DE19938142A1 - Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten - Google Patents
Behälter zur Aufnahme von PräzisionssubstratenInfo
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Abstract
Ein Behälter zur Aufnahme von mehreren in einer Linie angeordneten Wafern umfaßt: DOLLAR A - eine Tür (9), welche die offene Vorderseite des Behälterkörpers (1) freigeben und hermetisch verschließen kann; DOLLAR A - eine an der offenen Vorderseite vorgesehene Führungsanordnung (14) zur Führung und Positionierung der Tür beim Schließen derselben. Die Führungsanordnung (14) besteht aus einem ersten, zumindest am Unterteil der Behälteröffnung gebildeten abgeschrägten Führungsabschnitt (15), der allmählich nach außen zum distalen Ende hin verläuft, sowie einem zweiten abgeschrägten, zumindest am unteren Umfangsteil der Tür gebildeten, allmählich von der Innenseite zur Außenseite verlaufenden Führungsabschnitt (16), welcher beim Schließen der Tür mit dem ersten abgeschrägten Führungsteil in Kontakt kommt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten,
welcher zur Aufnahme und zum Schutz bei der Verarbeitung und beim Transport von Präzisi
onssubstraten, wie z. B. Aluminiumscheiben, Halbleiterwafern, Glasmaskensubstraten usw.
verwendet wird; die Erfindung betrifft insbesondere die Verbesserung von Boden, Türe und
Schließmechanismus eines Behälters zur Aufnahme von Präzisionssubstraten, der an ein Sy
stem mit einer standardisierten, im Herstellungsprozess für Halbleiterwafer verwendeten
Schnittstelle angekoppelt werden kann.
Herkömmliche Aufnahmebehälter für Präzisionssubstrate (ohne Abbildung) umfassen eine längli
chen Behälter zur Aufnahme mehrerer Halbleiterwafer (im folgenden nur als Wafer bezeich
net) in einer Linie, eine Hohltüre zum hermetischen Verschließen der offenen Vorderseite des
länglichen Behälters und ein Schließmittel, um die geschlossene Tür verriegelt zu halten.
Das Schließmittel läßt sich in zwei Typen einteilen, einen Typ mit Innenschloß und einen Typ
mit Außenschloß. Ein Schließmittel des Typs mit Innenschloß setzt sich zusammen aus meh
reren an der oberen und unteren Innenumfangsfläche der offenen Vorderseite des länglichen
Behälters mittels Einsenkung gebildeten Zuhaltungslöcher, mehreren zu diesen Zuhaltungslö
chern an der oberen und unteren Umfangsfläche der Türe komplementären durchbrochenen
Durchgangsöffnungen, einer axial im Zentrum innerhalb der Tür gehaltene drehbare Nocke,
die von einer von außen kommenden Vorrichtung in Drehung versetzt wird sowie einem
oberhalb und unterhalb angebrachten Paar von Riegelplatten mit einer Führungsnut, um mit
einigem Spiel mit einem entsprechenden Verbindungsstift auf der Oberfläche der drehbaren
Nocke an deren Außenumfang in Eingriff zu kommen. Eine Riegelplatte besteht jeweils aus
Metall, so daß sie über eine hohe Festigkeit verfügt und weist eine am distalen Ende ange
brachte, zum Durchtritt durch die Durchgangsöffnung vorgesehene Zuhaltung auf, um mit
dem dazu passenden Zuhaltungsloch in Eingriff zu kommen.
Im Vergleich dazu setzt sich ein Schließmittel vom Außenschloßtyp aus mehreren drehbar
am Außenumfang der offenen Vorderseite des länglichen Behälters ausgebildeten Kopp
lungssteilen und vielen an der Außenumfangsfläche der Tür gebildeten Vorsprüngen zusam
men. Diese vielen Kopplungsteile und Vorsprünge funktionieren so, daß sie bei geschlossener
Türe miteinander in Eingriff stehen.
Wenn in der obigen Anordnung Wafer aufgenommen, geschützt oder transportiert werden
müssen, wird der längliche Behälter zunächst nacheinander mit mehreren Wafern beschickt
und sodann die Tür an der offenen Vorderseite des länglichen Behälters hermetisch angesetzt.
Sodann wird die drehbare Nocke von der Türöffnungs-/-schließ-Vorrichtung einer nicht wie
dergegebenen Verarbeitungsmaschine in Schließrichtung gedreht, so daß sich jede Riegel
platte geradlinig bewegt und von der Innenposition innerhalb der Tür nach außen vorgescho
ben wird, wodurch die Zuhaltungen mit den Zuhaltungslöchern in Eingriff kommen, um die
Tür geschlossenen zu halten.
Müssen die aufgenommenen, geschützten oder transportierten Wafer weiterverarbeitet wer
den, dreht die Türöffnungs-/-schließ-Vorrichtung die drehbare Nocke zum Entriegeln in die
andere Richtung, so daß jede Riegelplatte geradlinig bewegt wird und von der Außenposition
nach Innen in die Tür zurückkehrt, wodurch sich die Zuhaltungen von den Zuhaltungslöchern
lösen, um so die Tür freizugeben. Kann dann die Tür wieder geöffnet werden, geschieht dies
mittels eines Vakuumsaugers oder auf andere Art. Daraufhin werden die Wafer nacheinander
von ganz unten entnommen, um so auf vorbestimmte Weise weiterverarbeitet zu werden.
Ein auf eine derartige Technik Bezug nehmender Stand der Technik wird in den japanischen
Offenlegungsschriften Hei 9 No. 88389 und Hei 8 No. 340043 sowie in den japanischen
Auslegeschriften Hei 4 No. 505234 und Hei 7 No. 504536 offenbart.
Herkömmliche Behälter zum Aufbewahren von Präzisionssubstraten waren so ausgestaltet,
daß die Tür nur auf der offenen Vorderseite des Kastens befestigt werden und nur abgenom
men werden konnte, ohne das Spiel der Tür infolge wiederholten Gebrauchs zu berücksichti
gen. Desweiteren ließ man die Verschiebung der Tür am Behälter infolge wiederholter Fehler
beim Betrieb der Weiterverarbeitungsmaschine sowie das Sichern der Tür bei deren Abnahme
unberücksichtigt. Wenn die Tür ein Spiel aufweist oder ungenau paßt stimmen jeweils Zu
haltungsloch, Durchführungsöffnung und Zuhaltung beim Aufsetzen der Tür nicht mehr mit
einander überein und erschweren so das Schließen der Tür oder verursachen einen Abrieb
zwischen der offenen Vorderseite des Behälters und der Türkante, was Verunreinigungen, wie
z. B. die Bildung von Schwebeteilchen, zur Folge hat.
Um eine größere Packungsdichte, eine reinere Struktur sowie eine bessere Produktivität von
Halbleiterschaltkreisen zu erreichen, wurde in jüngster Zeit ein Übereinkommen über die
Standardisierung großflächiger Wafer (300 mm Durchmesser) erreicht und intensive For
schungen und Entwicklungen in Gang gesetzt. Wird jedoch beispielsweise der Behälter zur
Aufnahme der Wafer nur einfach größer gemacht, dann treten die folgenden Probleme auf:
Wird der Behälter vergrößert, tritt zunächst das Risiko auf, daß sich die Riegelplatten beim Verschließen verziehen, so daß sich die völlig offene Vorderseite des Behälters nicht mehr gleichmäßig genug verschließen läßt. Desweiteren wurden herkömmlicherweise die Riegel platten aus Metall hergestellt, was beim Spülen der Tür eine Behinderung darstellte und das ernste Problem einer Kontamination der Wafer mit sich brachte.
Wird der Behälter vergrößert, tritt zunächst das Risiko auf, daß sich die Riegelplatten beim Verschließen verziehen, so daß sich die völlig offene Vorderseite des Behälters nicht mehr gleichmäßig genug verschließen läßt. Desweiteren wurden herkömmlicherweise die Riegel platten aus Metall hergestellt, was beim Spülen der Tür eine Behinderung darstellte und das ernste Problem einer Kontamination der Wafer mit sich brachte.
Die vorliegende Erfindung geht von den obigen Problemen aus. Die Aufgabe der vorliegen
den Erfindung besteht daher darin, einen Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten zur
Verfügung zu stellen, dessen Tür kein Spiel aufweist, wenn die von der Behälteröffnung ab
genommene Tür wieder an der Behälteröffnung besfestigt wird, das Schließen der Tür zu ver
einfachen und die Bildung von Verunreinigungen zu verhindern. Eine weitere Aufgabe der
Erfindung ist es, einen Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten zur Verfügung zu
stellen, bei welchem die Öffnung des Behälterkörpers genau verschlossen werden kann und
die Verunreinigung von Präzisionssubstraten selbst bei großräumigen Behältern verhindert
werden kann.
Zur Lösung der obigen Aufgabe stellt sich die Erfindung wie folgt dar:
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Behälter zur Aufnahme von Präzisionsinstrumenten: einen Behälterkörper mit einer Öffnung an der Stirn seite zur Aufnahme von Präzisionssubstraten; eine Tür, welche die Öffnung freigeben und hermetisch verschließen kann; und ein Führungsmittel zum Führen und Positionieren der Tür bezüglich der Behälterkörperöffnung beim Schließen der Tür.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Behälter zur Aufnahme von Präzisionsinstrumenten: einen Behälterkörper mit einer Öffnung an der Stirn seite zur Aufnahme von Präzisionssubstraten; eine Tür, welche die Öffnung freigeben und hermetisch verschließen kann; und ein Führungsmittel zum Führen und Positionieren der Tür bezüglich der Behälterkörperöffnung beim Schließen der Tür.
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist ein Behälter zur Aufnahme von Präzi
sionssubsraten mit den obigen Merkmalen der ersten Ausführungsform dadurch charakteri
siert, daß das Führungsmittel einen ersten zumindest am unteren Teil der Öffnung gebildeten,
allmählich nach außen zum distalen Ende hin schräg verlaufenden Führungsabschnitt aufweist
sowie einen zweiten, zumindest am unteren Teil des Umfangs der Tür gebildeten, allmählich
von der Innenseite der Tür zur Außenseite derselben schräg verlaufenden Führungsabschnitt,
wobei der zweite schräg verlaufende Führungsabschnitt beim Schließen der Tür mit dem er
sten schräg verlaufenden Führungsabschnitt in Kontakt kommt.
Nach einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Erfindung ist ein Behälter zur
Aufnahme von Präzisionssubstraten mit den obigen Merkmalen der ersten Ausführungsform
dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsmittel einen abgesenkten, zumindest entweder am
unteren Teil der Öffnung oder am unteren Türumfangsteil gebildeten Passungsabschnitt um
faßt, sowie einen zumindest am komplementären unteren Abschnitt entweder der Öffnung
oder des Türumfangs gebildeten vorspringenden Passungsteil, welcher sich beim Schließen
der Tür in den abgesenkten Passungsteil einpasst, und dadurch, daß die Kontaktfläche zwi
schen abgesenktem Passungsteil und vorspringendem Passungsteil von einem proximalen
Punkt mit größerer Nähe zur gegenüberliegenden Seite in Richtung auf die offene Seite hin
schräg auswärts verläuft.
Nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist ein Behälter zur Aufnahme von Präzi
sionssubsraten mit den obigen Merkmalen der ersten Ausführungsform dadurch charakteri
siert, daß das Führungsmittel einen ersten zumindest am unteren Teil der Öffnung gebildeten,
allmählich nach außen zum distalen Ende hin schräg verlaufenden Führungsabschnitt aufweist
sowie einen zweiten, zumindest am unteren Teil des Umfangs der Tür gebildeten, allmählich
von der Innenseite der Tür zur Außenseite derselben schräg verlaufenden Führungsabschnitt,
wobei der zweite schräg verlaufende Führungsabschnitt beim Schließen der Tür mit dem er
sten schräg verlaufenden Führungsabschnitt in Kontakt kommt, und ein entweder im ersten
oder zweiten schräg verlaufenden Führungsabschnitt federnd gelagertes reibungsminderndes
Element aufweist, welches beim Schließen der Tür in Presskontakt mit dem ersten oder zwei
ten schräg verlaufenden Führungsabschnitt kommt.
Gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung ist ein Behälter zur Aufnahme von Prä
zisionssubsraten mit den obigen Merkmalen der ersten Ausführungsform dadurch charakteri
siert, daß das Führungsmittel einen oder mehrere an der Umfangsaußenfläche der Öffnung
gebildete Führungsteile aufweist sowie einen oder mehrere plattenähnliche, an der Außenum
fangsseite der Tür gebildete vorspringende Abschnitte.
Gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Behälter zur
Aufnahme von Präzisionsinstrumenten: einen Behälterkörper mit einer Öffnung an seiner
Stirnseite zur Aufnahme von Präzisionssubstraten; eine im wesentlichen hohle Tür, welche
die Öffnung freigeben und hermetisch verschließen kann, sowie ein Schließmittel zum Befe
stigen der Tür in geschlossenem Zustand, wobei das Schließmittel ein auf der inneren Um
fangsseite der offenen Stirnseite des Behälterkörpers gebildetes Zuhaltungsloch, eine in der
Umfangsfläche der Tür vorgesehene Durchführungsöffnung, ein in die Tür eingefügtes und
von einer äußeren Zugangsöffnung in Drehung versetzbares Drehelement, ein durch Drehung
des Drehelements in Bewegung versetzbares, aus der Tür nach außen verschiebbares oder in
die Tür wieder einziehbares Schubübertragungselement, sowie ein beim Bewegen des
Schubübertragungselements nach außen durch die Zuführungsöffnung hinausragendes und in
das Zuhaltungloch passendes, beim Zurückziehen des Schubübertragungselements in die Zu
führungsöffnung zurückkehrendes Zuhaltungselement umfaßt.
Nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Behälter zur Aufnahme von
Präzisionssubsraten mit den Merkmalen der sechsten Ausführungsform weiterhin einen auf
dem Drehelement vorgesehenen Kopplungsvorsprung zum Ankoppeln des Schubübertragungs
elements an das Drehelement, um bei Drehung des Drehelements das Schubübertragungse
lement in lineare Bewegung zu versetzen, ein in der Tür vorgesehenes Führungsmittel zum
Führen des Schubübertragungselements sowie ein oder mehrere drehbare, an den Kontaktflä
chen zwischen dem Schubübertragungselement und dem Kopplungsvorsprung und/oder den
Kontaktflächen zwischen dem Schubübertragungselement und dem Führungsmittel ange
brachte Gleitrollen.
Nach einer achten Ausführungsform der Erfindung ist ein Behälter zur Aufnahme von Präzi
sionssubstraten mit den Merkmalen der sechsten Ausführungsform dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuhaltung einen ersten drehbar am distalen Ende des Schubübertragungselements
angebrachten Arm und einen zweiten gekrümmten, am distalen Ende des ersten Arms ange
brachten Arm umfaßt, und das distale Ende des zweiten Arms eine in das Zuhaltungsloch pas
sende Einsteckhalterung ausbildet, während das proximale Ende des zweiten Arms an einem
Punkt in der Nähe der Zuführungsöffnung in der Tür gelagert ist, so daß der zweite Arm be
züglich der Tür nach innen und außen drehbar ist.
Nach einer neunten Ausführungsform der Erfindung ist ein Behälter zur Aufnahme von Präzi
sionssubsraten mit den Merkmalen der sechsten Ausführungsform dadurch gekennzeichnet,
daß im Schließmittel zumindest das Zuhaltungselement, das Schubübertragungselement sowie
das Drehelement aus einem PEEK-Harz (Polyetheretherketon) gebildet sind.
Nach einer zehnten Ausführungsform der Erfindung ist ein Behälter zur Aufnahme von Präzi
sionssubsraten mit den Merkmalen der obigen siebten Ausführungsform dadurch gekenn
zeichnet, daß die Gleitrollen aus einem PEEK-Harz gebildet sind.
In den obigen Ausführungsformen entspricht die erste Ausführungsform einer ersten Lösung
der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe, während die zweite bis fünfte Ausführungs
form vorteilhafte Ausgestaltungen dieser ersten Lösung darstellen. Die sechste Ausführungs
form entspricht einer zweiten Lösung, während die siebente bis zehnte Ausführungsform
vorteilhafte Ausgestaltungen derselben darstellen. In der folgenden Beschreibung werden die
beiden Lösungen mit ihren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen als eigene Ausführungs
formen bezeichnet.
Der Behälter sowie die Tür der obigen Erfindung können als Formguß aus einem Harz, wie
z. B. Polcarbonat (PC), Acrylharz; Polybutylenterephthalat (PBT), PEEK (Polyetherether
keton), PEI (Polyetherimid), PES (Polethersulfon), Polpropyren (PP) u. a. gebildet sein. Es ist
auch möglich, falls erforderlich, eine antistatische Oberflächenbehandlung und/oder Färbung
vorzunehmen. Bei Verwendung von 300 mm Wafern kann die äußere Ausgestaltung des Be
hälterkörpers im wesentlichen nach den SEMI-Standards E 47.1-0097 und deren Änderungen
erfolgen. Beispiele für Präzisionssubstrate sind ein oder mehrere (z. B. 13 oder 25 Stück)
Aluminiumscheiben, Flüssigkristallzellen, Quarzglas, Halbleiter-Wafer (Silicon-Wafer u. a.),
Maskensubstrate usw., welche in der Herstellung auf den Gebieten Nachrichtenverkehr, Elek
trotechnik, Elektronik und Halbleitertechnik usw. verwendet werden. Sind die Präzisions
substrate Halbleiterwafer, umfassen sie auch großformatige Halbleiterwafer (z. B. 200 mm bis
300 mm oder darüber).
Es genügt, wenn der erste schräg verlaufende Führungsabschnitt zumindest im unteren Teil
der Öffnung des Behälterkörpers gebildet ist, er kann aber auch im oberen Teil, einem Sei
tenteil und/oder dem anderen Seitenteil der Öffnung des Behälterkörpers gebildet sein. Beim
zweiten schräg verlaufenden Führungsabschnitt genügt es, wenn er zumindest am unteren Teil
der Tür ausgebildet ist, er kann aber auch auf dem oberen Teil, einem Seitenteil und/oder dem
anderen Seitenteil der Tür ausgebildet sein. Die Drehelemente, Schubübertragungselemente,
Zuhaltungen und/oder Gleitrollen als Komponenten des Schließmittels können aus einem
Harz mit vorteilhafter Gleitfähigkeit und genügend großer Festigkeit gebildet sein. Beispiele
dafür sind Polyacetal-Harz, PEEK, Polycarbonat, PPS (Polyphenylensulfid), Polybutylen
terephthalat, PEI oder ein fluoriertes Harz u. a. Man kann auch verschiedene Arten von Harzen
verwenden, welche über eine Kombination mit fluorierten Harzen zum Zwecke der Gleitfä
higkeit modifiziert wurden. Desweitern kann man zu den obigen Harzen Füllmittel zusetzen,
wie z. B. Glasfasern, Glaskügelchen, Talk u. a., um die mechanische Festigkeit zu erhöhen.
Obige Harze lassen sich auch mit Metalleinlagen gießen.
Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung läßt sich die Tür, wenn sie hermetisch auf
die Öffnung des Behälterkörpers aufgesetzt wird, mittels des für den Behälterkörper und die
Tür vorgesehenen Führungsmittels so führen, daß sie bei genauer horizontaler und vertikaler
Positionierung dichtend abschließt.
Während der zweite schräg verlaufende Führungsabschnitt der Tür beim dichten Aufsetzen
derselben vom ersten schräg verlaufenden Führungsabschnitt des Behälterkörpers geführt
wird, werden die sich in Kontakt mit dem ersten oder zweiten schräg verlaufenden Führungs
abschnitt befindlichen Reibungsminderungselemente nach der vierten Ausführungsform der
Erfindung nach unten gedrückt und in die Tür oder den Behälterkörper vorgeschoben.
Beim Schließen des Schließmittels für die die Öffnung des Behälterkörpers abdeckende Tür
wird nach der sechsten Ausführungsform der Erfindung das Drehelement in eine Richtung
gedreht, so daß das Schubübertragungselement von seiner inneren Position innerhalb der Tür
nach außen vorgeschoben wird, wodurch die Zuhaltung in Bewegung versetzt wird. Die Zu
haltung dreht sich von ihrer Innenposition innerhalb der Tür nach außen, tritt so durch die
Durchführungsöffnung hindurch und kommt damit selbst mit dem Zuhaltungsloch in Eingriff,
um die Tür geschlossen zu halten.
Nach der siebten Ausführungsform der Erfindung sind drehbare Gleitrollen an den Kontakt
flächen zwischen dem Schubübertragungselement und den Kopplungsvorsprüngen und/oder
an den Kontaktflächen zwischen dem Schubübertragungselement und den Führungselementen
angeordnet, um den Abrieb zu verringern. Damit läßt sich die Bildung von Partikeln verrin
gern oder vermeiden, wenn der Behälterkörper und die Tür miteinander in Berührung kom
men.
Beim Schließen des Schließmittels dreht sich gemäß der achten Ausführungsform der Erfin
dung das Drehelemet in die eine Richtung, so daß das Schubübertragungselement von seiner
Innenposition innerhalb der Tür nach außen vorgeschoben wird, wodurch der erste Arm der
Zuhaltung in Bewegung versetzt wird. Der zweite Arm der Zuhaltung dreht sich von seiner
Innenposition in der Tür nach außen, wodurch die Einsteckhalterung durch die Durchgangs
öffnung vorgeschoben wird und mit dem Zuhaltungsloch in Eingriff kommt, um die Tür fest
verschlossen zu halten. Währenddessen kommt ungefähr auf einer Linie mit dem Schubüber
tragungselement die Einsteckhalterung des zweiten Arms mit dem Zuhaltungsloch in Eingriff.
Daher kann eine auf das Drehelement einwirkende von außen kommende Kraft erfolgreich auf
die Zuhaltung übertragen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht die Ausführungsform eines Behälters zur Aufnahme
von Präzisionssubstraten gemäß der ersten Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe.
Fig. 2 zeigt ein Schnittbild der Ausführungsform gemäß Fig. 1.
Fig. 3 zeigt in Vorderansicht die zweite Ausführungsform eines Behälters zur Aufnahme von
Präzisionssubstraten gemäß der ersten Lösung.
Fig. 4 zeigt ein Schnittbild der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 3.
Fig. 5 zeigt in perspektivischer Ansicht die zweite Ausführungsform eines Behälters zur
Aufnahme von Präzisionssubstraten gemäß der ersten Lösung.
Fig. 6 zeigt im Schnittbild die dritte Ausführungsform eines Behälters zur Aufnahme von
Präzisionssubstraten gemäß der ersten Lösung.
Fig. 7 ist eine Teilvergrößerung des Schnittbilds der Fig. 6.
Fig. 8 zeigt im Schnittbild die vierte Ausführungsform eines Behälters zur Aufnahme von
Präzisionssubstraten gemäß der ersten Lösung.
Fig. 9A und 9B sind Schnittbilder für die Seiten- bzw. Frontansicht einer weiteren
Ausführungsform eines Behälters zur Aufnahme von Präzisionssubstraten gemäß der
ersten Lösung.
Fig. 10 zeigt die Vorderansicht einer Ausführungsform für einen Behälter zur Aufnahme
von Präzisionssubstraten gemäß der zweiten Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe.
Fig. 11 zeigt die Vorderansicht einer Ausführungsform für einen Behälter zur Aufnahme
von Präzisionssubstraten gemäß der zweiten Lösung mit geöffneter Tür.
Fig. 12 zeigt ein Querschnittsbild längs der Linie XI-XI in Fig. 11.
Fig. 13 zeigt die Vorderansicht einer Ausführungsform für einen Behälter zur Aufnahme
von Präzisionssubstraten gemäß der zweiten Lösung mit geschlossener Tür.
Fig. 14 zeigt ein Querschnittsbild längs der Linie XIII-XIII in Fig. 13.
Fig. 15A und 15B zeigen eine Drehplatte in der Ausführungsform für einen Behälter zur
Aufnahme von Präzisionssubstraten gemäß der zweiten Lösung jeweils in Aufsicht
und im Querschnitt.
Fig. 16A und 16B zeigen eine weitere Drehplatte in der Ausführungsform für einen Be
hälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten gemäß der zweiten Lösung jeweils in
Aufsicht und im Querschnitt.
Fig. 17 zeigt im Querschnitt eine in die Drehplatte eingeführte Öffnungs-/Schließvorrichtung
einer Verarbeitungsmaschine.
Fig. 18 ist eine Teilvergrößerung des Schnittbilds einer Zuhaltung im geschlossenen Zustand
in der Ausführungsform für einen Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten
gemäß der zweiten Lösung.
Fig. 19 ist eine Teilvergrößerung des Schnittbilds einer Ausführungsform für einen
Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten gemäß der zweiten Lösung mit einer
Tür, einer Drehplatte, einer Schubübertragungsplatte, einem Führungsmittel und
einer Zuhaltung.
Fig. 20A und 20B zeigen eine Zuhaltung in der Ausführungsform für einen Behälter zur
Aufnahme von Präzisionssubstraten gemäß der zweiten Lösung jeweils in Aufsicht
und im Querschnitt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden im folgenden die Ausführungsformen der
ersten Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht
auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, enthält ein Behälter für Präzisionssubstrate. dieser Aus
führungsform einen Kasten 1 zur Aufnahme mehrerer (nicht gezeigter Wafer (z. B. 25 Stück))
in einer Linie, eine hohle Tür 9 zum hermetischen Verschließen der offenen Stirnseite des
Kastens, Führungsmittel 14 zum Führen und Positionieren der Tür 9 in der offenen Stirnseite
des Behälterkörpers beim Schließen der Tür 9 sowie Schließmittel 18 vom Typ eines Innen
schlosses, um nach dem Verschließen die Tür 9 verschlossen zu halten.
Der Kasten 1 ist als ein an der Stirnseite offenes kistenförmiges Formteil so ausgebildet, daß
er zur Inspektion der aufbewahrten Wafer einen zumindest in einem Teilbereich durchsichti
gen Abschnitt umfaßt, der aus einem Kunstharz, wie z. B. Polycarbonat, einer Harzverbindung
auf Basis von Polycarbonat usw., von niedrigem Gewicht und ausgezeichneter Formbarkeit
besteht. Dieser Kasten verfügt über genügend Festigkeit und Steifheit, um sich nicht zu ver
formen, wobei er eine Formbeständigkeit aufweist, welche den normalen Betrieb automati
scher Fördereinrichtungen, wie z. B. von Selbstlenkbeförderungsmitteln sicherstellt. In der
Mitte der Oberseite des Kastens 1 ist mittels Schraubbefestigung ein Flansch 2 für Roboter
angebracht. Dieser Roboterflansch 2 wird von einer (nicht gezeigten) Deckenförderanlage zur
Beförderung des Kastens 1 gehalten.
Wie in Fig. 2 gezeigt, sind eine Vielzahl zylindrischer Befestigungszapfen 3 mit vorbestimm
tem Abstand voneinander angeformt. An diesen Befestigungszapfen 3 ist eine ungefähr Y-
förmige Bodenplatte 4 mittels nicht wiedergegebener Halterungen oder dergl. abnehmbar an
gebracht. Vorn beidseitig und hinten einmal an der Bodenplatte 4 sind Positionierelemente 5
zum kinematischen Ankoppeln abnehmbar mittels einer Halterung angeordnet (siehe Fig. 1).
Die Zapfen können integral an der Bodenplatte angeformt sein. Ein Paar von Seitengriffen 6
zur manuellen Beförderung sind abnehmbar an beiden Außenseiten des Kastens 1 angebracht.
Wie zum Teil in Fig. 1 gezeigt, ist ein Paar von einander gegenüberstehender Säulen 7 ab
nehmbar oder integral angeformt an beiden inneren Seitenwänden des Kastens 1 aufrecht an
geordnet, während ein nicht wiedergegebener rückseitiger Halter notwendigerweise abnehm
bar in aufrechter Position an der inneren Rückseite des Kastens 1 angebracht ist. Die einander
gegenüberliegenden Flächen dieses Säulenpaares 7 und die Vorderseite des rückseitigen Hal
ters weisen eine Vielzahl von Auflageschlitzen 8 mit senkrecht angeordnetem U- oder V-
förmigem Querschnitt auf, so daß ein Auflageschlitz 8 jeweils den Rand eines Wafers hält.
Das so angeordnete Säulenpaar sowie der rückseitige Halter verhindern wirksam Vibrationen
der Vielzahl von Wafern, während diese in horizontaler Lage mit vorbestimmten Zwischenab
stand in vertikaler Richtung gehalten und aufgereiht sind.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, setzt sich die Tür 9 aus einer ungefähr kistenförmigen
Außenplatte 10 und einer Innenplatte 11 mit offener Vorderseite zusammen, wobei beide aus
dem gleichen Kunstharz wie der Kasten 1 gebildet sind. Die Außenplatte 10 wird über der
offenen Seite der Innenplatte 11 mittels Halterungen befestigt. Ein vorderseitiger Halter 12
mit V-förmigen Auflageschlitzen von ähnlicher Ausgestaltung wie die rückseitige Auflage
und dieser gegenüber angebracht ist in der Mitte der Innenplatte 11 angeordnet und abnehm
bar befestigt. Eine wie der Rahmen geformte Dichtung 13 ist abnehmbar mittels Vorsprüngen,
Nuten, usw. am Außenumfang der Innenplatte 11 befestigt.
Die Dichtung 13 wird aus einem thermoplastischen Elastomer gebildet, wie z. B. Polyolefinen
und Polyestern oder aus Fluorkautschuk, Silikonkautschuk usw. Alternativ wird vorzugsweise
eine Formmasse verwendet, welche geringere Mengen an organischen Verbindungen, welche
die Wafer kontaminieren, erzeugt und nach der in JIS K6301A definierten Meßmethode eine
Härte von 80 Grad aufweist.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, wird das Führungsmittel 14 aus ersten schräg verlaufen
den Führungsabschnitten 15 gebildet, die auf der oberen, unteren, linken und rechten Seite der
offenen Stirnseite des Kastens 1 abgeschrägt so ausgebildet sind, daß die Führungsflächen
graduell von innen, vom proximalen Ende her (linke Seite in Fig. 2), nach außen zum distalen
Ende (rechte Seite in Fig. 2) des Kastens hin verlaufen, und aus zweiten schräg verlaufenden,
auf der Außenumfangsseite der Tür 9 gebildeten Führungsabschnitten 16, die so abgeschrägt
sind, daß die Führungsflächen allmählich von der Innenseite der Innenplatte 11 zur Außen
seite der Außenplatte 10 der Tür 9 verlaufen. Die Führungsmittel 14 funktionieren dann so,
daß die zweiten schräg verlaufenden Führungsabschnitte 16 beim Schließen der Tür in Berüh
rung mit den ersten schräg verlaufenden Führungsabschnitten 15 kommen. Das proximale
Ende der ersten schräg verlaufenden Führungsabschnitte 15 dient als Dichtungsfläche 17, ge
gen welche die Dichtung 13 angedrückt wird, wenn sie beim Schließen der Tür zum Abdich
ten zusammengepreßt und deformiert wird.
Wie beispielhaft in Fig. 1 gezeigt, setzt sich das Schließmittel 18 zusammen aus mehreren in
die oberen und unteren schräg verlaufenden ersten Führungsabschnitte 15 der offenen Stirn
seite des Kastens 1 eingelassenen Zuhaltungslöchern 19, mehreren Durchführungsöffnungen
20, welche komplementär zu den mehreren Zuhaltungslöchern 19 in die oberen und unteren
zweiten schräg verlaufenden Führungsabschnitte 16 der Tür 9 eingelassen sind, einem Paar
drehbarer Nocken, welche mit ihrer Achse an den Innenwänden der Tür 9 befestigt sind und
über einen externen Zugang durch ein Schlüsselloch 21 in der Außenplatte 10 in Drehung
versetzt werden, sowie einem Paar oberhalb und unterhalb derselben angeordneter Riegel
platten mit jeweils einer Führungsnut zur Änderung der Schubrichtung, um mit gewissen
Spiel mit einem jeweils komplementär angeordneten Kopplungsstift am Außenumfang der
drehbaren Nocke in Eingriff zu kommen. Die Riegelplatten sind jeweils in rechtwinkliger
Form aus Metall oder Kunstharz gebildet mit einer am distalen Ende angebrachten Zuhaltung,
Welche durch die Durchführungsöffnung 20 hindurchtritt, um mit dem entsprechenden Zu
haltungsloch 19 in Eingriff zu kommen.
Werden Wafer in die obige Anordnung aufgenommen, dann wird der Kasten 1 zunächst mit
scheibenförmigen Wafern beschickt, welche darin mittels des rückseitigen Halters und den
beiden Säulen 7 in einer Linie ausgerichtet werden. Sodann wird die offene Stirnseite des Ka
stens 1, mit der Dichtung 13 dazwischen, mit der Tür 9 verschlossen, wobei der stirnseitige
Halter 12 an die Wafer anstößt. Bei diesem Zustand wird der Schließmechanismus 18 mittels
der Türöffnungs-/-schließ-Vorrichtung (Öffnungs-/Schließmechanismus) einer nicht gezeigten
Verarbeitungsmaschine verschlossen. In diesem Schritt wird die Tür 9 mit den ersten und
zweiten schräg verlaufenden Führungsabschnitten 15 und 16 an der oberen, unteren, linken
und rechten Seite so geführt, daß sich die Tür zur Abdichtung in horizontaler, vertikaler und
nach innen weisender Richtung mit hoher Genauigkeit positionieren läßt, ohne locker zu sit
zen oder seitlich abzuweichen. Anstatt über die gesamte Öffnung kann die Ausbildung der
ersten schräg verlaufende Fläche und der zu dieser komplementären zweiten schräg verlau
fenden Fläche auch nur an einer oder mehreren Stellen erfolgen.
Beim Schließvorgang mit dem Schließmittel 18 drehen sich die drehbaren Nocken jeweils
so, daß die Riegelplatten von ihrer Innenposition in der Tür 9 nach außen bewegt werden und
somit die Zuhaltungen der Riegelplatten durch die Durchführungsöffnungen 20 hindurchtreten
und mit den Zuhaltunglöchern in Eingriff kommen, wodurch die Tür 9 die offene Stirnseite
des Kastens 1 fest und hermetisch stabil abdichtet.
Da die ersten und zweiten schräg verlaufenden Führungsabschnitte 15 und 16 als Führung
dienen, wird durch den einfachen Aufbau der obigen Anordnung wirksam verhindert, daß sich
die Tür 9 auch bei wiederholtem Einsatz lockert oder ihre genaue Ausrichtung verliert. Ent
sprechend treten beim Anbringen der Tür 9 keine Schwierigkeiten auf, wie z. B. eine Paßun
genauigkeit zwischen dem Zuhaltungsloch 19, der Durchführungsöffnung 20 und der Zuhal
tung, ebensowenig wie ein Fehler beim Verschließen. Auch die Erzeugung kontaminierender
Stoffe, wie z. B. von Teilchen infolge von Reibung zwischen der offenen Stirnseite des Ka
stens 1 und der Kante der Tür 9, läßt sich wirkungsvoll vermeiden.
In den Fig. 3 bis 5 werden eine zweite Ausführungsform gemäß der ersten Lösung der
erfindungsgemäßen Aufgabe wiedergegeben. In diesem Fall umfaßt das Führungsmittel 14
eingelassene Passungsabschnitte 22 mit einem ungefähr U-förmigen Querschnitt, die jeweils in
der Mitte der oberen, unteren, linken und rechten Seite der offenen Stirnseite des Kastens 1
eingelassen sind sowie Passungsrippen 23 in Form eines jeweils in der Mitte der oberen, unte
ren, linken und rechten Umfangsseite der Tür 9 ausgebildeten Vorsprungs, so daß beim
Schließen der Tür 9 diese eingelassenen Passungsabschnitte 22 und Passungsrippen 23 mit
einander in Passungseingriff kommen.
Die eingelassenen Passungsabschnitte 22 und die Passungsrippen 23 sind ungefähr in keilarti
ger Trapezform ausgebildet, so daß die Kontaktflächen einen schrägen Verlauf nehmen oder
ihre Breite und Tiefe oder Höhe allmählich abnimmt oder von innen (linke Seite in Fig. 2)
nach außen zur offenen Stirnseite des Kastens 1 hin zunimmt (siehe Fig. 3 und 4). Eine Pas
sungsrippe weist jeweils eine Höhe von 0,1 bis 10 mm auf, vorzugsweise 0,3 bis 2 mm, und
eine Breite von 3 bis 100 mm, vorzugsweise 10 bis 50 mm. Die eingelassenen Abschnitte sind
jeweils komplementär zu diesen Abmessungen ausgebildet. Die anderen Ausgestaltungen sind
die gleichen wie in der ersten Ausführungsform und werden deshalb nicht wiederholt.
In der zweiten Ausführungsform sind die gleichen operativen Wirkungen wie in der ersten
Ausführungsform zu erwarten. Da beim Schließen der Tür 9 die eingelassenen Passungsab
schnitte 22 zusammen mit den Passungsrippen 23 zur Positionierung Passungen ausbilden,
liegt es auf der Hand, daß die Tür 9 mit noch größerer Präzision bezüglich ihrer horizontalen,
vertikalen und einwärts weisenden Ausrichtung verschlossen werden kann.
In obiger Ausführungsform ist der eingelassene Passungsabschnitt 22 mit annähernd U-
förmigem Querschnitt versehen, was die Erfindung jedoch nicht einschränkt. Der eingelassene
Passungsabschnitt 22 kann auch mit C-förmigem, rechtwinkligem oder halbkreisförmigem
Querschnitt ausgebildet und die Passungsrippe 23 dazu komplementär geformt sein. Die ein
gelassenen Passungsabschnitte 22 können in einer ersten Ausgestaltung in die ersten schräg
verlaufenden Flächen eingeformt sein und die Passungsrippen 23 in die zweiten schräg ver
laufenden Flächen. Obwohl die Ausgestaltung wiedeigegeben ist, wo die eingelassenen Pas
sungsabschnitte 22 an der offenen Stirnseite des Kastens 1 angeformt sind und die Passungs
rippen 23 an der Umfangsfläche der Tür 9, ist es auch möglich, die Passungsrippen 23 an der
offenen Stirnseite des Kastens 1 und die eingelassenen Passungsabschnitte 22 an der Um
fangsfläche der Tür 9 vorzusehen.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine dritte Ausführungsform der ersten Lösung der erfindungsge
mäßen Aufgabe. In diesem Falle umfaßt das Führungsmittel 14 erste schräg zulaufende Füh
rungsabschnitte 15, zweite schräg zulaufende Führungsabschnitte 16 und mehrere Preß
stifteinrichtungen 24. Diese Preßstifteinrichtungen 24 sind im zweiten schräg zulaufenden
Abschnitt 16 der Tür 9 verankert, so daß sie beim Schließen der Tür durch Anpressen in
Kontakt mit den ersten schräg zulaufenden Führungsabschnitten 15 kommen.
Die Preßstifteinrichtungen 24 weisen jeweils eine innen im Umfangsteil der Tür 9 verankerte
zylinderförmige Hülse 25 auf. In den Hülsen wird jeweils ein Stift 26 mit glatter, gekrümmter
Oberfläche federnd von einer Spiralfeder 27 gehalten, so daß sich der Stift nach innen und
außen bewegen kann. Ein Stift 26 wird jeweils von einer Spiralfeder 27 so gehalten, daß er bei
unverschlossener Tür über das Niveau des schräg zulaufenden Führungsteils 16 um etwa 0,1
bis 10 mm hinausragt. Die anderen Ausgestaltungen sind die gleichen wie bei der obigen er
sten Ausführungsform und werden deshalb nicht wiederholt.
Wird in obiger Ausgestaltung die Tür 9 dicht auf die offene Vorderseite des Kastens 1 mit
dazwischenliegender Dichtung aufgesetzt, kommt der Stift 26 der Preßstifteinrichtung 24 je
weils in Kontakt mit dem ersten schräg verlaufenden Führungsabschnitt 15 und wird nach
unten in das Gehäuse 25 als zweitem schräg verlaufenden Führungsabschnitt 16 gedrückt,
während er am ersten schräg verlaufenden Führungsabschnitt 15 entlanggleitet.
Auch für diese Ausführungsform kann man die gleichen operativen Wirkungen wie in den
obigen Ausführungsformen erwarten. Da die Stifte 26 mit den ersten schräg verlaufenden
Führungsabschnitten in Kontakt kommen, wird beim Positionieren der Tür zusätzlich die
Gleitbewegung verbessert und es ist offensichtlich, daß die Staubentwicklung deutlich ver
mindert und somit das Auftreten von Teilchen und anderen kontaminierenden Stoffen wir
kungsvoll unterbunden werden kann.
Fig. 8 zeigt eine vierte Ausführungsform der ersten Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe.
In diesem Falle weist das Führungsmittel 14 erste schräg verlaufende Abschnitte 15 auf,
zweite schräg verlaufende Abschnitte 16 und mehrere Rollenelemente 28. Diese Rollenele
mente sind in den zweiten schräg zulaufenden Führungsabschnitten 16 der Tür 9 eingelassen,
so daß sie beim Verschließen der Tür 9 in Presskontakt mit den ersten schräg verlaufenden
Führungsabschnitten 15 kommen.
Ein Rollenelement 26 weist jeweils eine innen im Umfangsteil der Tür 9 verankerte zylinder
förmige Ummantelung 29 auf. In einer Ummantelung befindet sich jeweils eine Spiralfeder
30, die mit ihrem vorderen Ende gegen eine von einem Führungsstift 32 gehaltene drehbare
Kugel 31 drückt, so daß sich die Kugel federnd auf und abbewegen kann. Die drehbare Kugel
31 wird jeweils von einer Spiralfeder 30 gehalten, so daß sie bei unverschlossener Tür über
das Niveau des zweiten schräg zulaufenden Führungsabschnitts 16 um ca. 0,1 bis 10 mm hin
ausragt. Die anderen Ausgestaltungen sind die gleichen wie in der obigen dritten Ausfüh
rungsform und werden daher nicht wiederholt.
Wird in obiger Ausgestaltung die Tür 9 dicht auf die offene Vorderseite des Kastens 1 mit
dazwischenliegender Dichtung aufgesetzt, kommt die drehbare Kugel 31 des Rollerelements
28 jeweils in Kontakt mit dem ersten schräg verlaufenden Führungsabschnitt 15 und wird
nach unten in das Gehäuse 25 als zweitem schräg verlaufenden Führungsabschnitt 16 ge
drückt, während sie entlang dem ersten abgeschrägten Führungsabschnitt 15 geführt wird.
Auch für diese Ausführungsform kann man die gleichen operativen Wirkungen wie in den
obigen Ausführungsformen erwarten. Da die drehbaren Kugeln 31 mit dem ersten schräg
verlaufenden Führungsabschnitt in Kontakt kommen, wird beim Positionieren der Tür die
Gleitbewegung zusätzlich verbessert und es ist offensichtlich, daß der Gleitwiderstand deut
lich vermindert und somit das Auftreten von Teilchen und anderen kontaminierenden Stoffen
wirkungsvoll unterbunden werden kann.
Obwohl in den obigen Ausführungsformen Ausgestaltungen beschrieben wurden, welche
Stifte 26 oder drehbare Kugeln 31 verwenden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese
beschränkt. Es können verfahrensmäßig auch andere Elemente als Stifte 26 und drehbare Ku
geln 31 zum Einsatz kommen, wenn nur die gleichen operativen Wirkungen damit erzielt
werden. Es ist auch möglich, verschiedene Arten von Federn, wie z. B. Blattfedern usw., ela
stische Gummiteile, flexible Kunststoffteile und dergl. anstelle der Spiralfedern 27 und 30 zu
verwenden. Obwohl Ausgestaltungen beschrieben wurden, in welchen die Preßstifteinrichtun
gen 24 oder die Rollerelemente 28 innen im Außenumfang der Tür 9 eingelassen sind, können
sie auch noch in die ersten schräg zulaufenden Führungsabschnitte 15 des Kastens 1 eingelas
sen sein.
In den obigen Ausführungsformen wurde eine Ausgestaltung beschrieben, in welcher ein Paar
von Riegelplatten mit jeweils einer Führungsnut vorgesehen ist, um mit gewissem Spiel mit
einem entsprechenden Kopplungsstift auf dem Außenumfang der Fläche der drehbaren Nocke
in Eingriff zu treten; es ist aber auch möglich, anstelle einer drehbaren Nocke eine drehbare
Scheibe ohne Nocke zu verwenden, welche auf der Oberfläche an ihrem Außenumfang ein
Paar von Kopplungsstiften aufweist, welche mit einem Paar von Riegelplatten mittels
schwenkbarer Stifte in Verbindung stehen kann. Alternativ dazu ist es auch möglich, als
Schließmittel 18 ein Schließmittel 18A gemäß der zweiten Lösung der erfindungsgemäßen
Aufgabe einzusetzen, welches weiter unten näher beschrieben wird. Ferner wurde in den obi
gen Ausführungsformen ein Schließmittel vom Typ eines Innenschlosses verwendet; die Er
findung ist jedoch nicht darauf beschränkt, so daß auch ein geignetes Schließmittel vom Typ
eines Außenschlosses zum Einsatz kommen kann. Ähnlich wie im Stand der Technik ist es
beispielsweise möglich, am Außenumfang der offenen Stirnseite des Kastens 1 drehbare Ein
griffselemente anzuordnen und auf der Umfangsfläche der Tür 9 mehrere herausstehende
Teile anzuformen.
Darüber hinaus ist es beispielsweise auch möglich, ein Schließmittel für die Tür 9 vorzusehen,
wie es in den Querschnittsbildern für die Seiten- und Vorderansicht gemäß der Fig. 9A
und 9B wiedergegeben ist. Bei dieser Ausgestaltung sind ein oder mehrere Führungsab
schnitte 60 auf der Außenwandung des Öffnungsrandes mit innenliegender Dichtungsfläche
17 angebracht, während ein oder mehrere plattenähnliche vorspringende Teile 61 an der Au
ßenplatte 10 der Tür 9 (den Außenumfangsseiten) an distalen Positionen komplementär zu
den Führungsabschnitten 60 so angeformt sind, daß beim Verschließen der Tür 9 die Füh
rungsabschnitte 60 mit den vorstehenden plattenähnlichen Teilen 61 in Eingriff kommen.
Im Folgenden werden die Ausführungsformen gemäß der zweiten Lösung der erfindungsge
mäßen Aufgabe unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Der Erfin
dungsgedanke für die zweite Lösung soll jedoch nicht nur auf die folgenden Ausführungsfor
men beschränkt sein.
Wie in den Fig. 10 bis 20 gezeigt, umfaßt das Schließmittel 18A vom Typ eines Innen
schlosses in einem Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten mehrere in der oberen
und unteren Innenumfangsfläche der offenen Vorderseite des Kastens 1 gebildete Zuhal
tungslöcher 19; mehrere an der oberen und unteren Umfangsfläche der Tür 9 gebildete Durch
führungsöffnungen 20, die den entsprechenden Zuhaltungslöchern 9 gegenüberliegen; ein
Paar jeweils axial in der Mitte der Innenwand der Tür 9 gelagerter und über einen äußeren
Zugang in Drehung versetztbarer Drehplatten 34; mehrere Schubübertragungsplatten 38, wel
che in Bezug auf die Tür 9 durch Drehung der entsprechenden Drehplatten 34 geradlinig nach
innen und außen verschiebbar sind; eine Führungsanordnung 46, um das Verschieben der
Schubübertragungsplatten 38 zu führen; sowie Zuhaltungselemente 51 aus Kunstharz, wobei
sich jedes Zuhaltungselement bei einer Auswärtsbewegung der Schubübertragungsplatten 38
aus der Durchführungsöffnung 20 herausbewegt und sich in das Zuhaltungsloch 29 einfügt
und bei einer Einwärtsbewegung der Schubübertragungsplatte 38 sich wieder in die Durchfüh
rungsöffnung 20 zurückzieht.
Der Kasten 1, das Führungsmittel 14 und die jeweiligen Zuhaltungslöcher sind die gleichen
wie in der Ausführungsform der ersten Lösung er erfindungsgemäßen Aufgabe, so daß sie
nicht mehr beschrieben werden. Die Tür 9 umfaßt gemäß den Fig. 12 oder 14 eine aus
dem gleichen Kunstharz wie der Kasten 1 gebildete Außenplatte 10 sowie eine ungefähr ki
stenförmige Innenplatte 11 mit offener Stirnseite. Die Außenplatte 10 wird mittels Halterun
gen über der offen Stirnseite der Innenplatte 11 befestigt. Links und rechts der Außenplatte 10
sind Schlüssellöcher 21 gebohrt, welche jeweils ein Befestigungselement 33 der Türöff
nungs/-schließ-Vorrichtung einer Verarbeitungsmachine aufnehmen (siehe Fig. 17). Ein stirn
seitiger Halter 12 ist in der Mitte der Innenplatte 12 abnehmbar angeordnet und befestigt. Ein
Dichtungselement 13 in Form des Rahmens ist abnehmbar am Außenumfang der Innenplatte
11 mittels Vorsprüngen, Nuten usw. befestigt.
Wie in den Fig. 15A und 15B oder 16A und 16B gezeigt, ist eine Drehplatte 34 jeweils
scheibenförmig unter Verwendung von Polyacetal-Harz, PEEK-Harz usw. ausgebildet mit
einer in der Mitte ihrer Außenfläche aufgesetzten zylindrischen Auskragung 35 für die Bedie
nung. Das durch das Schlüsselloch 21 hindurchgreifende Befestigungselement 33 ist zur Be
dienung abnehmbar in die Auskragung 35 eingepaßt (siehe Fig. 17). Ein Paar von Kopplungs
stiften 36 von zylindrischer Gestalt ist aufrecht jeweils nahe am Umfang einer Drehplatte 34
angeformt. Ein Kopplungsstift 36 weist jeweils eine gegebenenfalls darauf angebrachte zylin
drische Drehrolle 37 als Gleitrolle auf.
Die Verbindungspositionen sowie die Abmessungen für die Türöffnungs-/-schließ-Vor
richtung und die Drehplatten 34 werden je nach Größe des Kastens 1 jeweils durch SEMI-
Normen vorgegeben. Beispielsweise basieren die Normen für die Tür 9 für 300 mm Wafer auf
den SEMI-Normen E62.
Wie in den Fig. 10 bis 14 gezeigt, sind mehrere Schubübertragungsplatten 38 jeweils aus
einer im wesentlichen rechtwinkligen plattenähnlichen Form aus Polyacetal-Harz, PEEK-Harz
und dergl. gebildet und oben, unten, links und rechts in der Tür 9 verschiebbar angeordnet,
wobei ihre in Längsrichtung sich erstreckende Mittellinie durch die Mitte der entsprechenden
Drehplatte 34 verläuft. Bei einer Schubübertragungsplatte 38 ist das proximale Ende jeweils
in Form eines gebogenen Teils von nahezu halbkreisförmigem Zuschnitt ausgebildet, so daß
es in seitwärtiger Biegung verläuft und teilweise den Umfangsteil der Außenfläche der Dreh
platte 34 überdeckt. Dieser gebogene Abschnitt weist einen durchbohrten Führungsschlitz 39
auf, in welchen der Kopplungsstift 36 oder die Drehrolle 37 paßt.
Der Führungsschlitz 39 setzt sich zusammen aus einem ersten Führungsschlitzabschnitt 40
mit ungefähr gleichem Kurvenverlauf wie die Ortskurve des Kopplungsstiftes 36 und einem
zweiten Führungsschlitzabschnitt 41 mit einer größeren Kurvenkrümmung als die Ortskurve
des Führungsstifts 36 sowie einem Übergangsteil 42, der die ersten und zweiten Führungs
schlitzabschnitte 40 und 41 miteinander verbindet. Ein so ausgebildeter erster Führungs
schlitzabschnitt 40 funktioniert so, daß sich die Schubübertragungsplatte 38 in Bezug auf die
Tür 9 jeweils geradlinig nach innen und außen bewegt (in Fig. 10 in senkrechter Richtung).
Der zweite Führungsschlitzabschnitt 41 führt die Schubübertragungsplatte 38 so, daß sie sich
jeweils geradlinig längs eines Weges in räumlicher Richtung bewegt.
Eine Schubübertragungsplatte 38 weist jeweils mehrere oval geformte Führungsschlitze auf,
die in Längsrichtung in der Mitte mit Zwischenräumen von vorbestimmtem Abstand gebohrt
sind. Eine Schubübertragungsplatte 38 weist jeweils ein Paar von sowohl links als auch rechts
abstehenden Führungsstiften 44 auf. Ein Führungsstift 44 weist jeweils eine nötigenfalls daran
angebrachte zylindrische Drehrolle 45 als Gleitrolle auf (siehe Fig. 19).
Die Führungsanordnung 46 besteht aus mehreren aufrecht auf der Innenwand der Innenplatte
11 angeformeten und locker in die komplementären Führungsschlitze 43 eingepaßten Führun
gen 47 sowie einer zweiten Führung 49. Eine erste Führung 47 ist jeweils von zylindrischer
Form und weist als Gleitelement gegebenenfalls eine drehbar darauf angebrachte Drehrolle 48
auf. Die zweite Führung 49 weist mehrere Paare einander gegenüberliegender Führungen 50
auf, welche aus den einander gegenüberliegenden Innenflächen der Außen- und Innenplatten
10 und 11 herausragen. Ein Paar einander gegenüberliegender Führungen 50 hat jeweils ein
ander gegenüberliegende gekrümmte Flächen, um dazwischen den Führungsstift 44 oder die
Drehrolle 45 zu halten und die Schubübertragungsplatte 38 bei der linearen Auf- und Abbe
wegung so zu führen, daß sie in Bezug auf die Tür 9 rückwärts nach innen bewegt wird (in
Fig. 19 von links nach rechts), womit eine dreidimensionale Bewegung bewirkt wird.
Wie in den Fig. 18 bis 20A und 20B gezeigt, umfaßt das Zuhaltungselement 51 einen
drehbar an einem Stift am distalen Ende einer Schubübertragungsplatte 38 gelagerten ersten
Arm 52 sowie einen mit dem ersten Arm 52 eine integrale Einheit bildenden zweiten Arm 53,
der mit seinem proximalen Ende mit dem distalen Ende des ersten Arms 52 verbunden ist.
Der zweite Arm 53 ist mit seinem ungefähr im rechten Winkel zum ersten Arm ausgerichteten
distalen Ende L-förmig ausgebildet und weist an seinem distalen Ende eine in das Zuhal
tungsloch 19 passende Einsteckhalterung 54 auf. Eine zylindrische Drehrolle 55 (Gleitrolle),
welche in gleitendem Kontakt mit der Innenseite des Zuhaltungsloches 19 ist, ist an einem
Stift an der Einsteckhalterung 54 gelagert. Das proximale Ende des zweiten Arms 53 dreht
sich um einen Stift in der Nähe der Durchführungsöffnung 20 am Innenumfang der Tür 9,
damit sich der zweite Arm 53 oder das Zuhaltungselement 51 in Bezug auf die Tür 9 nach
innen und außen drehen kann. Die übrigen Ausgestaltungen sind die gleichen wie die der vor
herigen Ausführungsformen, so daß sie nicht mehr wiederholt werden.
Bei der Aufnahme der Wafer werden in obiger Anordnung zunächst scheibenförmige Wafer
in den Kasten 1 geladen und mit dem Säulenpaar 7 sowie mittels der passenden rückwärtigen
Halterung darin aufgereiht. Sodann wird die offene Vorderseite des Kastens 1 von der Tür 9
mit der Dichtung 13 dazwischen abgedeckt, wobei die stirnseitige Halterung 12 gegen die
Wafer gedrückt wird. In diesem Zustand wird der Schließmechanismus 18A von der Türöff
nungs-/-schließ-Vorrichtung einer Verarbeitungsmaschine geschlossen.
Hierzu wird das Befestigungselement 33 jeweils in die Auskragung einer Drehplatte 34 einge
führt, um die Drehplatte 34 um 90° im Uhrzeigersinn zu drehen. Diese Bewegung bewirkt,
daß eine Schubübertragungsplatte 38 jeweils geradlinig und im Raum von der Innenposition
innerhalb der Tür 9 nach außen vorgeschoben wird, während es entlang der Führungsanord
nung 36 geführt wird, so daß zunächst der Arm 52 ausgelenkt wird und sich sodann der zweite
Arm an seinem proximalen Ende nach außen dreht, um die Einsteckhalterung 54 aus der
Durchgangsöffnung 20 herauszuschieben. Dadurch kommen die Drehrollen 37 der Einsteck
halterung 54 mit den Zuhaltungslöchern 19 in Eingriff und passen sich ein, um die Tür 9 fest
geschlossen zu halten (siehe Fig. 13, 14 und 18).
In diesem Zustand paßt jeweils die Einsteckhalterung 54 vom zweiten Arm 53 in das Zuhal
tungsloch 19 und bildet mit diesem eine ungefähre Verlängerungslinie zur Schubübertra
gungsplatte 19, welche als Ausleger funktioniert (siehe Fig. 14). Daher wird die auf die Dreh
platte 34 ausgeübte Antriebskraft direkt und stoßfrei auf das Zuhaltungselement 51 übertra
gen. Die Einsteckhalterung 54 wird beim Drehen, ohne mit der Durchtrittsöffnung 20 in Be
rührung zu kommen, nach außen verschoben.
Sollen die aufgenommenen, aufbewahrten oder transportierten Wafer weiterverarbeitet wer
den, wird als nächstes das Schließmittel 18A von der Türöffnungs-/-schließ-Vorrichtung ent
riegelt. Dabei wird das Befestigungselement 33 jeweils in die Auskragung der Drehplatte 34
eingeführt, um die Drehplatte 34 um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Diese Be
wegung bewirkt, daß eine Schubübertragungsplatte 38 jeweils geradlinig und in räumlicher
Richtung von der Außenposition innerhalb der Tür 9 nach innen zurückkehrt, während es
längs der Führungsanordnung 46 geführt wird, so daß der Arm 52 für die Rückführung abge
lenkt und der zweite Arm 53 nach innen ins Innere der Tür 9 gedreht wird, um die Einsteck
halterung 54 in die Durchgangsöffnung 20 rückzuführen. Sodann kann die Tür 9 wieder abge
nommen werden (siehe Fig. 11 und 12). Während dieser Bewegung beim Drehen kehrt die
Einsteckhalterung 54 zurück, ohne die Durchführungsöffnung 20 zu berühren.
Wenn die Tür 9 dann wieder geöffnet werden kann, wird sie vom Kasten 1 mittels Vakuum
saugens oder anderer Verfahren entfernt. Sodann wird die Anzahl der Wafer nacheinander,
von ganz unten angefangen, aus dem Kasten 1 entnommen, so daß die Wafer in vorbestimm
ter Weise weiterverarbeitet werden können.
Da die Einsteckhalterungen 54 der zweiten Arme 53 zur Befestigung der Tür 9 ungefähr in
einer Linie mit der Schubübertragungsplatte angeordnet sind, ist es gemäß der obigen Ausge
staltung möglich, die Tür 9 im Vergleich mit herkömmlichen Ausführungsformen stabiler
und fester zu schließen. Daher läßt sich ein Verziehen der Schubübertragungsplatten 38 infol
ge lokaler Erhöhung der einwirkenden Kraft und damit die mit einem solchen Verziehen ein
hergehende Abnahme der effektiven Antriebskraft wirksam unterbinden. Als Ergebnis läßt
sich die offene Vorderseite des Kastens 1 effektiv über einen längeren Zeitraum gleichmäßig
abdichten. Da die Schubübertragungsplatte 38 aus einem hochfesten Kunstharz, wie bei
spielsweise PEEK usw., gebildet sein kann, benötigt man wenige oder gar keine Metallteile,
was dazu führt, daß für die Wafer während des Spülens usw. eine Kontamination mittels Me
tallionisierung vermieden werden kann.
Da Drehrollen 37, 45, 48 und 55 für die Kontaktbereiche vorgesehen sind, läßt sich der Rei
bungswiderstand deutlich herabsetzen, wodurch die Erzeugung von Harzpartikeln verhindert
wird. Desweiteren wird durch das Drehen des zweiten Arms 53 in der Nähe der Durchfüh
rungsöffnung 20 ermöglicht, die Tür so dünn wie möglich auszubilden.
Die Komponenten des Schließmittels 18A der obigen Ausführungsform lassen sich je nach
Anforderung variieren. In der obigen Ausführungsform wurde eine Drehplatte 34 mit einem
Paar von Kopplungsstiften 36 gezeigt, was die Erfindung jedoch nicht einschränken soll. Bei
spielsweise können ein Kurvengetriebe, ein Schraubengewinde, ein Zahnstangengetriebe, ein
Stangengetriebe oder dergl. ebenfalls zum Antrieb der Schubübertragungsplatten 38 einge
setzt werden. Sowohl auf der rechten als auch linken Seite einer Schubübertragungsplatte 38
sind jeweils aufrecht stehende Stifte 44 ausgebildet, doch ist es auch möglich, jeweils links
und rechts von einer Schubübertragungsplatte 38 Mitnehmer vorzusehen. Der zweite Arm 53
ist geeigneterweise in L-Form ausgebildet, es können aber aber auch andere gebogene For
men, wie z. B. eine J-Form verwendet werden, sofern sie nur die gleichen operativen Wirkun
gen hervorrufen.
In obiger Ausführungsform sind das distale Ende des ersten Arms 52 und das proximale Ende
des zweiten Arms 53 integral miteinander verbunden, es ist aber auch möglich, das distale
Ende des ersten Arms 52 drehbar mit dem zweiten Arm 53 zu verbinden, wenn nur die glei
chen operativen Wirkungen zu erwarten sind. In der obigen Ausführungsform wurde eine
Ausgestaltung gezeigt, in welcher die Einsteckhalterung 54 des zweiten Arms 53 eine
schwenkbare Drehrolle 55 aufweist, was jedoch die Erfindung nicht beschränken soll. Bei
spielsweise wird das distale Ende der Drehrolle 55 von einem elastischen Teil, wie z. B. einer
Feder, gehalten, so daß es in das innere der Tür zurückgezogen werden kann, wenn eine äuße
re Kraft darauf einwirkt. Die Drehrolle 55 ist so angeordnet, daß sie ca. 0,1 bis 10 mm, vor
zugsweise 0,3 bis 2 mm über die Umfangsfläche der Tür 9 hinausragt, so daß die Drehrolle 55
als Führung verwendet wird, wenn die Tür 9 an der offenen Vorderseite des Kastens 1 befe
stigt wird.
Wie anhand der ersten bis fünften Ausführungsform der Erfindung beschrieben, ist es mög
lich, ein Spiel der Tür zu vermeiden, wenn die von der Öffnung des Behälterkörpers entfernte
Tür erneut an der Öffnung des Behälterkörpers befestigt wird. Dies trägt dazu bei, daß ein
Fehler beim Schließen der Tür sowie eine mit dem Spiel einhergehende Bildung von Verun
reinigungen vermieden wird.
Gemäß den sechsten bis zehnten Ausführungsformen der Erfindung ist es möglich, die Öff
nung des Behälterkörper, selbst eines mit größeren Abmessungen, zweckdienlich zu ver
schließen. Desweiteren lassen sich auch Präzisionssubstrate vor Verunreinigungen wirksam
schützen.
Claims (10)
1. Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten mit
- 1. einem Behälterkörper (1) mit einer Öffnung an seiner Stirnseite zur Aufnahme von Präzisionssubstraten;
- 2. einer Tür (9), welche die Öffnung freigeben und hermetisch verschließen kann; und
- 3. einem Führungsmittel (14) zum Führen und Positionieren der Tür bezüglich der Öff nung des Behälterkörpers beim Schließen der Tür.
2. Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten nach Anspruch 1, in welchem das
Führungsmittel (14) einen ersten zumindest am unteren Teil der Öffnung gebildeten,
allmählich nach außen zum distalen Ende hin schräg verlaufenden Führungsabschnitt
(15) aufweist sowie einen zweiten, zumindest am unteren Teil des Umfangs der Tür
(9) gebildeten, allmählich von der Innenseite der Tür zur Außenseite derselben schräg
verlaufenden Führungsabschnitt (16), wobei der zweite schräg verlaufende Führungs
abschnitt (16) beim Schließen der Tür mit dem ersten schräg verlaufenden Führungs
abschnitt (15) in Kontakt kommt.
3. Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten nach Anspruch 1, in welchem das
Führungsmittel (14) einen abgesenkten, zumindest entweder am unteren Teil der Öff
nung oder am unteren Türumfangsteil gebildeten Passungsabschnitt (22) umfaßt, so
wie einen zumindest am komplementären unteren Abschnitt entweder der Öffnung
oder des Türumfangs gebildeten vorspringenden Passungsteil (23), welcher beim
Schließen der Tür in den abgesenkten Passungsteil einpasst, und dadurch, daß die
Kontaktfläche zwischen dem abgesenkten Passungsteil und dem vorspringenden Pas
sungsteil von einem proximalen Punkt mit größerer Nähe zur gegenüberliegenden
Seite in Richtung auf die offene Seite hin schräg auswärts verläuft.
4. Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten nach Anspruch 1, in welchem das
Führungsmittel (14) einen ersten zumindest am unteren Teil der Öffnung gebildeten,
allmählich nach außen zum distalen Ende hin schräg verlaufenden Führungsabschnitt
(15) aufweist sowie einen zweiten, zumindest am unteren Teil des Umfangs der Tür
(9) gebildeten, allmählich von der Innenseite der Tür zur Außenseite derselben schräg
verlaufenden Führungsabschnitt (16), wobei der zweite schräg verlaufende Führungs
abschnitt (16) beim Schließen der Tür mit dem ersten schräg verlaufenden Führungs
abschnitt (15) in Kontakt kommt, und ein entweder im ersten oder zweiten schräg
verlaufenden Führungsabschnitt federnd gelagertes reibungsminderndes Element (24,
28) aufweist, welches beim Schließen der Tür in Presskontakt mit dem ersten oder
zweiten schräg verlaufenden Führungsabschnitt kommt.
5. Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten nach Anspruch 1, in welchem das
Führungsmittel (14) einen oder mehrere an der Umfangsaußenfläche der Öffnung ge
bildete Führungsabschnitte (22) aufweist sowie einen oder mehrere plattenähnliche, an
der Außenumfangsseite der Tür (9) gebildete vorspringende Abschnitte (23).
6. Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten mit
- - einem Behälterkörper (1) mit einer Öffnung an seiner Stirnseite zur Aufnahme von Präzisionssubstraten;
- - einer im wesentlichen hohlen Tür (9), welche die Öffnung freigeben und hermetisch verschließen kann, sowie ein Schließmittel (18) zum Befestigen der Tür in geschlosse nem Zustand, wobei das Schließmittel ein auf der inneren Umfangsseite der offenen Stirnseite des Behälterkörpers (1) gebildetes Zuhaltungsloch (19), eine in der Um fangsfläche der Tür (9) vorgesehene Durchführungsöffnung (20), ein in die Tür einge fügtes und von einer äußeren Zugangsöffnung (21) aus in Drehung versetzbares Drehelement (34), ein durch Drehung des Drehelements in Bewegung versetzbares, aus der Tür (9) nach außen verschiebbares oder in die Tür wieder einziehbares Schubübertragungselement (38), sowie ein beim Bewegen des Schubübertragungsele ments (38) nach außen durch die Durchführungsöffnung (20) hinausragendes und in das Zuhaltungloch (9) passendes, beim Zurückziehen des Schubübertragungselements (38) in die Durchführungsöffnung (20) zurückkehrendes Zuhaltungselement (51) umfaßt.
7. Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten nach Anspruch 6, welcher zusätzlich
einen auf dem Drehelement (34) vorgesehenen Kopplungsvorsprung (36) zum Ankop
peln des Schubübertragungselements (38) an das Drehelement (34), um bei Drehung
des Drehelements das Schubübertragungselement in lineare Bewegung zu versetzen,
ein in der Tür (9) vorgesehenes Führungsmittel (46) zum Führen des Schubübertra
gungselements (38) sowie ein oder mehrere drehbare, an den Kontaktflächen zwischen
dem Schubübertragungselement (38) und dem Kopplungsvorsprung (36) und/oder den
Kontaktflächen zwischen dem Schubübertragungselement (38) und dem Führungs
mittel (46) angebrachte Gleitrollen (37, 45, 48) umfaßt.
8. Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten nach Anspruch 6, in welchem das
Zuhaltungselement (51) einen ersten drehbar am distalen Ende des Schubübertragungs
elements (38) angebrachten Arm (52) und einen zweiten gekrümmten, am distalen
Ende des ersten Arms angebrachten Arm (53) umfaßt, und das distale Ende des zwei
ten Arms (53) eine in das Zuhaltungsloch (19) passende Einsteckhalterung (54) aus
bildet, während das proximale Ende des zweiten Arms (53) an einem Punkt in der Nä
he der Durchführungsöffnung (20) in der Tür (9) gelagert ist, so daß der zweite Arm
(53) bezüglich der Tür (9) nach innen und außen drehbar ist.
9. Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten nach Anspruch 6, in welchem im
Schließmittel (18A) zumindest das Zuhaltungselement (51), das Schubübertragungse
lement (38) sowie das Drehelement (34) aus einem PEEK-Harz (Polyetheretherketon)
gebildet sind.
10. Behälter zur Aufnahme von Präzisionssubstraten nach Anspruch 7, in welchem die
Gleitrollen (37, 45, 48) aus einem PEEK-Harz gebildet sind.
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