CN101685788B - 具门闩及气密结构的前开式晶圆盒 - Google Patents

Abstract

一种具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，主要包括一盒体，盒体内部设有多个插槽以容置多个晶圆，盒体的一侧面形成一开口可供该多个晶圆的输入及输出，以及一门体，是具有一外表面及一内表面，而门体以内表面与盒体的开口相结合，并用以保护置放于盒体内部的多个晶圆，其中前开式晶圆盒的特征在于：门体的内部配置至少一门闩结构且在门体的内表面四周的边缘配置一可充气的气密件。

Description

具门闩及气密结构的前开式晶圆盒

技术领域

本发明是关于一种前开式晶圆盒，特别是关于一种于门体内部配置有门闩且门体内表面有可充气的气密件的前开式晶圆盒。

背景技术

半导体晶圆由于需经过各种不同流程的处理且需配合制程设备，因此会被搬运到不同的工作站。为了方便晶圆的搬运且避免受到外界的污染，常会利用一密封容器以供自动化设备输送。请参考图1所示，是已知技术的晶圆盒示意图。此晶圆盒是一种前开式晶圆盒(Front Opening UnifiedPod，FOUP)，是具有一盒体10及一门体20，盒体10内部是设有多个插槽11可水平容置多个晶圆，且在盒体10的一侧面是具有一开口12可供晶圆的载出及加载，而门体20具有一个外表面21及一个内表面22，门体20是由内表面22与盒体10的开口12相结合，用以保护盒体10内部的多个晶圆。此外，在门体20的外表面21上配置至少一个门闩开孔23，用以开启或是封闭前开式晶圆盒。在上述前开式晶圆盒中，由于半导体晶圆是水平地置于盒体10内部，因此，在前开式晶圆盒搬运过程中需有一晶圆限制件(wafer restraint)，以避免晶圆因震动而产生异位或往盒体10的开口12方向移动。

请参考图2所示，是一美国公告专利6,736,268所揭露的一种前开式晶圆盒的门体示意图。如图2所示，门体20的内表面22配置有一凹陷区域24，此凹陷区域24是从内表面22的顶端221延伸到底端222且是在左右二个门闩结构230(于门体内部)之间，而在凹陷区域24中再进一步配置有晶圆限制件模块，此晶圆限制件模块是由左右二个晶圆限制件100所组成，而在每一个晶圆限制件100上是具有多个晶圆接触头110，以利用此晶圆接触头110顶持其相对的晶圆，避免晶圆在传送过程中因震动而异位或往盒体的开口方向移动。然而，上述晶圆限制件模块是设置于门体20内表面22的凹陷区域24之中，这使得晶圆仅能贴平门体20其内表面22或仅能稍微落入凹陷区域24，无法有效地让晶圆落入凹陷区域24以缩短前开式晶圆盒前后径的尺寸。此外，晶圆限制件模块与晶圆摩擦所产生的微粒粉尘容易累积在凹陷区域24内，在清洁上需先把晶圆限制件模块与门体20内表面22的凹陷区域24分离，如此反复的分离及组装，容易造成晶圆限制件模块的松脱。

此外，于另一件美国专利5,711,427中是揭露出前开式晶圆盒的门体20其门闩结构230示意图。如图3所示。门体20与盒体10的结合方式主要是在门体20中(即外表面21及内表面22之间)的两侧分别设置活动式插梢231，且在盒体10开口处的边缘附近设有插孔(未显示于图中)可与插梢231相对应，并利用设于门体20外表面21上的门闩开孔的转动，使插梢231与插孔互相结合进而达到将门体20固定于盒体10的目的，其中利用门闩开孔的转动来控制插梢231的往返活动是通过一个圆形的凸轮(cam)232即可达成。

而在半导体厂的实施操纵中，前开式晶圆盒的开启主要由一晶圆装载机构(未显示于图中)，晶圆装载机构是至少具有一开启闩(未显示于图中)，晶圆装载机构是利用此开启闩插入前开式晶圆盒的门体20外表面21上的门闩开孔23，并转洞凸轮232以带动活动式插梢231完成开启或是封闭前开式晶圆盒。

另外，其它已揭露的前开式晶圆盒的门体中的门闩结构的美国专利还有US5,915,562、US5,957,292、US6622883 and US6902063等。这些门闩结构为了使门体与盒体接合时，达到气密的目的，其活动式插梢会在纵向方向上产生位移，以便由活动式插梢将一弹性的气密件卡固，以期同时达到关闭前开式晶圆盒以及气密的目的。然而，这些已知的门闩专利皆是由复杂的机械结构来组成，除了会增加故障率外，也会在操动的过程中，产生太多的机械摩擦，而造成晶圆的污染；此外，经由活动式插梢的位移来卡固弹性气密件，其气密的效果欠佳，无法长时间保持气密。

且，在目前常见的前开式晶圆盒的门体20内表面上还会配置有一些限制件，以便门体20盖合盒体10时，这些限制件会与晶圆接触，使得晶圆被完全固定，以降低晶圆在前开式晶圆盒中因运输过程而产生异位。而为了避免限制件与晶圆接触时，力量太大而造成晶圆的碰撞及摩擦；因此，如图4所示，有一些美国专利即揭露一种将弹性元件86配置在门闩结构230中的凸轮232及门体20之间，当凸轮232转动并带动活动式插梢231封闭前开式晶圆盒的过程中，此弹性元件86可以发挥阻尼的效果，使得配置于门体20内表面上的限制件可以在和缓且平顺的状态下与晶圆接触，如此便可解决碰撞及摩擦的问题。这些专利包括US6,880,718、US7,168,587and US7,182,203等。然而，这种类似侧向牵引的方式，容易在活动式插梢231移动的方向上产生一偏移力量，会造成无法卡入盒体10的插孔中，致使盒体10与门体20无法盖合。同时，也会增加前开式晶圆盒的制造成本。

发明内容

依据先前技术的前开式晶圆盒的门体结构中，其门闩结构是由活动式插梢的位移来卡固弹性气密件，易造成漏气而无法长时间保持气密。为此，本发明的一主要目的在于提供一种具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，此前开式晶圆盒的门体上配置一可充气的气密件，故当门闩锁固门体与盒体后，由对可充气的气密件进行充气以形成气密状态，使得晶圆盒中的晶圆与外部大气隔离。

本发明的另一主要目的在于提供一种具门闩及气密结构的前开式晶圆盒中的盒体上配置至少一个充气阀，可以使得盒体内部形成正压力，故可以防止外部大气进入晶圆盒中，故可降低晶圆污染

本发明的再一主要目的在于提供一种具门闩及气密结构的前开式晶圆盒中的门体上配置有至少一椭圆凸轮的门闩结构，可由滑轮的设计，使其椭圆凸轮带动滑动装置于单一平面上进行往返运动时，可降低往返运动时的摩擦力，故可以降低污染。

本发明的再一主要目的在于提供一种具门闩及气密结构的前开式晶圆盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，其可在门闩结构之间形成一凹陷区域，使得此凹陷区域能有效的容置晶圆，故可缩短前开式晶圆盒前后径的尺寸，且让整体晶圆盒的重心较集中于晶圆盒的正中央，以增加晶圆盒的稳定度。

本发明还有一主要目的在于提供一具门闩及气密结构的前开式晶圆盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，其可在门体的内表面上配置晶圆限制件，可以有效地固定晶圆。

为达上述的各项目的，本发明揭露一种具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，主要包括一盒体，盒体内部是设有多个插槽以容置多个晶圆，且在盒体的一侧面是形成一开口可供多个晶圆的输入及输出，以及一门体，是具有一外表面及一内表面，门体是以内表面与盒体的开口相结合，并用以保护该盒体内部的多个晶圆，其中前开式晶圆盒的特征在于：门体的内部配置至少一门闩结构且在门体内表面四周的边缘配置一可充气的气密件。

本发明接着揭露一种具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，主要包括一盒体，盒体内部是设有多个插槽以容置多个晶圆，且在盒体的一侧面是形成一开口可供多个晶圆的输入及输出，以及一门体，是具有一外表面及一内表面，门体是以内表面与盒体的开口相结合，并用以保护盒体内部的多个晶圆，其中前开式晶圆盒的特征在于：盒体上配置至少一充气阀以及门体内部配置有至少一门闩结构且在门体内表面四周的边缘配置一可充气的气密件。

附图说明

为使本发明所运用的技术内容、发明目的及其达成的功效有更完整且清楚的揭露，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是已知技术的晶圆盒的示意图；

图2是已知技术的前开式晶圆盒的门体示意图；

图3是已知技术的前开式晶圆盒的门体其门闩结构示意图；

图4是已知技术的前开式晶圆盒的门体示意图；

图5是本发明的前开式晶圆盒的一种门体其门闩结构的上视图；

图6是本发明图5中的门闩结构的部份放大示意图；

图7A-图7C是本发明的门闩结构的滑动装置的放大示意图；

图8是本发明的门闩结构的关闭时的示意图；

图9是本发明的一种前开式晶圆盒的示意图；

图10是本发明的一种前开式晶圆盒其晶圆限制件模块的示意图；

图11是本发明的一种前开式晶圆盒其晶圆限制件模块固定于门体的示意图；

图12是本发明的一种前开式晶圆盒其晶圆限制件模块于限制晶圆的示意图；

图13A是本发明的一种前开式晶圆盒其左右晶圆限制件模块一体成形的示意图；

图13B是本发明的一种前开式晶圆盒其左右晶圆限制件模块一体成形结构固定于门体的示意图；

图14是本发明的另一种前开式晶圆盒的示意图；

图15是本发明的另一种前开式晶圆盒其晶圆限制件模块的示意图；

图16A是本发明的另一种前开式晶圆盒其晶圆限制件刚接触晶圆的示意图；

图16B是本发明的另一种前开式晶圆盒其晶圆限制件于限制晶圆的示意图；

图17是本发明的再一种前开式晶圆盒的示意图；

图18是本发明的再一种前开式晶圆盒其晶圆限制件模块的示意图；

图19A是本发明的再一种前开式晶圆盒其晶圆限制件未接触晶圆的示意图；

图19B是本发明的再一前开式晶圆盒其晶圆限制件于限制晶圆的示意图；

图20是本发明的前开式晶圆盒其门体内表面配置一气密件的上视图；

图21A及图21B是本发明的前开式晶圆盒其气密件在完成气密前后的局部剖视图；

图22A及图22B是本发明的前开式晶圆盒其另一气密设计在完成气密前后的局部剖视图；

图23A及图23B是本发明的前开式晶圆盒其又另一气密设计在完成气密前后的局部剖视图；及

图24是本发明的前开式晶圆盒在门体关闭并进行气密件充气后的剖视图。

具体实施方式

请参考图5，是本发明的前开式晶圆盒的一种门体20其门闩结构60的上视图。如图5所示，门体20的外表面及内表面之间包括一对门闩结构60，其中每一门闩结构60是由一椭圆凸轮62、一对与椭圆凸轮62两端接触的滑动装置64、至少一个滑轮66配置于门体20外表面及内表面之间且嵌入于滑动装置64的滑槽642中以及至少一个与滑动装置64连接成一体的定位弹片68所组成。接着，请参考图6，是图5中的椭圆凸轮62与滑动装置64接触端的放大示意图。如图6所示，在本发明的一较佳的实施例中，滑动装置64在与椭圆凸轮62两端接触点的处，可以再配置一个定位滑轮644，当椭圆凸轮62转动时，可以降低滑动装置64与椭圆凸轮62间的摩擦力；此外，也可由椭圆凸轮62上的多个定位槽622的设计，使得椭圆凸轮62转动时，定位滑轮644可以很平顺的滑入定位槽622，以作为椭圆凸轮62转动时的限制点。在本发明的实施例中，椭圆凸轮62可以是金属材质，其也可以是高分子塑料材料所形成，本发明并不加以限制。

接着，请参考图7A至图7C，是本发明的门闩结构60的滑动装置64的放大示意图。滑动装置64的一端上配置一定位滑轮644，而另一相对端上，则为一实体的平面646，而介于两端之间则形成一滑槽642，此滑槽642则可与固定在门体20内的滑轮66(如图7B所示)相嵌在一起。此外，滑动装置64在靠近定位滑轮644端的附近，则与定位弹片68的一端连接在一起，而定位弹片68的另一端则固定在门体20上。故当门体20要将盒体10的开口12关闭时，会先将门体20与盒体10结合，然后转动椭圆凸轮62；当椭圆凸轮62转动时，滑动装置64会被椭圆凸轮62向门体20的边缘方向推进，使得滑动装置64的实体平面646得以穿过门体20上的闩孔27并伸入位于盒体10开口处边缘附近并与闩孔27相对应的插孔(未显示于图中)中，使得盒体10与门体20结合成一体以完成关闭盒体10的动作。此时，会使得定位弹片68被压缩，故当门体20要打开时，随着椭圆凸轮62转动，定位弹片68也会依据虎克定律所提供的力，带动滑动装置64恢复至开启状态的位置。在本发明的实施例中，滑动装置64及定位弹片68可以是金属材质，其也可以是高分子塑料材料所形成，本发明并不加以限制。而滑轮66的材质亦未加以限制。

此外，如图7B所示，在一较佳实施例中，滑轮66是成对地配置在门体20的内部，且彼此相距一适当距离。因此，当滑轮662及滑轮664嵌入在滑动装置64的滑槽642中时，此对滑轮66是可以正确且平顺地引导滑动装置64的平面646得以穿过门体20上的闩孔27。

在此要强调，本发明在前述的过程中，均是一个椭圆凸轮62及一个滑动装置64来说明门闩结构60的操作过程，但实际上，每一个椭圆凸轮62是与一对滑动装置64相接触，且每一门体20内部则配置一对门闩结构60(如图5所示：此时本发明的门体20是处在打开的状态)。由于本发明的门闩结构60中的凸轮是为一种椭圆凸轮62，此椭圆凸轮62于门体20的外表面21上形成一对门闩开孔(未显示于图中)。由于椭圆凸轮62具有一较长的半径Y及一较短的半径X，故本发明即是由此椭圆凸轮62的不同半径之间的差异来做为控制滑动装置64往返移动的启动元件；例如，若要能够将滑动装置64向门体20的两侧边上或下移动10mm-30mm，以便能将滑动装置64的前端穿过门体20，则此时的椭圆凸轮62的较长半径及较短半径之间的长度差至少要有10mm-30mm。由于椭圆凸轮62在门体20打开时，其较短半径的两端是与一对位于两端的滑动装置64接触在一起，很明显地，当门体20与盒体10盖合后，即可由转动椭圆凸轮62，使得位于两端的滑动装置64变成与椭圆凸轮62的较长半径接触在一起；由于，椭圆凸轮62的较长半径及较短半径之间的长度差至少要有10mm-30mm，故当椭圆凸轮62转动一至长半径Y位置上的定位槽622时，即可使得滑动装置64的前端平面646穿过门体20上的闩孔27，如图8所示。在此要强调，由于滑动装置64在靠近定位滑轮644端附近，与定位弹片68的一端连接在一起，而定位弹片68的另一端则固定在门体20上。故当椭圆凸轮62转动至长半径Y位置上的定位槽622时，滑动装置64会被椭圆凸轮62向门体20边缘上的闩孔27推，此时，会使得定位弹片68被压缩，故当门体20要打开时，随着椭圆凸轮62转动至短半径X位置上的定位槽622的过程中，定位弹片68也会依据虎克定律所提供的力，带动滑动装置64恢复至开启状态的位置(即椭圆凸轮62停留在短半径X位置上的定位槽622)。

接着，请参阅图9所示，是本发明的一种前开式晶圆盒的示意图。此前开式晶圆盒，主要是包括一盒体10及一门体20，在盒体10的内部是设有多个插槽11以容置多个晶圆，且在盒体10的其中一个侧面是有一开口12可提供晶圆的输入以及输出，而门体20则是具有一外表面21及一内表面22，门体20的外表面21是配置至少一个门闩开孔(未显示于图中)，用以开启或是封闭前开式晶圆盒，而在门体20的内表面22约中间处是配置有一凹陷区域24且凹陷区域24是位于两凸出平台25之间，其中两凸出平台25的内部是配置着前述的门闩结构60。此凹陷区域24的主要目的是用来承接盒体10内部的多个晶圆，以减少整个晶圆盒的前后径尺寸，而在两凸出平台25上各配置一晶圆限制件模块30，除了可限制晶圆往开口方向移动外，也可用来控制晶圆进入凹陷区域24的量。

上述门体20内表面22凹陷区域24的长度是与盒体10内部的插槽11间距及晶圆数量有关。以12时的晶圆而言，对于晶圆之间的间距，产业间已有标准规定，以期达到最大的晶圆承载密度同时能容纳机器手臂伸入进行晶圆输入及输出；而目前常见的晶圆盒是大约可容置25片晶圆。然而，本发明凹陷区域24的宽度及深度，则可较有弹性，当门体20的厚度维持不变时，将凹陷区域24的深度设的较大，则可允许晶圆较进入凹陷区域24，而此时凹陷区域24的宽度也需随的增大。

其次，请参阅图10及图11所示，是本发明的一种前开式晶圆盒其晶圆限制件模块及其固定于门体的示意图。晶圆限制件模块30是具有一长条形底座31，长条形底座31是有二长边31L及二短边31S，二长边31L中有一长边31L是与凹陷区域24相邻，而在上述相邻的长边31L上是形成多个间隔排列的弯延部32，每一个弯延部32与其自由端之间形成近似半圆形的凸出部32C，而在近似半圆形的凸出部32C上配置有一中央导槽32G，以由半圆形的凸出部32C的中央导槽32G与晶圆接触，可限制相对应的晶圆往开口方向移动。

上述近似半圆形的凸出部32C其中央导槽32G是用来承接晶圆，中央导槽32G的宽度可以跟晶圆的厚度相同，可让晶圆陷入此中央导槽32G中，以避免晶圆的上下移动。而在中央导槽32G其接触晶圆的表面是可包覆一种耐磨耗材，例如：聚醚醚酮(polyetheretherketone，PEEK)，以降低对晶圆的摩擦。此外，晶圆限制件模块30可以是一体成形的结构，且可以由一种材质所组成或是由两种不同的材质制成，例如：将底座31及弯延部32以一种材质制成并且在弯延部32上再形成另一种材质的半圆形的凸出部32C。很明显的，长条形的底座31与弯延部32是形成一角度，此角度约为10-60度。由于凹陷区域24两旁的晶圆限制件模块30是对称的，因此，当晶圆限制件模块30在限制晶圆时(如图12所示)，可以产生一仅往晶圆中心点方向推的合力，不会造成晶圆左右的晃动。而晶圆限制件模块30除了能限制晶圆往开口方向移动外，也让晶圆几乎完全的落入凹陷区域24中，使晶圆盒的前后径尺寸缩小，且让整体晶圆盒的重心较集中于晶圆盒的正中央，以增加晶圆盒的稳定度。而如图10所示，由于弯延部32上的多个半圆形的凸出部32C之间是有缺口，因此弯延部32会比较有弹形，是可允许晶圆的压迫而有些许的变形。

此外，由图11及图12可知，底座31是具有多个安装孔33，而内表面22上相对于这些个安装孔33处则有突出柱26，使晶圆限制件模块30以卡入(snap on)的方式固定于门体20内表面22凹陷区域24两旁的凸出平台25上。当然，为了生产的方便，亦似可将晶圆限制件模块30直接与门体20内表面22一体成形，以避免晶圆限制件模块30的脱落。接着，请参考图13A及图13B，凹陷区域24两旁的晶圆限制件模块30亦可以是一体成形，此一体成形的结构是具有一孔洞34以对应门体20的凹陷区域24。而此一体成形的结构可以是用卡入(snap on)的方式固定于门体20内表面22亦或是直接与门体20内表面22一体成形。

其次，请参阅图14所示，是本发明的另一种前开式晶圆盒的示意图。此前开式晶圆盒与上述第9图的前开式晶圆盒相同，是包含一盒体10及一门体20，不同的是固定于门体20内表面22凹陷区域24两旁的晶圆限制件模块400是与上述晶圆限制件模块30不同。如图15及图16A所示，凹陷区域24两旁的晶圆限制件模块400是由多个间隔排列的晶圆限制件40所组成，且每一个晶圆限制件40与凹陷区域24另一边的限制件模块400上相对的晶圆限制件40对齐，其中每一个限制件40是具有一基部41，基部41是固定于门体20内表面22上，而基部41有一侧边是邻近凹陷区域24且在上述侧边向盒体10的开口方向延伸成一弯曲部42后，转往凹陷区域24中央处延伸成一曲臂43，使这些多个曲臂43是配置于凹陷区域24的上方两侧，而在上述曲臂43与弯曲部42交接的地方是具有一第一接触端44，而曲臂43的自由端则是具有一第二接触端45。如图16A所示，每一个晶圆限制件40可以是一体成形的弹性结构(例如：热塑性弹性结构)，当门体20与盒体10未结合或刚要结合时，晶圆限制件40的第一接触端44及第二接触端45的联机44-45跟门体20的内侧面22互相平行。此时，晶圆是先跟第二接触端45接触，当晶圆接触第二接触端45时，会使弯曲部42产生形变且杠杆带动曲臂43，使曲臂43上的另一接触端即第一接触端44依序地接触晶圆。此时，如图16B所示，门体20是与盒体10密合且晶圆限制件40的第一接触端44及第二接触端45的联机44-45跟门体20的内表面22形成一夹角。很清楚的，每一个晶圆限制件40是以两个接触端与晶圆产生接触，是可以稳固地顶持晶圆或限制晶圆往开口方向移动，可降低晶圆在运输过程中，因为震动而产生微粒粉尘。此外，也让晶圆有效的落入凹陷区域24中，以缩短晶圆盒的前后径尺寸。

上述晶圆限制件40其弯曲部42是一弹性结构(例如：热塑性弹性结构)，是有一弯曲的角度，因此当门体20与盒体10从未密合到密合时，此弯曲角度是会改变，使第一接触端44依序第二接触端45与晶圆接触。此外，弯曲部42与曲臂43可以是两种不同材质，像是不同硬度的塑料，可使弯曲部42产生较大的形变而曲臂43是较不容易形变。而第一接触端44及第二接触端45亦可各具有一凹陷，使晶圆能陷入凹陷中，避免晶圆上下移动。此外，多个晶圆限制件40可以是形成于一底座，且此底座是固定于门体20的内表面22。当然，多个晶圆限制件40也可以是跟门体20的内表面22直接一体成形，可降低生产所需的成本。

接着，请参阅图17所示，是本发明的再一种前开式晶圆盒的示意图。此前开式晶圆盒与上述图14的前开式晶圆盒相同，是包含一盒体10及一门体20，不同的是固定于门体20内表面22凹陷区域两旁的晶圆限制件模块500其每一个晶圆限制件是具有三个接触端。如图18及图19A所示，凹陷区域24两旁的晶圆限制件模块500是由多个晶圆限制件50所排列组成，且每一个晶圆限制件50与凹陷区域24另一边的限制件模块500上相对的晶圆限制件50对齐，其中每一个晶圆限制件50是具有一基部51，基部51的一端是固定于门体20的内表面22上，而其另一端是与一第一曲臂52连接，此第一曲臂52具有二自由端，其中较远离凹陷区域24中央处的自由端形成一第一接触端54，而较靠近凹陷区域24中央处的另一自由端是更进一步与一第二曲臂53连接，第二曲臂53则是具有一第二接触端55及一第三接触端56。

由于晶圆限制件50的基部51是一弹性结构(例如：热塑性弹性结构)，是至少具有一弯曲处，当门体20与盒体10未结合或刚要结合时，晶圆限制件50的第二曲臂53是平贴或稍微悬空于凹陷区域24表面上或是上方。此时，晶圆是先跟第一接触端54接触，当晶圆接触第一接触端54时，会使基部51产生形变，即弯曲处角度产生改变且杠杆带动第一曲臂52及第二曲臂53，使第二曲臂53上的第二接触端55及第三接触端56接触晶圆。此时，如图19B所示，当门体20与盒体10密合时，第二曲臂53是被基部51及第一曲臂52所杠杆带动而远离凹陷区域24的表面，且晶圆限制件50的第一接触端54、第二接触端55及第三接触端56是跟晶圆接触。很明显的，由于每一个晶圆限制件50是提供三个接触端于晶圆，是可较稳固地限制晶圆往开口方向正中央移动或开口较两旁的方向移动。当然，本实施例亦可以在第一曲臂52的二个自由端之间并且靠近门体20内表面22的一侧边上配置有一枢纽57，此枢纽57是固定于门体20内表面22，如此当基部51形变时或其弯曲处角度改变时可较稳固地杠杆带动第一曲臂52及第二曲臂53，使第一接触端54、第二接触端55及第三接触端56皆能紧密的与晶圆接触。

而如同前述两个接触端的实施例，此多个晶圆限制件50其中的每一个晶圆限制件50可以是一体成形的弹性结构(例如：热塑性弹性结构)，其基部51与第一曲臂52或第二曲臂53亦可以是不同材质或弹性结构(例如：热塑性弹性结构)，像是不同硬度的塑料，可使基部51有较大的形变而曲臂是较不容易形变。当然，第一接触端54、第二接触端55及第三接触端56亦可以具有一凹陷，可以使晶圆陷入凹陷中，避免晶圆上下移动。而上述多个晶圆限制件50亦可以是先形成于一底座，而此底座是固定于门体20的内表面22或多个晶圆限制件50直接是跟门体20的内表面22直接一体成形。

此外，本发明的门体20的内表面22是可以为一平面，可以是没有凹陷的，而在内表面22与外表面21之间配置有至少一个门闩结构60，而一较佳的实施例中是配置有一对门闩结构60。由于门闩结构60与前述的实施例相同，故不再赘述。此外，为了使门体20与盒体10盖合时，能够固定已放置于盒体10中的多个晶圆，因此可以在上述平面的内表面22上配置有至少一限制件模块或接近中央区域的地方配置有至少一限制件模块。而本发明对此限制件模块的结构或是形式并不加以限制，故其可以包括前述的限制件模块30、限制件模块400或是限制件模块500或是类似的结构。同样地，由于限制件模块的详细构造与前述的实施例相同，故不再赘述。

很明显地，本发明的门闩结构60在椭圆凸轮62的带动下，其只进行前进及后退的往返运动，而没有在任何纵向(即垂直)方向上产生位移，因此，本发明的门闩结构60是一较简单的设计。当本发明的门体20与盒体10盖合时，固定于门体20内表面22的多个晶圆限制件50直接与晶圆接触在一起，且凸轮62是带动一对滑动装置64向门体20的边缘移动，然后将滑动装置64的前端平面646穿过门体20上的闩孔27并卡固在盒体10开口处边缘附近并与闩孔27相对应的插孔中。最后，可再经由一充气装置对配置于门体20与盒体10之间的气密件(未显示于图中)进行充气，以使得盒体10内部与外部隔离。

接着，请参考图20，是本发明的前开式晶圆盒其门体20内表面22配置一气密件的上视图。如图20所示，门体20内表面22的中央区域形成一凹陷区域24，而凹陷区域24的两旁的凸出平台25内部则配置有门闩结构60。同时，在门体20内表面22的四周的边缘上，配置一环绕门体20四周的气密件70。在本发明的一较佳实施例中，此气密件70是一种可充气的气密圈(sealing ring)，其充气的原理类似脚踏车轮胎的内胎，可经气密件70上的一充气口(未显示于图中)来充入气体，以使气密件70膨胀起来，以将门体20与盒体10之间达到气密状态，使得储存于前开式晶圆盒内部的晶圆不致受大气湿度影响。很明显地，气密件70上的充气口是嵌入在门体20上。此外，在本实施例中的气密件70的材质可以是橡胶件，但也可以是由高分子塑料材料所形成的弹性件。

请继续参考图21A及图21B，是上述图20的气密件在完成气密前后的局部剖视图。在此要强调的是，本发明在图5所揭露的门闩结构60是经由椭圆凸轮62来带动滑动装置64在单一平面上进行往返运动，故当门体20与盒体10上的开口盖合时，经由椭圆凸轮62的转动，使得滑动装置64前端的平面插梢646穿过门体20上的闩孔27并卡固在盒体10的插孔15上，以达到锁固的效果。很明显地，此时的盒体10与门体20虽然已锁固在一起，但是盒体10与门体20间并未形成气密，因此，是可由本实施例(图20、图21A及图21B)的气密件70来达成气密。很明显地，由于盒体10与门体20已锁固在一起，故可由气密件70充气所产生的膨胀压力来形成均匀气密(如图21B所示)。而当要打开门体20时，则会先将气密件70进行泄压后，再转动椭圆凸轮62，使滑动装置64的平面插梢646脱离盒体10及门体20的闩孔27。

接着，请参考图22A及图22B，是本发明的前开式晶圆盒其另一气密设计在完成气密前后的局部剖视图。本实施例与图21A的差异处仅在于是将可充气的气密件70嵌入在盒体10的开口处四周边缘。当盒体10与门体20经由椭圆凸轮62的转动，而锁固在一起后，此时盒体10与门体20之间仍未形成气密，直到可充气气密件70充气完成后，方能由可充气气密件70将盒体10与门体20形成气密状态(如图22B所示)。同样地，如果要打开门体20时，则会先将可充气的气密件70泄压后，再转动椭圆凸轮62，使平面插梢646脱离盒体10及门体20的闩孔27。

此外，请参考图23A及图23B，是本发明的前开式晶圆盒其又另一气密设计在完成气密前后的局部剖视图。本实施例与图22A的差异处是在于将可充气的气密件70嵌入在盒体10的插孔15中，此插孔15是跟门体20上的闩孔27相对应，以容许椭圆凸轮62转动时，滑动装置64的实体平面646进入此闩孔27及插孔15。而除了可充气的气密件70其位置不同的外，本实施例多增加一个气密件71，并将此气密件71配置在门体20内表面22的外围区域；气密件71可以是气密圈(O-ring)或高分子材料或橡胶垫。因此，如图23B所示，当滑动装置64的实体平面646进入闩孔27及插孔15后，将气密件70进行充气，使此膨胀或充气的气密件70不仅会在门体20及盒体10之间形成气密外，也进一步地藉由膨胀来挤压门体20往盒体10的内部方向移动，使得门体20上的气密件71与盒体10彼此互相紧密结合，以达到双重的气密效果。同样地，如果要打开门体20时，亦会先将可充气的气密件70泄压后，再转动椭圆凸轮62，使平面插梢646脱离盒体10及门体20的闩孔27。

请再继续参考图24，是本发明的前开式晶圆盒在门体关闭并进行气密件充气后的剖视图。如图24所示，当门体20关闭盒体10后，插梢646穿过门体20上的闩孔27并卡固在盒体10上，同时由气密件70的膨胀来将使盒体10与门体20间形成气密。为了避免在后续打开门体20时，前开式晶圆盒外部的大气快速冲入盒体10内造成晶圆的污染，在本发明的另一较佳实施例中，是进一步于盒体10上形成至少一充气阀80，此充气阀80是可对盒体10的内部进行充气。因此，当门体20关闭盒体10且由气密件70的膨胀于盒体10与门体20间形成气密后，可经由一个充气装置(未显示于图中)对盒体10上的充气阀80进行充气，例如：充入氮气或是其它惰性气体等，使得盒体10内部的气压大于外部的大气压(即形成所谓的正压)。此后，若将门体20上的气密件70泄气以破除气密时，由于盒体10内部的气压大于外部的大气压，因此，内部的气体会向外部泄露，而不会造成外部的大气压灌入盒体10内部的现象。

而在盒体10内部形成正压的过程中，为了避免内部压力过大而造成盒体10或放置于盒体10内的晶圆的破坏，因此，本发明可以进一步在盒体10上再配置一泄压阀90，例如在盒体10后壁或是侧壁上。故当形成正压的过程中，当盒体10内部压力大于一设定值时，过大的压力会由此泄压阀90溢出，使得盒体10内部维持一设定的压力。

此外，盒体10上亦可以进一步包含有至少一抽气阀81，当上述充气装置对充气阀80进行充气时，可同时利用一抽气装置(未显示于图中)经此抽气阀81进行微量的抽气，如此可更快速地将整个晶圆盒充饱。而上述至少一抽气阀81是可安置在较靠近盒体10开口12的位置，而至少一充气阀80是可安置较远离盒体10开口12，使充入的气体可以干净且迅速地将盒体10内的微粒经开口12或抽气阀81带离盒体10内部。

虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求范围所界定的为准。

Claims (10)

1.一种具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，主要包括一盒体，该盒体内部设有多个插槽以容置多个晶圆，且在该盒体的一侧面形成一开口可供该多个晶圆的输入及输出，以及一门体，具有一外表面及一内表面，该门体以该内表面与该盒体的该开口相结合，并用以保护该盒体内部的该多个晶圆，其中该前开式晶圆盒的特征在于：

该门体的该内表面与该外表面之间配置至少一门闩结构且在该门体的该内表面四周的边缘配置一可充气的气密件。

2.如权利要求1所述的具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，其中该可充气的气密件的材料自下列组合中选出：橡胶及高分子塑料材料。

3.如权利要求1所述的具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，其中该门闩结构包括一椭圆凸轮、一对与该椭圆凸轮两端接触的滑动装置、至少一个滑轮配置于该门体的该内表面与该外表面之间且嵌入于该滑动装置的滑槽中以及一个与该滑动装置连接成一体的定位弹片。

4.如权利要求3所述的具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，其进一步于该滑动装置的一端配置一定位滑轮。

5.如权利要求3所述的具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，其进一步于该椭圆凸轮上配置多个定位槽。

6.如权利要求1所述的具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，其中该门体的该内表面上配置有至少一限制件模块。

7.一种具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，主要包括一盒体，该盒体内部设有多个插槽以容置多个晶圆，且在该盒体的一侧面形成一开口可供该多个晶圆的输入及输出，以及一门体，具有一外表面及一内表面，该门体以该内表面与该盒体的该开口相结合，并用以保护该盒体内部的该多个晶圆，其中该前开式晶圆盒的特征在于：

该门体的该内表面与该外表面之间配置至少一门闩结构且在该盒体的该开口四周的边缘配置一可充气的气密件。

8.一种具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，主要包括一盒体，该盒体内部设有多个插槽以容置多个晶圆，且在该盒体的一侧面形成一开口可供该多个晶圆的输入及输出，以及一门体，具有一外表面及一内表面，该门体以该内表面与该盒体的该开口相结合，并用以保护该盒体内部的该多个晶圆，其中该前开式晶圆盒的特征在于：

该门体的该内表面与该外表面之间配置至少一门闩结构且在该盒体的该开口四周的边缘配置一可充气的气密件以及在该门体的该内表面的外围区域设有另一气密件。

9.如权利要求8所述的具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，其中该可充气的气密件的材料自下列组合中选出：橡胶及高分子塑料材料。

10.如权利要求8所述的具门闩及气密结构的前开式晶圆盒，其中该另一气密件是一气密圈。

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