CN107275273B - 一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒，包括盒体和门体，所述门体为复合式门体，包括前门和后门，所述盒体包括开口，所述开口包括与后门结合的内部件以及与前门结合的外部件，所述前门与后门之间设置有腔体，所述腔体内表面设置多处凹槽，所述前门和后门均包括至少一个门闩结构，在后门与盒体的接触处设置有第一气密件和第二气密件。本发明所述可隔绝水氧的密闭晶圆盒，能够达到较好的气密特性，使装载晶圆的所述晶圆盒可以在长途转运等恶劣环境中也可以对所装载的晶圆达到更好的保护，通过每层门体结构均配置双层气密件，其中一层需充气，另一层不需要充气的配置，从而达到气密分级的能力，在使用中可根据使用环境进行选择。

Description

一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒
技术领域
本发明涉及一种前开式晶圆盒，具体涉及一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒。
背景技术
在半导体工业中，半导体芯片制程通常包括前段制程和后段制程，前道制程包括：黄光、化学、薄膜、蒸镀等，而后段制程包括研磨、划裂、测试、分选、目检等。由于半导体晶圆需要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，常会利用一密闭容器以供自动化设备输送。请参考图1，为现有技术的晶圆盒示意图。此晶圆盒是一种前开式晶圆盒，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上配置有一个门闩开孔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会设有一晶圆限制件，以避免晶圆因震动而产生移位或往盒体10的开口12方向移动。
中国专利，公开号为CN 101685788A提供一种具有门闩及气密结构的前开式晶圆盒，晶圆盒中的盒体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内，同时，参考图2，采用气密件70与71，当采用机械装置将实体平面646进入闩插孔15后，然后将气密件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，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，以达到双重气密效果。但是伴随半导体IC行业发展，更低成本的抗氧化能力较弱且容易受到水汽侵害的电极材料(如铝等)出现在半导体器件中，因为对空气中的水分及氧气更为敏感，若存在长途运输状况则情况更为糟糕，因此对晶圆盒的密封性能提出更高要求。同时因上述专利中气密件需要充气使用，每次充气则较为浪费人力，若储存在要求不是较高的密闭性环境中(如N2柜中)，那么每次充气动作就显得较为冗余，因此本专利提供一种具有较强密封性能，且可视使用环境选择所需密封性能的简便操作的晶圆盒。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒，包括盒体和门体，所述门体为复合式门体，包括前门和后门，所述盒体包括开口，所述开口包括与后门结合的内部件以及与前门结合的外部件，所述前门与后门之间设置有腔体，所述腔体内表面设置多处凹槽，所述前门和后门均包括至少一个门闩结构，在后门与盒体的接触处设置有第一气密件和第二气密件，所述门体上还设置有闩孔，所述盒体上设置有盒体闩孔。
作为上述技术方案的改进，所述内部件的周长小于所述外部件的周长，所述外部件与盒体外围处于同一平面或者凸出所述盒体的外围。
作为上述技术方案的改进，在所述前门与后门上同一对应位置上设置有闩孔结构。
作为上述技术方案的改进，在所述前门与后门的不同位置上设置有闩孔结构。
作为上述技术方案的改进，所述门闩结构包括一个凸轮、一对与凸轮两端接触的滑动装置、至少一个滑轮、至少一个定位弹片，所述凸轮为椭圆凸轮，所述盒体上还设置有第二定位滑轮。
作为上述技术方案的改进，所述滑动装置的一端上设置有一第一定位滑轮、另一端上设置有一实体的平面，而介于滑动装置两端之间设置有一滑槽，所述椭圆凸轮上设置有多个定位槽，且定位槽设置在椭圆凸轮上相对第一定位滑轮的位置处，所述滑轮位于后门内部，且嵌入滑动装置的滑槽中，所述定位弹片与滑动装置连接成一体，所述第一定位滑轮位于滑动装置与椭圆凸轮接触点的位置上。
作为上述技术方案的改进，所述腔体和盒体的腔体分别设置有充气阀，并且盒体的腔体的气压大于腔体的气压，腔体的气压大于外界大气压。
作为上述技术方案的改进，所述第一气密件环绕在所述门体的四周，所述第二气密件位于所述盒体与所述后门相接触的一面的四周。
本发明与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明所述可隔绝水氧的密闭晶圆盒，利用所述门体结构的晶圆盒可以达到较好的气密特性，使装载晶圆的所述晶圆盒可以在长途转运等恶劣环境中也可以对所装载的晶圆达到更好的保护，通过每层门体结构均配置双层气密件，其中一层需充气，另一层不需要充气的配置，从而达到气密分级的能力，在使用中可根据使用环境进行选择。
附图说明
图1为现有技术的晶圆盒示意图；
图2为现有技术的前开式晶圆盒在完成气密前后的局部剖视图；
图3为本发明一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒的结构示意图；
图4为本发明的晶圆盒中的门体分解图；
图5为本发明的晶圆盒中的门体闩锁部分闩锁前剖视图；
图6为本发明的晶圆盒中的门体闩锁部分闩锁后剖视图；
图7为本发明的晶圆盒中的门体附密封圈的结构图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
如图3所示，本发明提供了一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒的结构示意图，包括盒体10和门体20，所述门体20为复合式门体，包括前门21和后门22，所述盒体10包括开口12，所述开口12包括与后门22结合的内部件122以及与前门21结合的外部件121，所述前门21与后门22之间设置有腔体32，所述腔体32内表面设置多处凹槽63，所述前门21和后门22均包括至少一个门闩结构60，在后门22与盒体10的接触处设置有第一气密件71和第二气密件70，所述门体20上还设置有闩孔27，所述盒体10上设置有盒体闩孔。
所述盒体10包括开口12，以便与门体20结合，所述开口12包括与后门22结合的内部件122以及与前门21结合的外部件121，其中内部件122的周长比外部件121的周长小，以达到门体20与盒体10闭合时所述腔体32能够完全包含后门22与内部件122的结合区域，所述腔体32中加入除水氧的物质，即通过在腔体32中加入除水氧的物质，使得晶圆腔体接触的外界环境中水氧含量极低，从而使晶圆盒的隔绝水氧能力进一步提升的目的；需要特别指出的是所述外部件121与盒体10外围处于同一平面或者外部件121相对盒体10外围凸出，增加门体20与盒体10闭合时的气密性，进一步提高晶圆盒的隔绝水氧能力。
在所述前门21与后门22上同一对应位置上设置有闩孔结构31，以便制程过程中相关设备可以从正面一次将前后门体同时打开，在一较佳实施例中也可以在所述前门21与后门22的不同位置上设置闩孔结构31，使得前门21与后门22形成一整体，每次仅操作后门22的闩孔打开后门即可。
下面以后门22与盒体结合原理与闩锁进行说明，所述前门21与后门22结合方式同后门22与盒体10结合原理相同，并且门闩结构也设置相同。
如图4所示，是所述门体结构20分解图示，门体20包含前门21与后门22，所述前门21与后门22均包括至少一门闩结构60，其中每一门闩结构60包括一个凸轮62、一对与凸轮62两端接触的滑动装置64，至少一个滑轮66、至少一个定位弹片68，所述凸轮62为椭圆凸轮62，所述滑动装置64的一端上设置有一第一定位滑轮644，而另一端上设置有一实体的平面646，而介于两端之间则设置有一滑槽642，即所述滑动装置64上还设置有滑槽642，所述椭圆凸轮62上设置有多个定位槽622，即椭圆凸轮62上相对第一定位滑轮644的位置处设置有定位槽622，所述滑槽642位于所述滑动装置64的两端之间，所述滑轮66位于后门22内部，且嵌入滑动装置64的滑槽642中，所述定位弹片68与滑动装置64连接成一体，此滑槽642则可与固定在后门22内的滑轮66相嵌在一起。所述第一定位滑轮644位于滑动装置64与椭圆凸轮62接触点的位置上，当椭圆凸轮62转动时，可以降低滑动装置64与椭圆凸轮62之间的摩擦力；所述凸轮62采用金属材质或者高分子塑料材质；此外，滑动装置64在靠近第一定位滑轮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的另一端则固定在后门22上。故当后门22要将门体20关闭时，先将后门22与盒体10结合，然后转动椭圆凸轮62；结合图5和图6，当椭圆凸轮62转动时，滑动装置64会被椭圆凸轮62向后门22的边缘方向推进，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。如图5、图6所示，为降低滑动装置64的平面646与盒体10之间的摩擦力，可在盒体10上对应位置设置第二定位滑轮647。因为凸轮62为椭圆凸轮62，具有长半轴和短半轴，即具有一较长的半径a和一较短的半径b，故本专利是由此椭圆凸轮62的不同半径之间的差异来作为控制滑动装置64往返移动的启动元件；若要能够将滑动装置64向后门22的两侧边向上或向下移动5mm-25mm，以便能将滑动装置64的前端穿过后门22闩孔27进入盒体闩孔15中，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5mm-25mm，密封性更好，便捷。由于椭圆凸轮62在后门22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结合一体盖合后，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5mm-25mm，故当椭圆凸轮62转动至长半径a位于第一定位滑轮644位置时，即可使得滑动装置64的前端平面646穿过后门22上的闩孔27，在此要强调，由于滑动装置64在靠近第一定位滑轮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a位置位于第一定位滑轮644位置时，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b位置上的定位槽622的过程中，定位弹片68也会因形变而带动滑动装置64恢复至开启状态的位置，即椭圆凸轮62停留在短半径b位于第一定位滑轮644位置时。所述滑动装置64和定位弹片68采用金属材质或者高分子塑料材质。
在前门21与后门22所形成的腔体32的内表面设置有多处凹槽63，在一优先实施例中所述凹槽63为一沿内腔表面设置的平面结构，用以存放吸收水汽与氧气的物质，如：硫酸钙和氯化钙除去水分，钠镁除去氧气等。本专利对此类物质不做限制。在一较佳实施例中，所述滑轮66是成对地设置在门体20内部，滑轮66包括第一滑轮662和第二滑轮664，一个第一滑轮662和一个第二滑轮664为一对滑轮66，第一滑轮662和第二滑轮664分别上下设置，如图4所示，因此，当第一滑轮662和第二滑轮664嵌入在滑动装置64的滑槽642中时，此对滑轮66是能够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进入盒体闩孔15中，所述门闩结构60中的凸轮62是一种椭圆凸轮62，所述椭圆凸轮62与门体20上形成一对门闩开孔(未显示于图中)；在所述门体20的内表面设置有凹陷区域24，凹陷区域24两侧设置有凸出平台25，凸出平台25的内部设置有所述门闩结构60，凹陷区域24用于承接盒体10内部的多个晶圆，减少晶圆盒的尺寸，降低成本，提高空间利用率。
如图5、图7所示，为本申请的前开式晶圆盒的后门22与盒体10之间设置的第一气密件71的示意图，在后门22与盒体10的接触处设置有第一气密件71和第二气密件70，所述第一气密件71和第二气密件70均位于所述后门22与盒体10相接触的表面的四周的边缘上，且所述第一气密件71环绕在门体20的四周，所述第二气密件70位于所述盒体10与后门22相接触的一面四周，第二气密件70是一种可充气的气密圈，可经第二气密件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，使得将气密件70的两侧气体进行隔离，同时当椭圆凸轮62转动至长半径a位置位于第一定位滑轮644位置时，会使后门22向盒体10方向移动，对第一气密件71形成挤压，使得将第二气密件70的两侧气体进行隔离，从而将后门22与盒体10之间达到双层气密隔离，形成较好的气密效果，能够根据外界环境的需要，对第二气密件70采取充气或者不充气的动作，此外，本申请中的第一气密件71和第二气密件70采用橡胶材质或者高分子塑料材质，即本申请中的第一气密件71和第二气密件70的材质可以是橡胶件，也可以是由高分子塑料材质所形成的弹性件。
前门21与后门22之间连接方式及后门22与盒体10之间连接方式相同，当前门21与后门22连接后，前门21与后门22之间形成腔体32，当门体20与盒体10盖合后对形成盒体10的腔体来说，形成前门21与后门22双层密闭，因腔体32中有凹槽63其中存放吸收水氧的物质，从而使该腔体中的水氧含量极低，即使存在微量的气体在腔体32同盒体10的腔体之间相互渗透，依然没有水汽与氧气进入盒体10的腔体，从而形成对晶圆的最佳保护。在本申请的另一较佳实施例中，可以在腔体32和盒体10的腔体分别设置充气阀，通过充气阀对腔体充惰性气体，如N2，He2等惰性气体，并且盒体10的腔体的气压大于腔体32的气压，腔体32的气压大于外界大气压，从而达到最大程度的降低外界气体向盒体10的腔体的渗透。
本发明所述可隔绝水氧的密闭晶圆盒，利用所述门体结构的晶圆盒可以达到较好的气密特性，使装载晶圆的所述晶圆盒可以在长途转运等恶劣环境中也可以对所装载的晶圆达到更好的保护，通过每层门体结构均配置双层气密件，其中一层需充气，另一层不需要充气的配置，从而达到气密分级的能力，在使用中可根据使用环境进行选择。以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒，其特征在于，包括盒体(10)和门体(20)，所述门体(20)为复合式门体，包括前门(21)和后门(22)，所述盒体(10)包括开口(12)，所述开口(12)包括与所述后门(22)结合的内部件(122)以及与所述前门(21)结合的外部件(121)，所述前门(21)与所述后门(22)之间设置有腔体(32)，所述腔体(32)内表面设置多处凹槽(63)，所述前门(21)和所述后门(22)均包括至少一个门闩结构(60)，在所述后门(22)与所述盒体(10)的接触处设置有第一气密件(71)和第二气密件(70)，所述门体(20)上还设置有闩孔(27)，所述盒体(10)上设置有盒体闩孔(15)；
所述门闩结构(60)包括一个凸轮(62)、一对与凸轮(62)两端接触的滑动装置(64)、至少一个滑轮(66)、至少一个定位弹片(68)，所述凸轮(62)为椭圆凸轮(62)，所述盒体(10)上还设置有第二定位滑轮(647)；
所述前门(21)与后门(22)之间形成腔体(32)，门体(20)与盒体(10)盖合后形成前门(21)与后门(22)双层密闭。
2.如权利要求1所述的一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒，其特征在于，所述内部件(122)的周长小于所述外部件(121)的周长，所述外部件(121)与盒体(10)外围处于同一平面或者凸出所述盒体(10)的外围。
3.如权利要求1所述的一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒，其特征在于，在所述前门(21)与所述后门(22)上同一对应位置上设置有闩孔结构(31)。
4.如权利要求1所述的一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒，其特征在于，在所述前门(21)与所述后门(22)的不同位置上设置有闩孔结构(31)。
5.如权利要求1所述的一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒，其特征在于，所述滑动装置(64)的一端上设置有一第一定位滑轮(644)、另一端上设置有一实体的平面(646)，而介于滑动装置(64)两端之间设置有一滑槽(642)，所述椭圆凸轮(62)上设置有多个定位槽(622)，所述定位槽(622)设置在椭圆凸轮(62)上相对第一定位滑轮(644)的位置处，所述滑轮(66)位于后门(22)内部，且嵌入滑动装置(64)的滑槽(642)中，所述定位弹片(68)与滑动装置(64)连接成一体，所述第一定位滑轮(644)位于滑动装置(64)与椭圆凸轮(62)接触点的位置上。
6.如权利要求1所述的一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒，其特征在于，所述腔体(32)和盒体(10)的腔体分别设置有充气阀，并且盒体(10)的腔体的气压大于腔体(32)的气压，腔体(32)的气压大于外界大气压。
7.如权利要求1所述的一种可隔绝水氧的密闭晶圆盒，其特征在于，所述第一气密件(71)环绕在所述门体(20)的四周，所述第二气密件(70)位于所述盒体(10)与所述后门(22)相接触的一面的四周。
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