CN114639627B - 晶圆盒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆盒，包括盒体、门板及门板启闭机构，盒体的一侧设有开口，门板能在门板启闭机构的驱动下关闭或打开开口；盒体包括位于其侧面的环形侧板，环形侧板由侧板本体、过渡板及开口板围绕而成，侧板本体外侧壁横截面所在的圆与开口板外侧壁横截面所在的圆呈偏心设置，且侧板本体的外侧壁横截面所在的圆位于开口板的外侧壁横截面所在的圆的内部；门板包括能沿环形侧板移动的门板本体，门板本体的内侧壁与开口板的外侧壁形状匹配。本发明的晶圆盒减少了门体运动及放置所需的空间，而且利用自带的门体启闭机构简化了晶圆加载机的动作行程。

Description

晶圆盒

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种自带门体启闭驱动机构的晶圆盒。

背景技术

晶圆盒是用来存放及转移晶圆的密封容器，其包括带开口的盒体及能封闭开口的门体。当从晶圆盒中取放晶圆时，需要通过晶圆加载机打开晶圆盒的门体，这就需要在晶圆加载机内部预留供门体运动和放置的空间，且在晶圆加载机对晶圆盒内的晶圆进行位姿检测时，晶圆加载机上的检测传感器需要深入到晶圆盒内部，再加之晶圆加载机对门体的开启或关闭动作，导致晶圆加载机驱动所需的动作较多，行程较为复杂。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆盒，减少了门体运动及放置所需的空间，而且利用自带的门板启闭机构实现了晶圆盒的自动启闭，进而简化了晶圆加载机的动作行程。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种晶圆盒，包括盒体、门板及门板启闭机构，盒体的一侧设有开口，门板能在门板启闭机构的驱动下关闭或打开开口；

盒体包括位于其侧面的环形侧板，环形侧板由侧板本体、过渡板及开口板围绕而成，侧板本体外侧壁横截面所在的圆与开口板外侧壁横截面所在的圆呈偏心设置，且侧板本体的外侧壁横截面所在的圆位于开口板的外侧壁横截面所在的圆的内部；门板包括能沿环形侧板移动的门板本体，门板本体的内侧壁与开口板的外侧壁形状匹配。

本发明的有益效果在于：

1、将侧板本体外侧壁横截面所在的圆与开口板外侧壁横截面所在的圆偏心设置，并使门板本体的内侧壁与开口板的外侧壁形状相匹配，使得门板本体在沿环形侧板移动至开口板处时，门板本体的内侧壁能与开口板外侧壁完全贴合，进而保证对开口板上的开口的关闭效果；在开门过程中，即当门板本体沿环形侧板移动至过渡板处时，通过偏心设置能有效减少门板本体的内侧壁与过渡板之间的接触摩擦，当门板本体移动至侧板本体处时，门板本体能与侧板本体之间保持一定的间距，进而降低了因门板本体与过渡板、侧板本体之间的接触摩擦所产生的粒子，提高洁净度；

2、将门板对开口的启闭动作设置为沿环形侧板外侧壁方向移动，能有效减少门板移动所占用的空间，进而节省将晶圆盒放置到晶圆加载机内所需的空间；

3、将门板、门板启闭机构直接集成在晶圆盒上，既保证了对开口的启闭，又能简化晶圆加载机的动作行程。

进一步来说，当开口处于关闭状态时，一个所述过渡板抵接在所述门板本体内侧壁上，另一个所述过渡板挤压在所述门板本体内侧壁上；且所述门板本体的内侧壁横截面所在的圆与所述开口板外侧壁横截面所在的圆呈同心设置，所述门板本体以所述侧板本体外侧壁所在的轴心线为旋转轴心线。

现有技术中，通常会将门板本体（及开口板）设计为与侧板本体同心设置，这种设计会导致在门板本体启闭的过程中，门板本体是始终与靠近开启方向一侧的过渡板进行接触摩擦的，直至门板本体完全打开；长此以往，不仅容易产生颗粒，而且因开合过程中的持续摩擦会造成过渡板及门板本体内侧壁的磨损，导致门板本体无法完全关闭开口。因此，将门板本体（及开口板）设置为与侧板本体偏心是能够有效减少门板本体与过渡板之间的摩擦的，进而在降低颗粒产生的同时，提高密封性能的。

当开口处于关闭状态，由于门板本体内侧壁、开口板外侧壁同心设置，且均与侧板本体偏心设置，而门板本体又是以侧板本体所在的圆心进行旋转的，即门板本体是进行偏心旋转的，此时，门板本体内侧壁的运动轨迹与开口板的外侧壁所在的圆是偏离的，通过对偏心距离的调节，可使开口处于关闭状态时，门板本体的内侧壁能正好抵接到靠近开启方向一侧的过渡板上，并能轻微挤压在远离开启方向一侧的过渡板上；当打开开口时，门板本体的内侧壁沿其相应的运动轨迹开始转动，门板本体的内侧壁与远离开启方向一侧的过渡板（瞬间分离，而门板本体的内侧壁与靠近开启方向一侧的过渡板会先接触摩擦再逐渐分离（因为门板本体内侧壁与开口板外侧壁偏心一致，在门板本体以侧板本体的圆心进行旋转时，门板本体内侧壁的运动轨迹会与靠近开启方向一侧的过渡板有交叉，因此，在开门时，门板本体内侧壁是会与靠近开启方向一侧的过渡板先接触摩擦再逐渐远离的）。同样在关闭开口时，门板本体只会在快关闭时才会与靠近开启方向一侧的过渡板接触摩擦，并在门板本体完全关闭的一瞬间，门板本体对远离开启方向一侧的过渡板形成轻微挤压，并与靠近开启方向一侧的过渡板正好抵接，以提高密封效果。这样设置能够有效减少开口打开的过程中，门板本体与过渡板之间的接触摩擦，进而减少因持续接触摩擦导致的颗粒增多的现象，能在一定程度上提高洁净度。

进一步来说，当开口处于关闭状态时，一个所述过渡板抵接在所述门板本体内侧壁上，另一个所述过渡板挤压在所述门板本体内侧壁上；且所述门板本体的内侧壁横截面所在的圆与所述开口板外侧壁横截面所在的圆呈偏心设置；所述门板本体以所述门板本体内侧壁所在的轴心线为旋转轴心线。

由于门板本体内侧壁、开口板外侧壁偏心设置，开口处于关闭状态时，门板本体的内侧壁能正好抵接到靠近开启方向一侧的过渡板上，并能轻微挤压在远离开启方向一侧的过渡板上；当打开开口时，门板本体以其内侧壁所在的圆心为旋转中心进行旋转，由于门板本体的内侧壁与开口板的外侧壁呈偏心设置，即门板本体内侧壁的运动轨迹是与开口板的外侧壁所在的圆相偏离的，在门板本体刚开始转动时，门板本体内侧壁就能与两侧的过渡板瞬间分离，此后在开口打开的过程中，门板本体内侧壁都不会接触到过渡板及侧板本体，即在开口打开的整个过程中，门板本体与过渡板、侧板本体之间均能保持一定的间距，进而避免摩擦，减少了粒子的产生；同样，在开口关闭时，门板本体的内侧壁会逐渐贴近远离开启方向一侧的过渡板，且门板本体的内侧壁的运动轨迹会逐渐靠近开口板所在的圆；当门板本体的内侧壁接触到远离开启方向一侧的过渡板时，门板本体能对远离开启方向一侧的过渡板形成挤压，此时，靠近开启方向一侧的过渡板能正好贴合在门板本体的内侧壁上，以形成密封。

进一步来说，门板还包括位于盒体底部的驱动连接板，驱动连接板包括呈圆弧形结构的驱动连接片，驱动连接片的外弧面与门板本体连接，内弧面设有驱动连接耳，驱动连接耳转动设置在盒体底部，并与门板启闭机构连接。通过驱动连接板的设置实现了门板与门板启闭机构的连接，进而能利用门板启闭机构驱动门板移动。

进一步来说，驱动连接耳的旋转轴心线与所述门板本体的旋转轴心线重合，以保证驱动连接耳与门板本体的同心转动。

进一步来说，门板启闭机构包括能啮合传动的主动齿轮、从动齿轮，主动齿轮安装在盒体底部，从动齿轮安装在驱动连接耳上。通过主动齿轮、从动齿轮的配合实现了门板沿盒体的移动。

进一步来说，门板启闭机构还包括微移组件，微移组件包括配合使用的凸起块、拨片，凸起块一体设置在驱动连接耳的外壁上；拨片同轴设置在主动齿轮上，并能推动凸起块移动。

由于主动齿轮与从动齿轮的啮合传动，会有至少一个齿宽的误差，导致难以驱动门板移动至完全密封盒体开口位置。因此，通过增设的微移组件能在门板即将关闭开口时，取消主动齿轮与从动齿轮的啮合传动，并改用拨片、凸起块配合驱动门板完全关闭开口。

进一步来说，拨片包括固接在主动齿轮上的拨片连接部，拨片连接部的一侧一体设置有呈扇形结构的扇形本体；凸起块上设有供扇形本体抵接的抵接圆弧面，抵接圆弧面能与扇形本体的外弧面相切。且当扇形本体的外弧面与抵接圆弧面相切时，将门板调节至完全密封开口的位置。

进一步来说，主动齿轮的外壁由有齿部、无齿部组成，且当拨片固接到主动齿轮上时，扇形本体朝向无齿部一侧。实际设计时，可将扇形本体设置在有齿部与无齿部交界的两个端点之间，以保证主动齿轮的有齿部与从动齿轮彻底脱离啮合之后，微移组件再开始启用。

初始状态下，门板完全关闭开口，扇形本体的外弧面与凸起块的抵接圆弧面相切，主动齿轮的无齿部朝向从动齿轮；主动齿轮逆时针转动，并带动拨片同步转动，扇形本体的外弧面向远离抵接圆弧面的方向移动，此时，门板保持静止状态；随着主动齿轮的继续转动，主动齿轮的有齿部开始与从动齿轮啮合，进而带动从动齿轮转动，门板随之转动并打开开口（此时，凸起块随门板转动至拨片的非工作区域）；当门板自打开状态开始封闭时，主动齿轮顺时针转动，并带动拨片同步转动，主动齿轮的有齿部与从动齿轮反向啮合，并带动门板（包括凸起块）朝封闭开口的方向移动，直至主动齿轮的无齿部转动至朝向从动齿轮的一侧，使得主动齿轮与从动齿轮脱离啮合，此时，从动齿轮、门板停止转动，而凸起块已经随门板转动至拨片的工作区域内；随着主动齿轮的继续转动，拨片（扇形本体的侧壁）能接触到凸起块的抵接圆弧面上并抵推凸起块转动，进而带动门板继续向封闭开口的方向移动，直至扇形本体的外弧面与凸起块的抵接圆弧面相切，此时，门板已经完全关闭开口，且扇形本体也无法再推动凸起块转动。且当对门板施加开门的力时，由于扇形本体的外弧面与凸起块的抵接圆弧面相切，凸起块的抵接圆弧面只会对扇形本体的外弧面形成沿径向方向上的力，因此，也无法驱动主动齿轮转动，而凸起块又由于被拨片顶住无法转动，进而保证门板密封状态的稳定性。

进一步来说，主动齿轮的径向尺寸小于从动齿轮的径向尺寸。进而避免在门板启闭机构驱动的过程中，主动齿轮的无齿部因多圈旋转导致的多次朝向从动齿轮的一侧，造成从动齿轮的频繁脱齿的问题。

进一步来说，有齿部的起始端设有能沿主动齿轮径向伸缩的活动齿。在主动齿轮的有齿部与从动齿轮刚开始啮合时，将有齿部的起始端设置为活动齿能避免因主动齿轮的齿顶与从动齿轮的齿顶相对而造成主动齿轮与从动齿轮互相挤压导致卡死的现象。

进一步来说，在主动齿轮上，沿有齿部的起始端所在的径向上依次设有弹簧槽、限位通孔、活动齿槽，限位通孔内活动穿设有与弹簧连接的活动齿。通过限位通孔的设置能限定活动齿的移动方向。

当主动齿轮地有齿部的起始端与从动齿轮开始啮合时，活动齿的齿尖受力缩回，活动齿杆随之沿限位通孔向弹簧槽的方向移动，并带动弹簧压缩，直至，活动齿的齿尖离开从动齿轮，此时，由于弹簧的回弹力带动活动齿归位。

进一步来说，活动齿包括活动齿杆，活动齿杆的一端延伸进弹簧槽内，另一端延伸至有齿部处并形成能与从动齿轮啮合的齿尖。

进一步来说，弹簧沿主动齿轮的径向布设在弹簧槽内，其一端抵接在弹簧槽内，另一端抵接在活动齿杆上；当弹簧处于自然状态时，活动齿杆与弹簧槽的槽底之间留有间隙，以为活动齿杆的回缩提供空间。

进一步来说，活动齿杆的侧壁上开设有环形凹槽，弹簧套设在活动齿杆上，且其一端抵接在环形凹槽内，另一端抵接在弹簧槽内。通过环形凹槽的设置既实现了弹簧与活动齿杆的限位连接，而且将弹簧套接在活动齿杆上，能利用活动齿杆对弹簧的移动进行限位，有效提高弹簧移动方向的稳定性。

进一步来说，门板还包括固接在门板本体上端的上从动板，上从动板与盒体顶部转动连接，且从动板的旋转轴心线与门板本体的旋转轴心线重合。通过上从动板与驱动连接板的配合能保证门板本体转动过程中上、下端受力相平衡，且对门板本体的上、下端进行限位，能提高门板本体移动的稳定性。

进一步来说，盒体顶部还设有与上从动板固接的定位板，定位板的侧壁上对称设置有便于识别门板封闭位置的定位凸台。

定位板活动套装在顶板上的轴承安装轴的顶部，且其侧面通过多个螺钉与上从动板固接。在实际设计时，可将定位板设置为圆形结构，且将定位板的径向尺寸设置为大于门板本体外侧壁的径向尺寸，以实现对门板本体的全覆盖。当开口处于完全关闭状态时，定位板上的定位凸台能分别对准侧板本体与过渡板的交界处；当门板转动时，定位板能沿着轴承安装轴作同步转动。通过定位板及定位凸台的设置能直观地观察出是否门板完全封闭住开口。

进一步来说，开口的四周均布设有能抵接到门板本体内侧壁上的密封条。通过密封条的设置进一步提高了开口关闭时的密封性，而且能通过弹性挤压减少对门板本体内侧壁的磨损，在一定程度上提高门板本体的使用寿命。

进一步来说，门板本体的外侧壁横截面所在的圆与侧板本体外侧壁横截面所在的圆同心设置，使得门板本体在转动过程中，其外侧壁与侧板本体外侧壁间距相同，有效减少门板本体开闭过程中，其外侧壁所占用的空间，使得晶圆盒整体占用空间更加紧凑。

进一步来说，门板本体的外侧壁横截面所在的圆与门板本体的内侧壁横截面所在的圆同心设置，使得门板本体的厚度均匀，有效降低门板本体的加工难度。

附图说明

图1为本发明实施例一的晶圆盒的结构示意图；

图2为本发明实施例一的晶圆盒的爆炸示意图；

图3为本发明实施例一中的晶圆盒去除定位板后的结构示意图；

图4为本发明实施例一中的盒体的结构示意图；

图5为本发明实施例一中的环形侧板的仰视图；

图6为本发明实施例一中的门板的结构示意图；

图7为本发明实施例一中的门板的仰视图；

图8为本发明实施例一中的开口关闭时门板与环形侧板的剖切示意图；

图9为本发明实施例一中的开口打开过程中的门板与环形侧板的剖切示意图；

图10为本发明实施例一中的开口关闭时主动齿轮、从动齿轮配合的结构示意图；

图11为图10中A部位的局部放大图；

图12为本发明实施例一中的主动齿轮、从动齿轮开始啮合时的结构示意图；

图13为图12中B部位的局部放大图；

图14为本发明实施例一中的开口打开时主动齿轮、从动齿轮配合的结构示意图；

图15为本发明实施例一中的主动齿轮的结构示意图；

图16为本发明实施例一中的活动齿的结构示意图；

图17为本发明实施例三中的门板的仰视图；

图18为本发明实施例二中的开口关闭时，门板与环形侧板的剖切示意图；

图19为本发明实施例二中的开口打开过程中的门板与环形侧板的剖切示意图。

图中：

1-盒体；11-开口；12-晶圆存放架；13-顶板；14-环形侧板；141-侧板本体；142-过渡板；143-开口板；15-底板；

2-门板；21-门板本体；22-驱动连接板；221-驱动连接片；222-驱动连接耳；223-轴承安装孔；23-轴承；24-上从动板；241-上连接片；242-上连接耳；

3-门板启闭机构；31-主动齿轮；311-钥匙插口；312-有齿部；313-无齿部；32-从动齿轮；33-凸起块；331-抵接圆弧面；34-拨片；341-拨片连接部；342-扇形本体；35-活动齿；351-活动齿杆；3511-环形凹槽；352-齿尖；

4-晶圆；

51-弹簧槽；52-活动齿槽；53-弹簧；

6-定位板；61-定位凸台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例一

参见附图1-3所示，本发明的一种晶圆盒，包括盒体1、门板2、门板启闭机构3，其中，盒体1的一侧设有开口11，盒体1内设有容腔，容腔内设有用于存放晶圆4的晶圆存放架12；门板2活动设置在盒体1的外侧，并能在门板启闭机构3的驱动下关闭或打开开口11。

具体的，参见附图4-5所示，盒体1呈中空柱形结构，其包括一体成型的顶板13、环形侧板14及底板15，其中，环形侧板14由侧板本体141、过渡板142及开口板143围绕而成。其中，过渡板142设置有两块，分别用以将侧板本体141的两端与开口板143的两端连接起来。在开口板143上开设有供晶圆4进出的开口11，且开口11的两端分别延伸至两块过渡板142的边缘处。侧板本体141、开口板143均呈圆弧形结构。

开口板143的内侧壁两端分别向过渡板142方向延伸以增强开口板143的强度，开口板143的外侧壁横截面所在的圆与侧板本体141的外侧壁横截面所在的圆呈偏心设置，且侧板本体141的外侧壁横截面所在的圆位于开口板143的外侧壁横截面所在的圆的内部。如图5所示，r是侧板本体141的外侧壁横截面所在的圆的半径，R是开口板143的外侧壁横截面所在的圆的半径，e是开口板143外侧壁横截面所在的圆的圆心与侧板本体141的外侧壁横截面所在的圆的圆心之间的距离，下述简称偏心距离（即两个圆心之间的距离）。

参见附图6-7所述，门板2包括一体成型的门板本体21、驱动连接板22，驱动连接板22位于盒体1的下方并与门板启闭机构3连接，门板本体21位于环形侧板14的外侧，其能在门板启闭机构3的驱动下沿环形侧板14的外侧壁移动以打开或关闭开口板143上的开口11。具体的，门板本体21呈圆弧形结构，门板本体21的内侧壁与开口板143的外侧壁形状相匹配且同心设置，门板本体21的外侧壁横截面所在的圆与侧板本体141外侧壁横截面所在的圆同心设置，以使门板本体21的内侧壁、外侧壁呈偏心设置，且偏心距离与开口板143的外侧壁、侧板本体141的外侧壁之间的偏心距离相同。图7中，M是门板本体21外侧壁横截面所在的圆的半径。

在本实施例中，门板本体21是以侧板本体141所在的轴心线为旋转轴心线的，且当开口11处于关闭状态时，门板本体21能抵接在一侧的过渡板142上，并对另一侧的过渡板142产生挤压。

参见附图8-9所示，图中的逆时针方向为门板本体21开门的方向，在图8中，开口11处于关闭状态，由于门板本体21内侧壁、开口板143外侧壁均与侧板本体141偏心设置（图8中，门板本体21内侧壁、开口板143外侧壁圆心相同，且其圆心位于侧板本体141外侧壁的圆心的左侧），而门板本体21又是以侧板本体141所在的圆心进行旋转的，即门板本体21内侧壁的运动轨迹与开口板143的外侧壁所在的圆是偏离的，通过对偏心距离的调节，可使开口11处于关闭状态时，门板本体21的内侧壁能正好抵接到右侧的过渡板142上，并能轻微挤压在左侧的过渡板142上；当打开开口11时，如图9所述，门板本体21逆时针转动，门板本体21的内侧壁沿其相应的运动轨迹开始转动，门板本体21的内侧壁与左侧的过渡板142瞬间分离，而门板本体21的内侧壁与右侧的过渡板逐渐分离。由于门板本体21内侧壁的运动轨迹与开口板143外侧壁所在的圆在右侧的过渡板142附近是有交叉的，因此，在门板本体刚开始转动时，门板本体21内侧壁是挤压在右侧的过渡板142上的，当门板本体21内侧壁移动至其运动轨迹逐渐偏离开口板143外侧壁所在的圆时，门板本体21就会与右侧的过渡板142分离开来，此后也不会再与过渡板142及侧板本体141接触摩擦，也就是说门板本体21与过渡板142及侧板本体141之间能保持一定的间距，进而大大降低了因开门过程中的持续摩擦导致的颗粒的增多，提高了洁净度；同样在关闭开口11时，门板本体21只会在快关闭时才会与右侧的过渡板142接触摩擦，在门板本体完全关闭的一瞬间，门板本体21会对左侧的过渡板142形成轻微挤压，并正好抵接到右侧的过渡板142上，以提高密封效果。

需要注意的是，若门板本体21（及开口板143）与侧板本体141同心设置，在门板本体21启闭的过程中，门板本体21是始终与右侧的过渡板142接触摩擦的，长此以往，不仅容易产生颗粒，而且因长期摩擦导致的过渡板142的磨损，会造成门板本体21无法密封开口11。因此，本实施例将门板本体21（及开口板143）设置为与侧板本体141偏心是能够有效减少门板本体21与过渡板142之间的摩擦的，进而在降低颗粒产生的同时，提高密封性能的。此外，本实施例中，为了实现偏心设置的侧板本体141与开口板143的衔接，两块过渡板142的宽度是不一样的，且靠近门板本体21打开方向一侧的过渡板142较窄。

在本实施例中，将门板本体21外侧壁设置为与侧板本体141外侧壁同心则能够使得门板本体21在转动过程中，门板本体21外侧壁与侧板本体141外侧壁间距相同，有效减少门板本体21开闭过程中，门板本体21的外侧壁所占用的空间，使得晶圆盒整体占用空间更加紧凑。

示例性地，为了提高开口11关闭时的密封性，在开口11四周还布设有密封条。

在一示例中，参见附图6所示，驱动连接板22包括呈圆弧形结构的驱动连接片221，且驱动连接片221的外弧面、内弧面同心设置。具体的，驱动连接片221的外弧面与门板本体21的下端部一体成型，且其外弧面所在的圆与门板本体21的外侧壁横截面所在的圆位于同一轴心线上。在驱动连接片221的内弧面上一体设置有用于连接门板启闭机构3的驱动连接耳222，驱动连接耳222呈圆柱形结构，其中心处开设有与门板本体21外侧壁所在的轴心线同轴设置的轴承安装孔223。在轴承安装孔223内安装有用以降低驱动连接耳222转动摩擦的轴承23，且轴承23对应的轴承安装轴固接在盒体1底部的底板15上。这样设置使得驱动连接耳222能带动门板本体21做以侧板本体141外侧壁所在的轴心线为旋转轴心线的旋转运动，以保证在门板本体21转动时，减少门板本体21与过渡板142的碰擦。

在一示例中，参见附图10所示，门板启闭机构3包括能啮合传动的主动齿轮31、从动齿轮32。主动齿轮31可转动地安装在盒体1底部的底板15上，其上设有供驱动源（驱动源通常为晶圆加载机上的驱动装置）驱动的钥匙插口311。从动齿轮32套装在轴承23对应的轴承安装轴上，并通过螺钉同轴固接在驱动连接片221的驱动连接耳222上。通过主动齿轮31与从动齿轮32的配合实现了驱动连接板22的转动，进而实现了门板本体21沿环形侧板14的移动。

由于主动齿轮31与从动齿轮32的啮合传动，会有至少一个齿宽的误差，导致难以驱动门板本体21移动至完全关闭开口11的位置。因此，在一示例中，门板启闭机构3增设了微移组件，用以在门板本体21即将关闭开口11时，取消主动齿轮31与从动齿轮32的啮合传动，并改用微移组件驱动门板本体21完全关闭开口11。

具体的，微移组件包括配合使用的凸起块33、拨片34，其中，凸起块33一体设置在驱动连接耳222的外壁上，其一侧设有供拨片34抵接的抵接圆弧面331。拨片34同轴设置在主动齿轮31上，并能随主动齿轮31同步转动。且当主动齿轮31安装到底板15上时，拨片34与凸起块33位于同一高度。拨片34包括固接在主动齿轮31上的拨片连接部341，拨片连接部341的一侧一体设置有呈扇形结构且与主动齿轮31同轴设置的扇形本体342，且扇形本体342的外弧面能与抵接圆弧面331相切。且当扇形本体342的外弧面与抵接圆弧面331相切时，将门板2调节至完全关闭开口11的位置。

在一示例中，扇形本体342的外弧面所对应的半径与抵接圆弧面331所对应的半径相同。

为了配合拨片34的动作，参见附图15所示，将主动齿轮31设置为非全齿的齿轮，即主动齿轮31的外壁上由有齿部312、无齿部313组成，且有齿部312能与从动齿轮32啮合，无齿部313不能与从动齿轮32啮合。安装时，将拨片34的扇形本体342朝向无齿部313的一侧，且使扇形本体342位于无齿部313与有齿部312交界的两个端点之间。

参见附图10-11所示，初始状态下，门板本体21完全关闭开口11，扇形本体342的外弧面与凸起块33的抵接圆弧面331相切，主动齿轮31的无齿部313对准从动齿轮32（此时，主动齿轮31与从动齿轮32处于不啮合的状态）；晶圆加载机的驱动装置驱动主动齿轮31逆时针转动，并带动拨片34同步转动，扇形本体342的外弧面向远离抵接圆弧面331的方向移动，此时，从动齿轮32不动，门板2、凸起块均保持静止状态；参见附图12-13所示，随着主动齿轮31的继续转动，主动齿轮31的有齿部312开始对准从动齿轮32，并与从动齿轮32进入啮合状态，进而带动从动齿轮32同步转动，门板2随之转动并开始打开开口11，此时，凸起块33随门板2转动至拨片34的非工作区域（参见附图14所示）；当门板2自打开状态开始关闭时，晶圆加载机的驱动装置驱动主动齿轮31顺时针转动，拨片34随之转动，此时，由于主动齿轮31的有齿部312与从动齿轮32处于啮合状态，从动齿轮32能随之转动，凸起块33随之转动，并带动门板2朝关闭开口11的方向移动，直至主动齿轮31的无齿部313转动至靠近从动齿轮32的一侧，使得主动齿轮31与从动齿轮32脱离啮合，此时，从动齿轮32、门板2停止转动，而凸起块33已经随门板2转动至拨片34的工作区域内；随着主动齿轮31的继续转动，拨片34（扇形本体342的侧壁与其外弧面的交界处）能抵接到凸起块33的抵接圆弧面331上并推动凸起块33转动，进而带动门板2继续向封闭开口11的方向移动，直至扇形本体342的外弧面与凸起块33的抵接圆弧面331相切，此时，门板2已经完全关闭开口11，且扇形本体342也无法再推动凸起块33转动。且当对门板2施加开门的力时，由于扇形本体342的外弧面与凸起块33的抵接圆弧面331相切，凸起块33的抵接圆弧面331只会对扇形本体342的外弧面形成沿主动齿轮31径向方向上的力，因此，也无法驱动主动齿轮31转动，而凸起块33又由于被拨片34顶住无法转动，进而保证门板2对开口11完全关闭时的稳定性。

为了避免在门板启闭机构3驱动的过程中，主动齿轮31的无齿部313因多圈旋转导致的多次朝向从动齿轮32，造成从动齿轮32的频繁脱齿，进而导致动力损耗的问题，在一示例中，将主动齿轮31的径向尺寸设置为小于从动齿轮32的径向尺寸，并使开口11的启闭动作能在主动齿轮31的单圈转动下即可完成。

在一示例中，为了避免主动齿轮31的有齿部312与从动齿轮32刚开始啮合时，由于主动齿轮312的齿顶与从动齿轮32的齿顶相对而造成主动齿轮31与从动齿轮32互相挤压导致卡死的现象，可将有齿部312的起始齿设置为能沿主动齿轮31径向伸缩的活动齿35。

具体的，参见附图15所示，在主动齿轮31上，沿有齿部312的起始端（起始端是指有齿部312最先与从动齿轮32啮合的一端）所在的径向上依次设置弹簧槽51、活动齿槽52，且弹簧槽51位于靠近主动齿轮31轴心的一侧，位于弹簧槽51、活动齿槽52之间的主动齿轮31上还设有用于连通弹簧槽51、活动齿槽52的限位通孔。限位通孔内设置能在弹簧53作用下沿主动齿轮31的径向伸缩的活动齿35。具体的，参见附图16所示，活动齿35包括穿设在限位通孔内的活动齿杆351，活动齿杆351的一端延伸进弹簧槽51内，另一端延伸至有齿部312处并形成能与从动齿轮32啮合的齿尖352。弹簧53沿主动齿轮31的径向布设在弹簧槽51内，其一端抵接在弹簧槽51的槽底处，另一端抵接在活动齿杆351上，当弹簧53处于自然状态时，活动齿杆351与弹簧槽51的槽底之间留有间隙。示例性地，在活动齿杆351的侧壁上开设有环形凹槽3511，弹簧53套设在活动齿杆351上，且其一端抵接在环形凹槽3511内。通过限位通孔的设置能限定活动齿35的移动方向，通过将弹簧53套设在活动齿杆351上能对弹簧53的移动进行导向。

当主动齿轮31的有齿部312的起始端与从动齿轮32开始啮合时，活动齿35的齿尖352受从动齿轮32的齿顶挤压而被迫缩回，活动齿杆351随之沿限位通孔向弹簧槽51的方向移动，并带动弹簧53压缩，直至在主动齿轮31的转动下，活动齿35的齿尖352脱离从动齿轮32，此时，由于弹簧53的回弹力带动活动齿35归位，主动齿31的有齿部312与从动齿轮进入啮合状态。

在一示例中，为了保证门板2移动的稳定性，参见附图3所示，在门板2的上端还设置有位于顶板13上端的上从动板24，且上从动板24通过轴承组件与顶板13连接。具体的，上从动板24的结构可参照驱动连接板22的结构，其包括呈圆弧形结构的上连接片241，且上连接片241的外弧面、内弧面同心设置。在上连接片241的内弧面上一体设置有上连接耳242，上连接耳242的轴心处开设有与门板本体21外侧壁所在的轴心线同轴设置的轴承安装孔，以使上连接耳242与驱动连接耳222的转动轴心线重合。轴承组件包括穿设在轴承安装孔上的轴承安装轴，且轴承安装轴的下端固接在顶板13上，且轴承安装轴与轴承安装孔之间安装有轴承。当驱动连接板22在门板启闭机构3驱动下带动门板2转动时，上从动板24能沿着对应的轴承安装轴转动。通过与驱动连接板22对应设置的上从动板24能保证门板2转动过程中的门板本体21上、下端受力相平衡，且能对门板本体21的上、下端进行限位，进一步提高门板2转动的稳定性。

在一示例中，参见附图1-2所示，上从动板24的上方还设有便于识别门板关闭位置的定位板6，定位板6活动套装在顶板13上的轴承安装轴的顶部，且其侧面通过多个螺钉与上从动板24固接。将定位板6设置为圆形结构，且定位板6的径向尺寸设置为大于门板本体21外侧壁的径向尺寸。在定位板6的侧壁上还对称设置有定位凸台61，且当开口11处于完全关闭状态时，定位板6上的定位凸台61能分别对准侧板本体141与过渡板142的交界处；当门板2转动时，定位板6能沿着轴承安装轴作同步转动。通过定位板6及定位凸台61的设置能直观地观察出是否门板2完全封闭住开口11。

本实施例的工作过程如下：

参见附图10-11所示，初始状态下，门板本体21完全关闭开口11，扇形本体342的外弧面与凸起块33的抵接圆弧面331相切，主动齿轮31的无齿部313对准从动齿轮32（此时，主动齿轮31与从动齿轮32处于不啮合的状态）；晶圆加载机的驱动装置驱动主动齿轮31逆时针转动，并带动拨片34同步转动，扇形本体342的外弧面向远离抵接圆弧面331的方向移动，此时，从动齿轮32不动，门板2、凸起块均保持静止状态；

参见附图12-13所示，随着主动齿轮31的继续转动，主动齿轮31的有齿部312的起始端开始对准从动齿轮32，活动齿35的齿尖352受从动齿轮32的齿顶挤压而被迫缩回，活动齿杆351随之沿限位通孔向弹簧槽51的方向移动，并带动弹簧53压缩，直至在主动齿轮31的转动下，活动齿35的齿尖352脱离从动齿轮32，此时，由于弹簧53的回弹力带动活动齿35归位，主动齿31的有齿部312与从动齿轮进入啮合状态，进而带动从动齿轮32同步转动，门板2随之转动并开始打开开口11，此时，凸起块33随门板2转动至拨片34的非工作区域（参见附图14所示）；

当门板2自打开状态开始关闭时，晶圆加载机的驱动装置驱动主动齿轮31顺时针转动，拨片34随之转动，此时，由于主动齿轮31的有齿部312与从动齿轮32处于啮合状态，从动齿轮32能随之转动，凸起块33随之转动，并带动门板2朝关闭开口11的方向移动，直至主动齿轮31的无齿部313转动至靠近从动齿轮32的一侧，使得主动齿轮31与从动齿轮32脱离啮合，此时，从动齿轮32、门板2停止转动，而凸起块33已经随门板2转动至拨片34的工作区域内；

随着主动齿轮31的继续转动，拨片34（扇形本体342的侧壁与其外弧面的交界处）能抵接到凸起块33的抵接圆弧面331上并推动凸起块33转动，进而带动门板2继续向封闭开口11的方向移动，直至扇形本体342的外弧面与凸起块33的抵接圆弧面331相切，此时，门板2已经完全关闭开口11，且扇形本体342也无法再推动凸起块33转动。且当对门板2施加开门的力时，由于扇形本体342的外弧面与凸起块33的抵接圆弧面331相切，凸起块33的抵接圆弧面331只会对扇形本体342的外弧面形成沿主动齿轮31径向方向上的力，因此，也无法驱动主动齿轮31转动，而凸起块33又由于被拨片34顶住无法转动，进而保证门板2对开口11完全关闭时的稳定性。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：门板本体厚度不同，且门板本体21旋转轴心线不同。

参见附图17-19所示，门板本体21呈圆弧形结构，门板本体21的内侧壁与开口板143外侧壁形状匹配且呈偏心设置，并使门板本体21贴合在开口板143上时，门板本体21能刚好抵接在一侧的过渡板142上，并对另一侧的过渡板142产生挤压。这样设置使得门板本体21、开口板143、侧板本体141横截面所在的圆的圆心位置均不相同。

在本实施例中，门板本体21以门板本体21内侧壁所在的轴心线为旋转轴心线。相应的，上连接耳242、驱动连接耳222上的轴承安装孔均与门板本体21内侧壁所在的轴心线同轴设置，以保证上连接耳242、驱动连接耳222的旋转轴心线与门板本体21的旋转轴心线相同。

具体的，如图18所示，当开口11处于关闭状态，门板本体21的内侧壁能正好抵接到右侧的过渡板142上，并能轻微挤压在左侧的过渡板142上；如图19所示，当打开开口11时，门板本体21以其内侧壁所在的圆心为旋转中心进行逆时针旋转，由于门板本体21的内侧壁与开口板143的外侧壁呈偏心设置，即门板本体21内侧壁的运动轨迹是与开口板143的外侧壁所在的圆相偏离的，在门板本体21刚开始转动时，门板本体21内侧壁就能与两侧过渡板142瞬间分离，此后在开口11打开的过程中，门板本体21内侧壁都不会接触到过渡板142及侧板本体141，即在开口11打开的整个过程中，门板本体21与过渡板142、侧板本体141之间均能保持一定的间距，进而避免摩擦，减少了粒子的产生；同样，在开口11关闭时，即门板本体21顺时针转动时，门板本体21的内侧壁的左侧会逐渐贴近左侧的过渡板，且门板本体21的内侧壁的运动轨迹会逐渐靠近开口板143所在的圆；当门板本体21的内侧壁接触到左侧过渡板142时，门板本体21能对左侧的过渡板142形成挤压，此时，门板本体的右侧正好与右侧的过渡板142贴合，以形成密封。

在一些示例中，门板本体21的内侧壁与开口板143的外侧壁形状相匹配，且门板本体21的外侧壁与其内侧壁同心设置，即门板本体21的厚度是均匀的。通过门板本体外侧壁与其内侧壁同心设置以使门板本体的厚度是均匀的，能有效降低门板本体的加工难度。需要注意的是，对开口启闭效果起作用的是门板本体21内侧壁的形状，因此，门板本体21外侧壁的形状可根据实际设计需求进行相应的调整。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (20)

1.一种晶圆盒，其特征在于：包括盒体、门板及门板启闭机构，所述盒体的一侧设有开口，所述门板能在所述门板启闭机构的驱动下关闭或打开所述开口；

所述盒体包括位于其侧面的环形侧板，所述环形侧板由侧板本体、过渡板及开口板围绕而成，其中，所述过渡板设置有两块，分别用以将所述侧板本体的两端与所述开口板的两端连接起来；所述侧板本体外侧壁横截面所在的圆与所述开口板外侧壁横截面所在的圆呈偏心设置，且所述侧板本体的外侧壁横截面所在的圆位于所述开口板的外侧壁横截面所在的圆的内部；所述门板包括能沿环形侧板移动的门板本体，所述门板本体的内侧壁与所述开口板的外侧壁形状匹配；且所述门板本体内侧壁的运动轨迹与所述开口板外侧壁所在的圆是偏心的。

2.根据权利要求1所述的晶圆盒，其特征在于，当开口处于关闭状态时，一个所述过渡板抵接在所述门板本体内侧壁上，另一个所述过渡板挤压在所述门板本体内侧壁上；且所述门板本体的内侧壁横截面所在的圆与所述开口板外侧壁横截面所在的圆呈同心设置，所述门板本体以所述侧板本体外侧壁所在的轴心线为旋转轴心线。

3.根据权利要求1所述的晶圆盒，其特征在于，当开口处于关闭状态时，一个所述过渡板抵接在所述门板本体内侧壁上，另一个所述过渡板挤压在所述门板本体内侧壁上；且所述门板本体的内侧壁横截面所在的圆与所述开口板外侧壁横截面所在的圆呈偏心设置；所述门板本体以所述门板本体内侧壁所在的轴心线为旋转轴心线。

4.根据权利要求2或3所述的晶圆盒，其特征在于，所述门板还包括位于所述盒体底部的驱动连接板，所述驱动连接板包括呈圆弧形结构的驱动连接片，所述驱动连接片的外弧面与所述门板本体连接，内弧面设有驱动连接耳，所述驱动连接耳转动设置在所述盒体底部，并与所述门板启闭机构连接。

5.根据权利要求4所述的晶圆盒，其特征在于，所述驱动连接耳的旋转轴心线与所述门板本体的旋转轴心线重合。

6.根据权利要求5所述的晶圆盒，其特征在于，所述门板启闭机构包括能啮合传动的主动齿轮、从动齿轮，所述主动齿轮转动设置在所述盒体底部，所述从动齿轮固接在所述驱动连接耳上。

7.根据权利要求6所述的晶圆盒，其特征在于，所述门板启闭机构还包括微移组件，所述微移组件包括配合使用的凸起块、拨片，所述凸起块一体设置在所述驱动连接耳的外壁上；所述拨片同轴设置在所述主动齿轮上，并能推动所述凸起块移动。

8.根据权利要求7所述的晶圆盒，其特征在于，所述拨片包括固接在所述主动齿轮上的拨片连接部，所述拨片连接部的一侧一体设置有呈扇形结构的扇形本体；所述凸起块上设有供所述扇形本体抵接的抵接圆弧面，且所述抵接圆弧面能与所述扇形本体的外弧面相切。

9.根据权利要求8所述的晶圆盒，其特征在于，所述主动齿轮的外壁由有齿部、无齿部组成，且当所述拨片固接到所述主动齿轮上时，所述扇形本体朝向所述无齿部一侧。

10.根据权利要求9所述的晶圆盒，其特征在于，所述主动齿轮的径向尺寸小于所述从动齿轮的径向尺寸。

11.根据权利要求9所述的晶圆盒，其特征在于，所述有齿部的起始端设有能沿所述主动齿轮径向伸缩的活动齿。

12.根据权利要求11所述的晶圆盒，其特征在于，在所述主动齿轮上，沿所述有齿部的起始端所在的径向上依次设有弹簧槽、限位通孔、活动齿槽，所述限位通孔内活动穿设有与弹簧连接的所述活动齿。

13.根据权利要求12所述的晶圆盒，其特征在于，所述活动齿包括活动齿杆，所述活动齿杆的一端延伸进所述弹簧槽内，另一端延伸至所述有齿部处并形成能与所述从动齿轮啮合的齿尖。

14.根据权利要求13所述的晶圆盒，其特征在于，所述弹簧沿所述主动齿轮的径向布设在所述弹簧槽内，其一端抵接在所述弹簧槽内，另一端抵接在所述活动齿杆上；当所述弹簧处于自然状态时，所述活动齿杆与所述弹簧槽的槽底之间留有间隙。

15.根据权利要求13所述的晶圆盒，其特征在于，所述活动齿杆的侧壁上开设有环形凹槽，所述弹簧套设在所述活动齿杆上，且其一端抵接在所述环形凹槽内，另一端抵接在所述弹簧槽内。

16.根据权利要求5-15任一所述的晶圆盒，其特征在于，所述门板还包括固接在门板本体上端的上从动板，所述上从动板与所述盒体顶部转动连接，且所述从动板的旋转轴心线与所述门板本体的旋转轴心线重合。

17.根据权利要求16所述的晶圆盒，其特征在于，所述盒体顶部还设有与所述上从动板固接的定位板，所述定位板的侧壁上对称设置有便于识别所述门板封闭位置的定位凸台。

18.根据权利要求1所述的晶圆盒，其特征在于，所述开口的四周均布设有能抵接到所述门板本体内侧壁上的密封条。

19.根据权利要求2或3所述的晶圆盒，其特征在于，所述门板本体的外侧壁横截面所在的圆与所述侧板本体外侧壁横截面所在的圆同心设置。

20.根据权利要求2或3所述的晶圆盒，其特征在于，所述门板本体的外侧壁横截面所在的圆与所述门板本体的内侧壁横截面所在的圆同心设置。

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