Dispositif et procédé de pompage et de traitement

Domaine technique de l’invention

[0001] La présente invention se rapporte à un groupe de pompage destiné à être fluidiquement raccordé en aval d’un équipement de fabrication et en amont d’un dispositif de traitement des gaz dans la direction d’écoulement des gaz pompés. L’invention se rapporte également à un dispositif et un procédé de pompage et de traitement.

Arrière-plan technique

[0002] Dans l’industrie de fabrication du semi-conducteur, des écrans plats ou du photovoltaïque, les procédés de fabrication utilisent des gaz qui, après leur passage dans les pompes à vide primaire sont généralement traités par des dispositifs de traitement de gaz.

[0003] Certains de ces procédés sont dits à risques, car les gaz convoyés dans les lignes de vide sont inflammables et/ou explosifs. On citera à titre d’exemple l’hydrogène, le silane, TEOS et les hydrures.

[0004] En plus de ces espèces gazeuses dangereuses, on peut également trouver des dépôts d’espèces solides réduites dans les lignes de vide, c’est-à-dire non oxydés, telles que des poussières de silicium ou des polymères de polysilanes. Ces dépôts peuvent s’accumuler dans le temps et favoriser l’émergence de conditions dangereuses supplémentaires. En effet, certains dépôts non oxydés sont hautement inflammables. Ils peuvent s’enflammer notamment par exemple du fait d’un pompage soudain de fort flux de gaz ou simplement du fait de la mise à l’air des canalisations ou des pompes à vide par les opérateurs lors de maintenances.

[0005] Certaines explosions peuvent être particulièrement destructrices du fait d’une très grande énergie libérée. C’est le cas notamment d’explosions en cascade. Une première explosion est d’abord initialisée par des gaz inflammables. Cette explosion met en suspension des dépôts d’espèces solides réduites potentiellement présentes dans les canalisations. Ces dépôts solides inflammables mis en suspension par l’onde de choc de l’explosion, explosent à leur tour dans une « sur-explosion ».

[0006] Le risque de dommages sur les personnes et les dispositifs est donc très important. [0007] La méthode actuellement utilisée pour répondre à cette problématique est de diluer continuellement les gaz pompés avec un gaz neutre, généralement de l’azote. Le débit de gaz neutre est déterminé pour pouvoir répondre aux situations de pompage les plus défavorables avec en plus une marge de sécurité. Ce débit est donc très souvent largement surdimensionné ce qui présente de nombreux inconvénients.

[0008]Tout d’abord, l’apport important d’azote dans la ligne de vide implique des coûts supplémentaires liés à la consommation de gaz mais également à la consommation énergétique de la pompe à vide, des dispositifs de chauffage des lignes et du dispositif de traitement de gaz.

[0009] De plus, le refroidissement des lignes de vide provoqué par la dilution des gaz engendre d’autres inconvénients, notamment du fait du coût des éléments des dispositifs de chauffage et du risque de pannes.

[0010] Cet apport important de gaz neutre nécessite également le surdimensionnement des dispositifs de traitement des gaz et des dispositifs de pompage primaires.

[0011] L’azote de dilution engendre de plus la formation d’oxydes d’azote ou « NOx », tel que NO2, dans les dispositifs de traitement des gaz. Les oxydes d’azote sont toxiques et constituent des polluants atmosphériques qui doivent être traités à leur tour.

[0012] Par ailleurs, indépendamment de la quantité de gaz de dilution injecté, les paramètres de fonctionnement des dispositifs de pompage et de traitement des gaz ne sont pas toujours optimisés à la quantité de gaz nécessitant d’être traité. En effet, l’information sur les gaz de procédés injectés dans la chambre de procédés n’est pas accessible de façon sûre et complète pour pouvoir être exploitée en aval par les dispositifs de pompage et de traitement des gaz. Il s’agit en général de la fermeture d’un commutateur électrique, permettant seulement d’informer de l’introduction de gaz dans la chambre. De plus, cette information n’est pas systématiquement accessible sur tous les équipements de fabrication. De fait, des étapes de fabrication dans la chambre de procédés où peu de gaz nécessitent d’être traité en aval, mobilisent des moyens de dilution et de traitement surdimensionnés et il peut s’ensuivre des surconsommations énergétiques relativement importantes

Résumé de l’invention [0013] Un objectif de la présente invention est notamment de réduire la consommation énergétique du dispositif de pompage et/ou du dispositif de traitement des gaz.

[0014]A cet effet, l’invention a pour objet un groupe de pompage destiné à être fluidiquement raccordé en aval d’une chambre de procédés et en amont d’un dispositif de traitement des gaz dans la direction d’écoulement des gaz pompés, le groupe de pompage comprenant :

- une pompe à vide primaire,

- une pompe à vide secondaire Roots, montée en série et en amont de la pompe à vide primaire et comportant un moteur, caractérisé en ce que le groupe de pompage comporte une unité de contrôle configurée pour commander un paramètre de sortie du groupe de pompage et/ou du dispositif de traitement des gaz en fonction d’un paramètre d’entrée, le paramètre d’entrée étant la puissance électrique consommée par le moteur de la pompe à vide secondaire Roots.

[0015] La puissance électrique consommée par le moteur de la pompe à vide secondaire Roots permet d’estimer une quantité de gaz à traiter par le dispositif de traitement des gaz, ce qui permet d’en déduire un paramètre de sortie du groupe de pompage et/ou du dispositif de traitement des gaz. En connaissant, même approximativement la quantité de gaz à traiter par le dispositif de traitement des gaz, il est possible d’adapter des paramètres de sortie du groupe de pompage ou du dispositif de traitement des gaz aux conditions de pompage. Cette solution peut être mise en place avec un dispositif de pompage et de traitement autonome vis-à-vis de l’équipement de fabrication, c’est-à-dire sans communication avec les équipements de fabrication.

[0016] Le groupe de pompage peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui sont décrites ci-après, prises seules ou en combinaison.

[0017] Le groupe de pompage peut comporter un dispositif de purge configuré pour injecter un gaz de purge dans le chemin d’écoulement des gaz pompés entre une sortie de la chambre de procédés et une entrée du dispositif de traitement des gaz.

[0018] Le dispositif de purge peut être configuré pour injecter un gaz de purge dans au moins un étage de pompage de la pompe à vide primaire. [0019] Le dispositif de purge peut comporter un contrôleur de débit pilotable comprenant une vanne pilotable d’ouverture variable ou une vanne de régulation pilotable en tout ou rien.

[0020] Selon un exemple de réalisation, le paramètre de sortie du groupe de pompage est le débit de gaz de purge à injecter par le dispositif de purge. La puissance électrique consommée par le moteur de la pompe à vide secondaire Roots permet d’estimer une quantité de gaz à traiter par le dispositif de traitement des gaz, ce qui permet d’en déduire un débit de gaz de purge à injecter. En connaissant, même approximativement la quantité de gaz à traiter par le dispositif de traitement des gaz, il est possible d’adapter les débits de gaz de purge à injecter par le dispositif de purge aux conditions de pompage. Il est alors possible de limiter la consommation de gaz de purge, ce qui permet de réduire la consommation énergétique du groupe de pompage et dans le même temps, du dispositif de traitement des gaz et ce qui permet de minimiser, voire de supprimer la formation d’oxydes d’azote dans le dispositif de traitement des gaz.

[0021] Selon un exemple de réalisation, pour un premier état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots à une première puissance électrique (paramètre d’entrée), le paramètre de sortie, ici le débit de gaz de purge à injecter, est plus élevé que pour un second état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots à une seconde puissance électrique qui est plus élevée que la première puissance électrique.

[0022] Par exemple, notamment dans les cas où le gaz de purge est injecté en aval de la pompe à vide Roots, le deuxième état de fonctionnement correspond à l’étape de nettoyage pour laquelle le débit de gaz à traiter par le dispositif de traitement est inférieur à celui de l’étape de dépôt, le gaz de nettoyage (NF3) déjà soluble ayant moins besoin d’être traité par le dispositif de traitement des gaz. Le premier état de fonctionnement où la puissance électrique est plus faible correspond à l’étape de dépôt.

[0023] En augmentant le débit de gaz de purge injecté par le dispositif de purge lorsque le paramètre d’entrée est plus faible, on facilite la dilution et l’entrainement des gaz dans le chemin d’écoulement des gaz au cours de l’étape de dépôt.

[0024] En diminuant le débit de gaz de purge injecté par le dispositif de purge lorsque le paramètre d’entrée est plus élevé, on limite la consommation de gaz de purge, la consommation énergétique du groupe de pompage et du dispositif de traitement des gaz et on minimise la formation d’oxydes d’azote.

[0025] Le débit de gaz de purge du premier état de fonctionnement est par exemple au moins 20% plus élevé que le débit de gaz de purge du deuxième état de fonctionnement qui peut par exemple être nul, à l’exception d’un débit de gaz de purge injecté au niveau des paliers de la pompe à vide primaire pour protéger les roulements et les dispositifs d’étanchéité situés aux extrémités de la pompe à vide primaire.

[0026] L’unité de contrôle peut être configurée pour pouvoir commander une pluralité de débits de gaz de purge à injecter par le dispositif de purge et correspondant à une pluralité de plages de puissances électriques consommées par le moteur de la pompe à vide secondaire Roots, chaque plage de puissance électrique correspondant à une recette distincte pouvant être mise en œuvre dans la chambre de procédés.

[0027] Le dispositif de purge peut comporter un dispositif de chauffage du gaz de purge. Selon un exemple de réalisation, le paramètre de sortie du groupe de pompage est la puissance électrique du dispositif de chauffage du gaz de purge.

[0028] Selon un exemple de réalisation, pour un premier état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots à une première puissance électrique (paramètre d’entrée), le paramètre de sortie, ici la puissance électrique du dispositif de chauffage, est plus élevé que pour un second état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots à une seconde puissance électrique qui est plus élevée que la première puissance électrique.

[0029] En augmentant la puissance électrique du dispositif de chauffage lorsque le paramètre d’entrée est plus faible, on augmente la température du gaz de purge au cours de l’étape de dépôt, ce qui facilite la dilution et l’entrainement des gaz dans le chemin d’écoulement des gaz.

[0030] En diminuant la puissance électrique du dispositif de chauffage lorsque le paramètre d’entrée est plus élevé, on évite la surconsommation électrique du dispositif de chauffage. Il est ainsi possible d’adapter la consommation électrique du chauffage des lignes aux débits des gaz à traiter par le dispositif de traitement des gaz pour éviter les surconsommations. [0031] La puissance électrique du dispositif de chauffage du premier état de fonctionnement est par exemple au moins 20% plus élevée que la deuxième puissance électrique du dispositif de chauffage du deuxième état de fonctionnement qui peut être nulle.

[0032] L’unité de contrôle peut en outre être configurée pour pouvoir commander une pluralité de puissances électriques du dispositif de chauffage correspondant à une pluralité de plages de puissances électriques consommées par le moteur de la pompe à vide secondaire Roots, chaque plage de puissance électrique correspondant à une recette distincte pouvant être mise en œuvre dans la chambre de procédés. Il est alors possible d’adapter avec précision le chauffage des lignes aux situations de pompage.

[0033] L’invention a aussi pour objet un dispositif de pompage et de traitement comprenant au moins un groupe de pompage tel que décrit précédemment et au moins un dispositif de traitement des gaz comportant une unité de traitement et/ou un laveur et/ou une cartouche de chimisorption et/ou de physisorption. L’unité de traitement comporte par exemple un brûleur et/ou un système électrique et/ou un dispositif de génération d’un plasma.

[0034] Lorsque l’unité de traitement comporte un brûleur, le brûleur comporte par exemple un dispositif d’injection de comburant et de combustible configuré pour injecter un comburant et un combustible dans le chemin d’écoulement des gaz pompés. Le paramètre de sortie du dispositif de traitement des gaz est par exemple les débits de comburant et de combustible injectés par le dispositif d’injection de comburant et de combustible.

[0035] Par exemple, pour un premier état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots à une première puissance électrique (paramètre d’entrée), le paramètre de sortie, ici les débits de comburant et de combustible injectés par le dispositif d’injection de comburant et de combustible, est plus élevé que pour un second état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots à une seconde puissance électrique qui est plus élevée que la première puissance électrique.

[0036] En augmentant les débits de comburant et de combustible injectés dans le brûleur lorsque le paramètre d’entrée est plus faible, on augmente la température de flamme du brûleur au cours de l’étape de dépôt, ce qui facilite le traitement des gaz notamment en facilitant la transformation des résidus des gaz de procédés en espèces solubles.

[0037] En diminuant les débits de comburant et de combustible injectés dans le brûleur lorsque le paramètre d’entrée est plus élevé, on diminue la température de flamme au cours de l’étape de nettoyage, ce qui permet d’économiser les comburants et combustibles. Il est ainsi possible d’adapter les débits de comburant et de combustible aux débits des gaz à traiter par le dispositif de traitement des gaz pour éviter les surconsommations.

[0038] Les débits de comburant et de combustible du premier état de fonctionnement sont par exemple au moins 20% plus élevés que les débits de comburant et de combustible du deuxième état de fonctionnement.

[0039] Lorsque l’unité de traitement comporte un système électrique et/ou un dispositif de génération d’un plasma, le paramètre de sortie du dispositif de traitement des gaz peut être la puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma.

[0040] Par exemple, pour un premier état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots à une première puissance électrique (paramètre d’entrée), le paramètre de sortie, ici la puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma, est plus élevé que pour un second état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots à une seconde puissance électrique qui est plus élevée que la première puissance électrique.

[0041] En augmentant la puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma lorsque le paramètre d’entrée est plus faible, on augmente la puissance de la torche du plasma, ce qui facilite le traitement des gaz notamment en facilitant la transformation des résidus des gaz de procédés en espèces solubles.

[0042] En diminuant la puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma lorsque le paramètre d’entrée est plus élevé, on évite la surconsommation électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma. Il est ainsi possible d’adapter la consommation électrique du dispositif de traitement des gaz aux débits des gaz à traiter pour éviter les surconsommations. [0043] La puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma du premier état de fonctionnement est par exemple au moins 20% plus élevée que la puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma du deuxième état de fonctionnement.

[0044] Le dispositif de pompage et de traitement peut comporter un dispositif de mise en communication configuré pour orienter les gaz pompés par le groupe de pompage vers l’unité de traitement du dispositif de traitement des gaz ou vers un laveur du dispositif de traitement des gaz ou vers un laveur central ou vers un autre dispositif de traitement des gaz, le paramètre de sortie du dispositif de traitement des gaz étant l’orientation du dispositif de mise en communication.

[0045] Le dispositif de mise en communication comporte par exemple une vanne trois ou quatre voies pilotable par l’unité de contrôle.

[0046] Par exemple, l’unité de contrôle est configurée pour orienter les gaz pompés par le groupe de pompage vers le dispositif de traitement des gaz pour un premier état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots à une première puissance électrique et pour orienter les gaz pompés par le groupe de pompage vers un laveur du dispositif de traitement des gaz ou vers un laveur central ou vers un autre dispositif de traitement des gaz pour un second état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots à une seconde puissance électrique qui est plus élevée que la première puissance électrique.

[0047] Les gaz de nettoyage utilisés au cours de l’étape de nettoyage peuvent être suffisamment solubles et ne pas nécessiter d’être traités au préalable par l’unité de traitement. Les gaz sortant du groupe de pompage peuvent alors directement être convoyés vers le laveur ou vers le laveur central ou vers un autre dispositif de traitement des gaz, en contournant l’unité de traitement.

[0048] L’unité de contrôle peut en outre être configurée pour pouvoir commander l’orientation des gaz pompés par le groupe de pompage selon une pluralité de plages de puissances électriques consommées par le moteur de la pompe à vide secondaire Roots, chaque plage de puissance électrique correspondant à une recette distincte pouvant être mise en œuvre dans la chambre de procédés. Il est alors possible d’adapter avec précision l’orientation des gaz en sortie du groupe de pompage, aux différentes situations de pompage.

[0049] L’unité de contrôle peut être configurée pour communiquer avec une unité centrale d’une usine de fabrication, notamment d’éléments semi-conducteur ou de panneaux photovoltaïques ou d’écrans plats, comprenant des équipements de fabrication et des dispositifs de pompage et de traitement fluidiquement raccordés aux équipements de fabrication.

[0050] L’invention a aussi pour objet un procédé de pompage et de traitement des gaz au moyen d’un dispositif de pompage et de traitement tel que décrit précédemment, caractérisé en ce qu’on commande un paramètre de sortie du groupe de pompage et/ou du dispositif de traitement des gaz en fonction d’un paramètre d’entrée, le paramètre d’entrée étant la puissance électrique consommée par le moteur de la pompe à vide secondaire Roots.

[0051] Le procédé de pompage et de traitement des gaz peut être mis en œuvre dans une chambre de procédés dans laquelle sont mises en œuvre des recettes alternant des étapes de dépôt avec des étapes de nettoyage.

Brève description des figures

[0052] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels:

[0053] [Fig. 1] La figure 1 est une vue schématique d’un équipement de fabrication raccordé à un dispositif de pompage et de traitement des gaz.

[0054] [Fig. 2] La figure 2 montre une vue schématique du dispositif de pompage et de traitement de la figure 1 .

[0055] [Fig. 3] La figure 3 montre un graphique de la puissance électrique (en Watts) consommée par la pompe à vide secondaire Roots en fonction du flux des gaz pompés (en sim (1slm correspondant à 1 ,69Pa.m ³ /s)) par la pompe à vide secondaire Roots pour toutes les recettes pouvant être mises en œuvre dans la chambre de procédés.

[0056] [Fig. 4] La figure 4 est une vue schématique d’une variante de réalisation d’un dispositif de purge du dispositif de pompage et de traitement.

[0057] Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.

Description détaillée

[0058] Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.

[0059] On entend par « en amont », un élément qui est placé avant un autre par rapport à la direction d’écoulement des gaz pompés F1 . A contrario, on entend par « en aval », un élément placé après un autre par rapport à la direction d’écoulement des gaz pompés F1 .

[0060] Une pompe à vide primaire est une pompe à vide volumétrique, qui est configurée pour, à l’aide de deux rotors, aspirer, transférer, puis refouler un gaz à pomper à pression atmosphérique. Une pompe à vide primaire est configurée pour pouvoir refouler à pression atmosphérique ou à une pression supérieure à la pression atmosphérique, notamment jusqu’à 1200mbar (120000Pa). Elle est également configurée pour pouvoir être mise en route à pression atmosphérique. La pompe à vide primaire comporte deux rotors entraînés en rotation par au moins un moteur M1 de la pompe à vide primaire. La pompe à vide primaire est multiétagée et comporte généralement entre trois et dix étages de pompage montés en série.

[0061] Une pompe à vide secondaire Roots (également appelé « Roots Blower » en anglais ou compresseur Roots) est une pompe à vide volumétrique configurée pour, à l’aide de deux rotors Roots, aspirer, transférer puis refouler un gaz à pomper. La pompe à vide secondaire Roots est montée en amont et en série d’une pompe à vide primaire. La pompe à vide secondaire Roots comporte deux rotors entraînés en rotation par un moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots. La pompe à vide secondaire Roots comporte entre un et trois étages de pompage montés en série.

[0062] La pompe à vide secondaire Roots se différencie principalement de la pompe à vide primaire par des dimensions plus grandes d’étages de pompage du fait des capacités de pompage plus importantes, par des tolérances de jeux plus grandes et par le fait que la pompe à vide Roots ne peut pas refouler à pression atmosphérique mais doit être utilisée en montage série en amont d’une pompe à vide primaire.

[0063] Une usine de fabrication, notamment d’éléments semi-conducteur ou de panneaux photovoltaïques ou d’écrans plats, comprend des équipements de fabrication 100 et des dispositifs de pompage et de traitement 1 fluidiquement raccordés aux équipements de fabrication 100.

[0064] Un équipement de fabrication 100 d’un élément semi-conducteur ou d’un panneau photovoltaïque ou d’un écran plat, comporte une ou plusieurs chambres de procédés 101 fluidiquement raccordées à un ou plusieurs dispositif(s) de pompage et de traitement 1 (figure 1 ). La chambre de procédés 101 est destinée à recevoir un ou plusieurs substrats 102 destinés à la fabrication desdits éléments.

[0065] Des recettes 103 sont mises en œuvre dans les chambres de procédés 101 de l’équipement de fabrication 100 pour le contrôle des gaz injectés dans les chambres 101 , notamment des recettes 103 alternant des étapes de dépôt, par exemple par un gaz de procédés précurseur de type TEOS, avec des étapes de nettoyage, par exemple par un gaz de nettoyage NF3, ou des recettes 103 d’attente pour l’entrée ou la sortie des substrats 102. Ces recettes 103 comportent une succession d’étapes dans lesquelles la nature, les débits et la pression des gaz ainsi que la durée des étapes sont définies, pour être mises en œuvre dans la chambre de procédés 101 .

[0066] Le dispositif de pompage et de traitement 1 comprend au moins un groupe de pompage 2 et au moins un dispositif de traitement des gaz 3. Le groupe de pompage 2 est fluidiquement raccordé à la chambre de procédés 101 , en aval de la chambre de procédés 101 et est fluidiquement raccordé au dispositif de traitement des gaz 3, en amont du dispositif de traitement des gaz 3 dans la direction d’écoulement des gaz pompés schématisée par les flèches F1 sur la figure 1 .

[0067] Un même dispositif de traitement des gaz 3 peut être raccordé à plusieurs groupes de pompage 2.

[0068] Un exemple de dispositif de pompage et de traitement 1 est illustré plus en détail sur la figure 2.

[0069] Le groupe de pompage 2 comprend une pompe à vide primaire 4, une pompe à vide secondaire Roots 5, montée en série et en amont de la pompe à vide primaire 4 dans la direction d’écoulement des gaz pompés. La pompe à vide secondaire Roots 5 comporte un moteur M2 configuré pour entrainer deux rotors de la pompe à vide secondaire Roots 5 en rotation.

[0070] Le groupe de pompage 2 peut également comporter au moins une pompe à vide turbomoléculaire agencée en amont et en série de la pompe à vide secondaire Roots 5 dans la direction d’écoulement des gaz pompés F1 , interposée entre la chambre de procédés 101 et la pompe à vide secondaire Roots 5.

[0071] Le dispositif de traitement des gaz 3 est configuré pour traiter à pression atmosphérique les gaz pompés par le groupe de pompage 2. [0072] De manière connue en soi, le dispositif de traitement des gaz 3 comporte une unité de traitement 6 et/ou un laveur 8 et/ou une cartouche de chimisorption et/ou de physisorption. L’unité de traitement 6 comporte par exemple un brûleur 7 configuré pour produire des réactions thermiques à températures élevées par combustion d’hydrocarbures et/ou un système électrique configuré pour produire des réactions thermiques à températures élevées au moyen de résistances électriques chauffantes et/ou un dispositif de génération d’un plasma.

[0073] Selon un exemple de réalisation représenté sur la figure 2, le dispositif de traitement des gaz 3 comporte un brûleur 7 et un laveur 8 agencé en série et en aval du brûleur 7 dans la direction d’écoulement des gaz pompés F1 .

[0074] Le brûleur 7 comporte un dispositif d’injection de comburant et de combustible 11 configuré pour injecter un comburant, tel que de l’oxygène ou de l’air, et un combustible, tel que du méthane, dans le chemin d’écoulement des gaz pompés, entre une sortie de l’équipement de fabrication 100 et le brûleur 7, et en particulier dans une chambre de combustion 12 du brûleur 7.

[0075] Le dispositif d’injection de comburant et de combustible 1 1 comporte par exemple un premier contrôleur de débit 13 pilotable, configuré pour contrôler l’injection du comburant et un deuxième contrôleur de débit 14 pilotable, configuré pour contrôler l’injection du combustible.

[0076] Le comburant et le combustible injectés dans la chambre de combustion 12 du brûleur 7 produisent une combustion permettant de porter les gaz pompés à très haute température, ce qui active la formation de nouvelles espèces chimiquement réactives et solubles qui peuvent être ensuite piégées par le laveur 8.

[0077] En sortie du dispositif de traitement des gaz 3, les gaz peuvent être évacués dans l’atmosphère ou vers un laveur central de l’usine de fabrication.

[0078] Le groupe de pompage 2 peut également comporter un dispositif de purge 15 configuré pour injecter un gaz de purge dans le chemin d’écoulement des gaz pompés, entre une sortie de la chambre de procédés 101 et une entrée du dispositif de traitement des gaz 3.

[0079] Le gaz de purge est par exemple un gaz neutre tel que de l’azote ou de l’argon, voire de l’air sec.

[0080] Le dispositif de purge 15 est par exemple configuré pour injecter un gaz de purge à l’entrée du groupe de pompage 2, c’est-à-dire à l’entrée de la pompe à vide secondaire Roots 5, et/ou dans le groupe de pompage 2 (figure 1 ), par exemple dans au moins un étage de pompage T1 -T5 de la pompe à vide primaire 4 comme on le décrira plus loin en référence à la variante de réalisation de la figure 4 et/ou à l’entrée du dispositif de traitement des gaz 3.

[0081] Pour cela, le dispositif de purge 15 comporte par exemple au moins un contrôleur de débit 16 pilotable.

[0082] Le contrôleur de débit 16 comporte par exemple une vanne pilotable d’ouverture variable ou une vanne de régulation pilotable en tout ou rien. Les vannes de régulation pilotables en tout ou rien sont soit ouvertes, soit fermées et peuvent commuter à haute vitesse, c’est-à-dire changer d’état sur des temps très courts, par exemple inférieurs à 16msec, tels que inférieurs à 10msec. Ce sont par exemple des électrovannes, telles que des vannes électromagnétiques ou piézoélectriques. Elles peuvent donc être commandées en ouverture et fermeture par un signal de commande en créneau. Les vannes de régulation pilotables en tout ou rien présentent l’avantage d’être simples, fiables, peu encombrantes et peu onéreuses.

[0083] Le groupe de pompage 2 comporte en outre une unité de contrôle 17 configurée pour commander un paramètre de sortie du groupe de pompage 2 et/ou du dispositif de traitement des gaz 3 en fonction d’un paramètre d’entrée, le paramètre d’entrée étant la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5.

[0084] L’unité de contrôle 17, telle qu’une carte électronique, comporte un ou plusieurs contrôleurs ou microcontrôleurs ou processeurs et une mémoire, pour exécuter des suites d’instructions de programmes permettant de mettre en œuvre un procédé de pompage et de traitement des gaz notamment pour une chambre de procédés 101 dans laquelle sont mises en œuvre des recettes 103 alternant des étapes de dépôt avec des étapes de nettoyage.

[0085] L’unité de contrôle 17 peut être configurée pour communiquer avec une unité centrale 9 de l’usine de fabrication déportée du dispositif de pompage et de traitement 1 (figure 1 ). L’unité centrale 9 est configurée pour communiquer avec au moins une autre unité de contrôle locale d’un groupe de pompage de l’usine de fabrication afin de pouvoir gérer notamment les paramètres de sortie d’un ensemble de groupes de pompage et/ou de dispositifs de traitement des gaz. [0086] La communication entre l’unité de contrôle 17 et l’unité centrale 9 peut être réalisée par une liaison filaire ou sans fils.

[0087] En particulier, l’unité de contrôle 17 est configurée pour recevoir les signaux de puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5, pour les comparer avec des données stockées en mémoire, pour en déduire une quantité de gaz susceptible d’être traitée par le dispositif de traitement des gaz 3 en aval. A partir de cette information et à partir de données stockées en mémoire, tel qu’un tableau de correspondance, donnant au moins une estimation d’un paramètre de sortie du groupe de pompage 2 et/ou du dispositif de traitement des gaz 3 en fonction de la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5, l’unité de contrôle 17 peut estimer une valeur à donner au(x) paramètre(s) de sortie.

[0088] Ainsi, en connaissant, même approximativement la quantité de gaz à traiter par le dispositif de traitement des gaz 3, il est possible d’en déduire, via le tableau de correspondance, l’étape de la recette en cours de réalisation dans la chambre de procédés 101 , et donc la nature des gaz pompés et d’adapter les paramètres de sortie du groupe de pompage 2 et/ou du dispositif de traitement des gaz 3, aux conditions de pompage. Cette solution peut être mise en place avec un dispositif de pompage et de traitement 1 autonome vis-à-vis de l’équipement de fabrication 100, c’est-à-dire sans communication avec les équipements de fabrication 100.

[0089] Selon un exemple de réalisation, le paramètre de sortie du groupe de pompage 2 est le débit de gaz de purge à injecter par le dispositif de purge 15.

[0090] La puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5 permet d’estimer une quantité de gaz à traiter par le dispositif de traitement des gaz 3. A partir de cette information et à partir de données stockées en mémoire, tel qu’un tableau de correspondance, donnant au moins une estimation du débit de gaz de purge à injecter par le dispositif de purge 15 en fonction de l’endroit où est injecté le gaz de purge, il est possible d’en déduire un débit de gaz de purge à injecter.

[0091] En connaissant, même approximativement la quantité de gaz à traiter par le dispositif de traitement des gaz 3, il est possible d’adapter les débits de gaz de purge à injecter par le dispositif de purge 15 aux conditions de pompage. Il est alors possible de limiter la consommation de gaz de purge, ce qui permet de réduire la consommation énergétique du groupe de pompage 2 et dans le même temps, du dispositif de traitement des gaz 3 et ce qui permet de minimiser, voire de supprimer la formation d’oxydes d’azote dans le dispositif de traitement des gaz 3.

[0092] Selon un exemple de réalisation, pour un premier état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots 5 à une première puissance électrique, le débit de gaz de purge à injecter est plus élevé que pour un second état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots 5 à une seconde puissance électrique qui est plus élevée que la première puissance électrique.

[0093] Ceci peut être mieux compris en référence au graphique de la figure 3 montrant un exemple de puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5 en fonction du flux de gaz pompés par la pompe à vide secondaire Roots 5. Ce graphique reprend toutes les situations de pompage pouvant être rencontrées par le groupe de pompage 2 fluidiquement raccordé à une chambre de procédés 101 mettant notamment en œuvre des recettes 103 alternant des étapes de dépôt B et des étapes de nettoyage A.

[0094] On constate que, au cours de l’étape de nettoyage A, la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5 est très supérieure à la puissance électrique consommée au cours de l’étape de dépôt B. Connaissant le tableau de correspondance (ou la courbe de la figure 3), il est possible de déduire en fonction de la puissance électrique consommée, si une étape de dépôt B ou de nettoyage A a lieu dans la chambre de procédés 101 .

[0095] Dans cet exemple illustratif, où le gaz de purge est injecté dans les étages de pompage T1 -T5 de la pompe à vide primaire 4, c’est-à-dire en aval de la pompe à vide Roots 5, le deuxième état de fonctionnement où la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide Roots 5 est la plus élevée correspond à l’étape de nettoyage A pour laquelle le débit de gaz à traiter par le dispositif de traitement 3 est inférieur à celui de l’étape de dépôt B, le gaz de nettoyage (NF3) étant déjà soluble. Le premier état de fonctionnement où la puissance électrique est plus faible correspond à l’étape de dépôt.

[0096] Le premier état de fonctionnement correspond ici par exemple aux puissances électriques consommées par le moteur M2 de la pompe à vide Roots 5 inférieures à 2000W et le deuxième état de fonctionnement correspond par exemple aux puissances électriques supérieures ou égales à 2000W. [0097] En augmentant le débit de gaz de purge injecté par le dispositif de purge 15 lorsque la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5 est plus faible, on facilite la dilution et l’entrainement des gaz dans le chemin d’écoulement des gaz au cours de l’étape de dépôt.

[0098] En diminuant le débit de gaz de purge injecté par le dispositif de purge 15 lorsque la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5 est plus élevée, on limite la consommation de gaz de purge, la consommation énergétique du groupe de pompage 2 et du dispositif de traitement des gaz 3 et on minimise la formation d’oxydes d’azote.

[0099] Le débit de gaz de purge du premier état de fonctionnement est par exemple au moins 20% plus élevé que le débit de gaz de purge du deuxième état de fonctionnement qui peut par exemple être nul, à l’exception d’un débit de gaz de purge injecté au niveau des paliers de la pompe à vide primaire 4 pour protéger les roulements et les dispositifs d’étanchéité situés aux extrémités de la pompe à vide primaire 4.

[0100] L’unité de contrôle 17 peut en outre être configurée pour pouvoir commander une pluralité de débits de gaz de purge à injecter par le dispositif de purge 15 correspondant à une pluralité de plages de puissances électriques consommées par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5, chaque plage de puissance électrique correspondant à une recette 103 distincte pouvant être mise en œuvre dans la chambre de procédés 101. Il est alors possible d’adapter avec précision le débit de purge aux situations de pompage.

[0101] Le dispositif de purge 15 peut comporter un dispositif de chauffage 18 du gaz de purge (figure 1 ), pour chauffer le gaz de purge par exemple à plus de 50°C, tel qu’à plus de 500°C.

[0102] Le paramètre de sortie du groupe de pompage 2 pouvant être contrôlé par l’unité de contrôle 17 en fonction de la puissance électrique consommée par le moteur M2, peut être la puissance électrique du dispositif de chauffage 18 pour contrôler la température de chauffage du gaz de purge.

[0103] Par exemple, pour un premier état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots 5 à une première puissance électrique, la puissance électrique du dispositif de chauffage 18 est plus élevée que pour un second état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots 5 à une seconde puissance électrique qui est plus élevée que la première puissance électrique.

[0104] En augmentant la puissance électrique du dispositif de chauffage 18 lorsque la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5 est plus faible, on augmente la température du gaz de purge au cours de l’étape de dépôt, ce qui facilite la dilution et l’entrainement des gaz dans le chemin d’écoulement des gaz.

[0105] En diminuant la puissance électrique du dispositif de chauffage 18 lorsque la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5 est plus élevée, on évite la surconsommation électrique du dispositif de chauffage 18. Il est ainsi possible d’adapter la consommation électrique du chauffage des lignes aux débits des gaz à traiter par le dispositif de traitement des gaz 3 pour éviter les surconsommations.

[0106] La puissance électrique du dispositif de chauffage 18 du premier état de fonctionnement est par exemple au moins 20% plus élevée que la deuxième puissance électrique du dispositif de chauffage 18 du deuxième état de fonctionnement qui peut être nulle.

[0107] L’unité de contrôle 17 peut en outre être configurée pour pouvoir commander une pluralité de puissances électriques du dispositif de chauffage 18 correspondant à une pluralité de plages de puissances électriques consommées par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5, chaque plage de puissance électrique correspondant à une recette 103 distincte pouvant être mise en œuvre dans la chambre de procédés 101 . Il est alors possible d’adapter avec précision le chauffage des lignes aux situations de pompage.

[0108] Dans le cas où l’unité de traitement 6 comporte un brûleur 7, le paramètre de sortie du dispositif de traitement des gaz 3 pouvant être contrôlé par l’unité de contrôle 17 en fonction de la puissance électrique consommée par le moteur M2 peut être les débits de comburant et de combustible injectés par le dispositif d’injection de comburant et de combustible 11 .

[0109] Par exemple, pour un premier état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots 5 à une première puissance électrique, les débits de comburant et de combustible injectés par le dispositif d’injection de comburant et de combustible 11 sont plus élevés que pour un second état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots 5 à une seconde puissance électrique qui est plus élevée que la première puissance électrique.

[0110] En augmentant les débits de comburant et de combustible injectés dans le brûleur 7 lorsque la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide Roots 5 est plus faible, on augmente la température de flamme du brûleur 7 au cours de l’étape de dépôt, ce qui facilite le traitement des gaz notamment en facilitant la transformation des résidus des gaz de procédés en espèces solubles.

[0111] En diminuant les débits de comburant et de combustible injectés dans le brûleur 7 lorsque la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide Roots 5 est plus élevée, on diminue la température de flamme au cours de l’étape de nettoyage, ce qui permet d’économiser les comburants et combustibles. Il est ainsi possible d’adapter les débits de comburant et de combustible aux débits des gaz à traiter par le dispositif de traitement des gaz 3 pour éviter les surconsommations.

[0112] Les débits de comburant et de combustible du premier état de fonctionnement sont par exemple au moins 20% plus élevés que les débits de comburant et de combustible du deuxième état de fonctionnement.

[0113] Les débits de comburant et de combustible du deuxième état de fonctionnement sont de préférence non nuis afin de toujours garder une flamme allumée, notamment pour redémarrer plus rapidement l’étape de dépôt qui suit l’étape de nettoyage dans la chambre de procédés 101 . Cependant, et comme on le verra plus loin, les gaz pompés peuvent être déviés pour le deuxième état de fonctionnement, pour contourner l’unité de traitement 6 et rejoindre directement le laveur 8 du dispositif de traitement des gaz 3 ou le laveur central, dans les cas où les recettes 103 mises en œuvre dans la chambre de procédés 101 utilisent ou génèrent des gaz et résidus suffisamment solubles au cours des étapes de nettoyage.

[0114] L’unité de contrôle 17 peut en outre être configurée pour pouvoir commander une pluralité de débits de comburant et de combustible injectés par le dispositif d’injection de comburant et de combustible 11 correspondant à une pluralité de plages de puissances électriques consommées par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5, chaque plage de puissance électrique correspondant à une recette 103 distincte pouvant être mise en œuvre dans la chambre de procédés 101. Il est alors possible d’adapter avec précision la consommation en comburant et carburant aux situations de pompage.

[0115] Le contrôle des contrôleurs de débit 13, 14 peut être réalisé directement par l’unité de contrôle 17 du groupe de pompage 2 ou peut être réalisé au moyen d’une unité de commande 19 du dispositif de traitement des gaz 3 communiquant avec l’unité de contrôle 17.

[0116] L’unité de contrôle 17 et l’unité de commande 19 peuvent communiquer entre elles par liaison filaire ou liaison sans fils.

[0117] L unité de contrôle 17 peut être configurée pour communiquer avec l’unité centrale 9 de l’usine de fabrication qui peut être configurée pour communiquer avec l’unité de commande 19 locale et avec au moins avec une autre unité de commande locale de dispositif de traitement des gaz de l’usine de fabrication afin de pouvoir gérer les débits d’injection de comburant et de combustible d’un ensemble de dispositifs de traitement des gaz.

[0118] Dans le cas où l’unité de traitement 6 comporte un système électrique et/ou un dispositif de génération d’un plasma, le paramètre de sortie du dispositif de traitement des gaz 3 pouvant être contrôlé par l’unité de contrôle 17 en fonction de la puissance électrique consommée par le moteur M2 peut être la puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma.

[0119] Par exemple, pour un premier état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots 5 à une première puissance électrique, la puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma est plus élevée que pour un second état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots 5 à une seconde puissance électrique qui est plus élevée que la première puissance électrique.

[0120] En augmentant la puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma lorsque la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide Roots 5 est plus faible, on augmente la puissance de la torche du plasma, ce qui facilite le traitement des gaz notamment en facilitant la transformation des résidus des gaz de procédés en espèces solubles.

[0121] En diminuant la puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma lorsque la puissance électrique consommée est plus élevée, on évite la surconsommation électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma. Il est ainsi possible d’adapter la consommation électrique du dispositif de traitement des gaz 3 aux débits des gaz à traiter pour éviter les surconsommations.

[0122] La puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma du premier état de fonctionnement est par exemple au moins 20% plus élevée que la puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma du deuxième état de fonctionnement.

[0123] La puissance électrique du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma du deuxième état de fonctionnement est de préférence non nulle afin de conserver une puissance de chauffage minimum, notamment pour redémarrer plus rapidement l’étape de dépôt qui suit l’étape de nettoyage dans la chambre de procédés 101. Cependant, comme on le verra plus loin, les gaz pompés peuvent être déviés pour le deuxième état de fonctionnement, pour contourner l’unité de traitement 6 du dispositif de traitement des gaz 3 et rejoindre directement le laveur 8 du dispositif de traitement des gaz 3 ou un laveur central, dans les cas où les recettes 103 mises en œuvre dans la chambre de procédés 101 utilisent ou génèrent des gaz et résidus suffisamment solubles au cours des étapes de nettoyage.

[0124] L’unité de contrôle 17 peut en outre être configurée pour pouvoir commander une pluralité de puissances électriques du système électrique ou du dispositif de génération d’un plasma correspondant à une pluralité de plages de puissances électriques consommées par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5, chaque plage de puissance électrique correspondant à une recette 103 distincte pouvant être mise en œuvre dans la chambre de procédés 101. Il est alors possible d’adapter avec précision la consommation électrique du dispositif de traitement des gaz 3 aux situations de pompage.

[0125] Selon un exemple de réalisation, le dispositif de pompage et de traitement 1 comporte un dispositif de mise en communication 20 configuré pour orienter les gaz pompés par le groupe de pompage 2 vers l’unité de traitement 6 du dispositif de traitement des gaz 3 ou vers le laveur 8 du dispositif de traitement des gaz 3 ou vers un laveur central ou vers un autre dispositif de traitement des gaz en fonction de la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5, le paramètre de sortie du dispositif de traitement des gaz 3 étant l’orientation du dispositif de mise en communication 20 (figures 1 et 2).

[0126] Le dispositif de mise en communication 20 comporte par exemple une vanne trois ou quatre voies, pilotable par l’unité de contrôle 17.

[0127] Par exemple, l’unité de contrôle 17 est configurée pour orienter les gaz pompés par le groupe de pompage 2 vers l’unité de traitement 6 pour un premier état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots 5 à une première puissance électrique et pour orienter les gaz pompés par le groupe de pompage 2 vers le laveur 8 ou vers un laveur central ou vers un autre dispositif de traitement des gaz pour un second état de fonctionnement de la pompe à vide secondaire Roots 5 à une seconde puissance électrique qui est plus élevée que la première puissance électrique.

[0128] Les gaz de nettoyage utilisés au cours de l’étape de nettoyage peuvent être suffisamment solubles et ne pas nécessiter d’être traités au préalable par l’unité de traitement 6. Les gaz sortant du groupe de pompage 2 peuvent alors directement être convoyés vers le laveur 8 ou vers le laveur central ou vers un autre dispositif de traitement des gaz, en contournant l’unité de traitement 6.

[0129] L’unité de contrôle 17 peut en outre être configurée pour pouvoir commander l’orientation des gaz pompés par le groupe de pompage 2 selon une pluralité de plages de puissances électriques consommées par le moteur M2, chaque plage de puissance correspondant à une recette 103 distincte pouvant être mise en œuvre dans la chambre de procédés 101. Il est alors possible d’adapter avec précision le traitement des gaz en sortie du groupe de pompage 2, aux différentes situations de pompage.

[0130] La figure 4 montre un exemple plus précis de réalisation du dispositif de purge 15, le dispositif de purge 15 étant configuré pour injecter un gaz de purge dans au moins un étage de pompage T 1 -T5 de la pompe à vide primaire 4.

[0131] La pompe à vide primaire 4 comporte un stator (ou corps de pompe) formant au moins deux étages de pompage T1 -T5 montés en série entre un orifice d’aspiration 21 et un orifice de refoulement 22 et dans lesquels un gaz à pomper peut circuler. Dans l’exemple illustratif, la pompe à vide primaire 4 comporte cinq étages de pompage T1 -T5. L’étage de pompage T1 communiquant avec l’orifice d’aspiration 21 est l’étage de plus basse pression également appelé premier étage de pompage et l’étage de pompage T5 communiquant avec l’orifice de refoulement 22 est l’étage de plus haute pression également appelé dernier étage de pompage. La pompe à vide primaire 4 comporte en outre deux rotors s’étendant dans les chambres de compression des étages de pompage T1 -T5. Les étages de pompage T1 -T5 successifs sont raccordés en série les uns à la suite des autres par des canaux inter-étages respectifs raccordant la sortie de l'étage de pompage qui précède à l'entrée de l'étage qui suit. Les rotors présentent par exemple des lobes de profils identiques, par exemple de type « Roots » ou de type « Claw » ou sont de type à vis ou d’un autre principe similaire de pompe à vide volumétrique. Les rotors sont configurés pour tourner de façon synchronisée en sens inverse dans les étages de pompage T1 -T5. Lors de la rotation, le gaz aspiré depuis l’entrée est emprisonné dans le volume engendré par les rotors et le stator de l’étage de pompage T1 -T5, puis est entraîné par les rotors vers l’étage suivant. Les rotors sont entraînés en rotation par au moins un moteur M1 de la pompe à vide primaire 4 situé par exemple à une extrémité.

[0132] Le dispositif de purge 15 comporte ici un distributeur 23 configuré pour distribuer un gaz de purge dans au moins un étage de pompage T1 -T5 de la pompe à vide primaire 4 et au moins un contrôleur de débit 16 configuré pour contrôler un débit de gaz de purge dans le distributeur 23.

[0133] Le distributeur 23 comporte par exemple une portion commune dont une entrée est destinée à être reliée à une source de gaz de purge et au moins deux branches raccordées d’une part à la portion commune et d’autre part, à un étage de pompage T1 -T5 respectif. Les branches raccordées au premier et au dernier étages de pompage T1 , T5 sont par exemple configurées pour déboucher au niveau des paliers de la pompe à vide primaire 4 notamment pour protéger les roulements et les dispositifs d’étanchéité situés aux deux extrémités de la pompe à vide primaire 4. Les branches raccordées aux étages de pompage intermédiaires T2, T3, T4 sont par exemple configurées pour déboucher au niveau des sorties respectives des étages. [0134] Il y a par exemple un contrôleur de débit 16 agencé sur chaque branche du distributeur 23 et pilotable par l’unité de contrôle 17 en fonction de la puissance électrique consommée par le moteur M2 de la pompe à vide secondaire Roots 5 et donc, de la quantité de gaz à traiter.