à l'instant tO sur la 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 example is illustrated by the pursuit of bearing A6 A7 until time tO Figure 2. This then results in a time saving of pumping significant, 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. 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. Referring again to Figure 1, it is understood that, by analyzing pumped through the gas analyzer 10 gas can simultaneously control the atmosphere of the chamber 2. Process In fact, each a substrate transfer of the airlock or the transfer chamber 1 to the process chamber 2, a portion of the gases in the process chamber 2 can go into 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 that portion of the gas and gas and providing the user with useful information to control 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. 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. Le piège cryogénique peut être un refroidisseur mécanique de type Stirling. For example, it is conceivable that the user then makes up one atmosphere of the process chamber 2 by 1 introduction of appropriate elements in the atmosphere of the chamber or the transfer chamber 1 during the conditioning of the next tranche of substrate, said elements being then transferred to the substrate in the process chamber 2. 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 cryogenic trap consisting of a refrigeration cooling a cold finger 20 and 21 active surface 22 in contact with the pumped into the gas pump circuit 4. The cold trap may be a mechanical-type 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 piece of metal inside the pipe leading the pumped gases. La température typique de cette surface active 22 est de 140°K environ. The typical temperature of the active area 22 is about 140 ° K. La vapeur d'eau à cette température est piégée et se condense sous forme de glace sur la surface active 22. Il est possible d'atteindre des pressions partielles d'eau inférieures à 10 ~5 Pa. The water vapor is trapped at that temperature and condenses as ice on the active area 22. It is possible to achieve partial pressures below 10 -5 Pa water. Peu à peu, l'épaisseur de glace croît sur la surface active 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. 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. Gradually the ice thickness increases the active surface 22. It is then desirable to regenerate the trap by heating by the Joule effect the active surface 22: the ice evaporates and is pumped by the pump circuit 12. It is anticipated for this means for periodically heat 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 that have been explicitly described, but includes variants and generalizations that are within the scope of art.

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