DE69835234T2

DE69835234T2 - Behälter für staubfreie Gegenstände (FOUP)

Info

Publication number: DE69835234T2
Application number: DE69835234T
Authority: DE
Inventors: Toshio Ishikawa
Original assignee: Dainichi Shoji KK
Current assignee: Dainichi Shoji KK
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2018-12-03
Also published as: WO2000033376A1; DE69835234D1; US6398475B1; EP1052692A4; EP1052692A1; KR100495434B1; JP3917371B2; KR20010040518A; EP1052692B1

Description

Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter zur Aufnahme und zum Transport eines Gegenstandes wie zum Beispiel einer Trägersubstanz, bei dem es notwendig ist, daß er während des Transports unter hohen Reinheitsbedingungen aufbewahrt wird. Dieses wird im folgenden im Zusammenhang mit einer Halbleiter-Trägersubstanz, wie beispielsweise einer Siliziumscheibe oder eine Flüssigkristall-Trägersubstanz, im Besonderen am Beispiel im Zusammenhang mit einer Siliziumscheibe beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Beispiele beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auf jeden Gegenstand anwendbar, der während eines Transports in einem Zustand hoher Reinheit gehalten werden soll.
Hintergrund der Erfindung
Die Halbleiter-Trägersubstanz, im Besonderen eine Siliziumscheibe, wird verunreinigt, wenn sich Staub oder verflüchtigte organische Verbindungen (im folgenden einfach „Staub" genannt) an diesem festsetzen, was zu einer niedrigeren Produktivität führt, das heißt, daß die Produktionsrate der Herstellung eines Produktes hoher Qualität niedrig ist. Daher ist es erforderlich, eine hohe Reinheit in dem umgebenden Umfeld der Siliziumscheibe während eines Transports der Siliziumscheibe aufrechtzuhalten. Genauer, die Siliziumscheibe ist einer der Gegenstände, die während eines Transports notwendigerweise unter hohen Reinheitsbedingungen aufbewahrt werden sollten (im folgenden „staubfreier Gegenstand" genannt).
Im Allgemeinen wird eine Siliziumscheibe in einem Raum mit hoher Reinheit bearbeitet (im folgenden „Hochreinraum" genannt), das heißt in einem sogenannten Reinraum. Auf der anderen Seite, wenn eine Siliziumscheibe in einen Raum mit niedriger Reinheit transportiert wird, wird die Siliziumscheibe in einen hermetisch abgedichteten Behälter eingefügt, dessen Innenraum unter hoher Reinheitsbedingungen gehalten wird (im folgenden „Behälter" genannt), wonach der die Siliziumscheibe enthaltende Behälter transportiert wird. Dadurch kann die Siliziumscheibe durch einen Raum mit einem niedrigen Reinheitsgrad oder im Freien (im folgenden „Reinraum" genannt) transportiert werden, wobei eine Verunreinigung der Siliziumscheibe während des Transports verhindert wird.
In einem Grenzbereich zwischen dem Hochreinraum und dem Reinraum ist eine Ladeeinrichtung mit einem schließbaren Öffnungsbereich angeordnet. Die Siliziumscheibe wird durch diese Ladeeinrichtung von dem eine hohe Reinheit aufweisenden Innenraum des Behälters in den Hochreinraum zur Bearbeitung der Siliziumscheibe oder ähnlichem transportiert (im folgenden „beladen" genannt), und zusätzlich von dem Hochreinheitsraum in den eine hohe Reinheit aufweisenden Innenraum des Behälters zum Transportieren der bearbeiteten Siliziumscheibe zu einem anderen Bearbeitungsschritt transportiert (im folgenden „entladen" genannt). Genauer, die Siliziumscheibe wird beim Be- und Entladen durch den Öffnungsbereich bewegt. Der Behälter hat in Richtung des Öffnungsbereiches der Ladeeinrichtung eine Abdeckung (das heißt einen Deckel), die Abdeckung geöffnet wird, wenn die Siliziumscheibe in den Behälter hinein oder aus diesem heraus transportiert wird.
Während die Siliziumscheibe nicht transportiert wird, wird der Öffnungsbereich der Ladeeinrichtung geschlossen gehalten, um ein Einströmen von Staub aus dem Reinraum in den Hochreinraum zu verhindern. Es kann eine Tür in dem Öffnungsbereich angeordnet sein, so daß der Öffnungsbereich durch die Tür geöffnet und verschlossen werden kann.
In diesem Fall kann die Tür groß genug sein, um den Öffnungsbereich vollständig zu schließen. Zudem kann die Tür so groß sein, daß sie an jeder Seite derart 5 mm schmaler als die zugehörige Seite des Öffnungsbereiches ausgebildet ist, daß ein Durchlaß (offener Raum) zwischen der Tür und dem Öffnungsbereich gegeben ist, während der Luftdruck im Hochreinraum höher als der im Reinraum gehalten wird, wodurch Luft durch den Durchlaß von dem Hochreinraum in den Reinraum strömt.
Die folgenden Standards für den obigen Behälter und die Ladeeinrichtung sind vorgeschlagen und angewandt: SEMI (Semiconductor Equipment and Material International) Standard E47.1 [Box/Pod (FOUP)], E15.1 [Tool Load Port], E57 [Kinematic Coupling], E62 [Front-Opening Interface Standard (FIMS)], E63 [Box/Opener to Tool Standard (BOLTS)] oder ähnliches (im folgenden „Standard" genannt).
Stand der Technik
Der den staubfreien Gegenstand enthaltende Behälter wird durch einen Roboter oder per Hand in den Reinraum transportiert. Danach wird der Behälter auf einer Ladeeinrichtung in dem Grenzbereich zwischen dem Hochreinraum und dem Reinraum durch einen Roboter oder per Hand befestigt. Die an der vorderen Seite des Behälters angeordnete Abdeckung wird durch einen in der Ladeeinrichtung angebrachten Öffnungsmechanismus geöffnet oder geschlossen, wodurch der Öffnungsabschnitt des Behälters mit dem Hochreinraum verbunden oder von diesem abgekapselt wird.
In dem Öffnungsmechanismus sind ein Positionierungsstift und ein Schlüssel vorgesehen, und die Frontseite des Behälters ist mit einem Positionierungsloch und einem Schlüsselloch versehen. Bei Öffnung der Abdeckung des Behälters wird der Positionierungsstift in das Positionierungsloch eingeführt, dann der Schlüssel in das Schlüsselloch eingeführt, wonach der Schlüssel gedreht wird, um einen Verschlußmechanismus, der in der Abdeckung des Behälters installiert ist, derart zu bedienen, daß eine Verschlußklaue des Verschlußmechanismus von einem Abschnitt gelöst wird, in den die Verschlußklaue einhaken kann, welcher in einem Eckabschnitt des Öffnungsabschnitts des Behälters angeordnet ist. Dann wird der Öffnungsmechanismus zurückgezogen, während der Positionierungsstift und der Schlüssel eingefügt bleiben, und die Abdeckung geöffnet wird.
Allerdings wurde der oben genannte Arbeitsgang bisher nicht erfolgreich durchgeführt, weil die Abmessungen der Teile in dem Behälter leicht variieren. Genauer hat der Öffnungsmechanismus, der aus Metall besteht und einen mechanischen Aufbau hat, das heißt der Positionierungsstift und der Schlüssel, bei der Herstellung eine sehr kleine Toleranz (zum Beispiel ± 0.01 mm), wobei der Körper oder die Abdeckung des Behälters aus Gießharz bestehen und eine relativ hohe Toleranz bei der Herstellung haben (zum Beispiel mindestens ± 0.5 mm).
Aufgrund dessen, daß das Material des Behälters elastisch ist, wodurch sich der gesamte Körper des Behälters nach unten durchbiegt, existieren weiterhin die folgenden Probleme:

A. Der Behälter wird derart zu dem direkt auf der Ladeeinrichtung plazierten Metallboden hin durchgebogen, daß die Position des Positionierungsloches leicht variiert, so daß der Positionierungsstift nicht in das Positionierungsloch eingeführt werden kann.
B. Selbst wenn der Positionierungsstift erfolgreich in das Positionierungsloch eingeführt ist, kann der Schlüssel nicht in das Schlüsselloch eingeführt werden. Der Grund dafür ist, daß sich das relative Verhältnis des Positionierungsloches und des Schlüsselloches leicht ändert. Genauer, wenn sich das relative Verhältnis nur um 0.4 mm verändert, ist der Schlüssel nicht erfolgreich in das Schlüsselloch eingeführt.
C. Die Abdeckung, die den Öffnungsabschnitt des Behälters schließt, ist durch ihr Gewicht verschoben und abgesenkt, wodurch weiter die unter A und B beschriebenen Probleme auftreten.

Um die unter A beschriebenen Probleme zu überwinden, wurde (1) der Innendurchmesser des Positionierungsloches 65 größer als der Außendurchmesser des Positionierungsstiftes angefertigt, so daß mehr Spiel E (bezogen auf 13) gegeben ist. Allerdings, trotzdem ein größeres Spiel gegeben ist, biegt sich die Abdeckung durch ihr Eigengewicht um dieselbe Größe wie das Spiel E nach unten, wenn die Abdeckung geöffnet wird. Dementsprechend ist es wieder nicht einfach, die Abdeckung passend zu schließen.
Weiterhin, um die oben erwähnte Fehlpositionierung (d.h. Abwärtsbewegung) zu verhindern, wird eine Technik vorgeschlagen, bei der eine Gummikappe 40 um den Positionierungsstift 39 vorgesehen ist, so daß die Luft unter der Gummikappe 40 abgesaugt wird, um unter reduziertem Druck die Abdeckung abzustützen, wodurch ein Durchbiegen der Abdeckung nach unten verhindert wird (bezogen auf 2). Allerdings, da die Gummikappe 40 elastisch ist, kann sie die Abdeckung nicht ausreichend abstützen.
Zudem, um die oben unter A beschriebenen Probleme zu überwinden, wird (2) der Rand des Positionierungsloch 65 abgeschrägt und ein Teil des Spiels reduziert (bezogen auf 14), um ein Absenken der Abdeckung nach unten zu verhindern. Trotzdem wird der Spitzenabschnitt des Positionierungsstiftes 39 durch die abgeschrägte Oberfläche der Abschrägung 66 derart gehalten, daß der Positionierungsstift nicht erfolgreich eingeführt ist.
Ein derartiger Behälter und eine Be- und Entladestation zum Transport von flachen Gegenständen zwischen Räumen hoher Reinheit durch Räume niedriger Reinheit, ist ebenso durch die DE 195 42 646 offenbart.
Die vorliegende Erfindung ist zur Überwindung der oben genannten Probleme geschaffen worden. Das Ziel der Erfindung ist, einen Behälter bereitzustellen, bei dem sich die Abdeckung, wenn sie geöffnet wird, nicht nach unten absenkt, und der Positionierungsstift und der Schlüssel erfolgreich in das Positionierungsloch bzw. das Schlüsselloch eingeführt werden können, obwohl die Größe der Teile des Behälters leicht variieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, ist die folgende Erfindung gegeben.
Es ist eine erste Erfindung gegeben, die einen Behälter zur Aufnahme und zum Transport von staubfreien Gegenständen betrifft, der auf einer an einer Grenze zwischen einem Hochreinraum und einem Reinraum installierten Ladeeinrichtung befestigt ist, wobei ein Öffnungsabschnitt des Behälters mit dem Hochreinraum durch Öffnen und Schließen der Abdeckung des Behälters verbunden oder von diesem getrennt wird, was mittels eines in der Ladeeinrichtung angeordneten Öffnungsmechanismus erfolgt, der aufweist:
ein Positionierungsloch, das an einer Frontseite der Abdeckung vorgesehen ist, und in das ein Positionierungsstift des Öffnungsmechanismus eingeführt ist; und
einen Abschnitt der oberen inneren Oberfläche des Loches, der von der Frontseite der Abdeckung aus zulaufend abgeschrägt ist.
Entsprechend dem oben genannten Behälter, verglichen mit der herkömmlichen Technik, bei der das Positionierungsloch mit mehr Spiel versehen ist, wird die Abdeckung in eine Lage geöffnet, in der die Abdeckung durch die Wirkung der abgeschrägten Oberfläche nach oben gedrückt wird, wodurch sich die Abdeckung nicht nach unten versetzt ist. Weiterhin, da die abgeschrägte Oberfläche nur an der oberen Oberfläche des inneren Bereiches des Positionierungsloches ausgebildet ist, wird die Abdeckung sicher ein kleines Stück nach oben bewegt, so daß der Positionierungsstift sicher eingeführt werden kann, ohne eingefangen zu werden.
Eine zweite Ausgestaltung der Erfindung betrifft einen Behälter, bei dem das Positionierungsloch eine Doppelstruktur hat, aufweisend ein erstes Loch, das als eine Einheit mit der Abdeckung in der Frontseite der Abdeckung ausgebildet ist, und einen Schwimmer, der in dem ersten Loch so aufgenommen wird, daß der Schwimmer um ein kleines Stück wenigstens vertikal bewegbar ist, wobei an einer Frontseite des Schwimmers ein zweites Loch ausgebildet ist, in das der Positionierungsstift praktisch einführbar ist, und an einer oberen inneren Oberfläche des zweiten Loches eine abgeschrägte Oberfläche ausgebildet ist.
Entsprechend dem oben genannten Behälter, berührt der Schwimmer die obere Oberfläche 155 des ersten Loches, wenn der Positionierungsstift in das zweite Loch des Schwimmers eingeführt ist, und die Abdeckung wird durch Stoßkraft des fortschreitenden Positionierungsstiftes fest nach oben gedrückt. Dadurch wird verhindert, daß der Positionierungsstift durch die obere Oberfläche des zweiten Loches festgehalten wird.
Weiterhin berührt der Schwimmer fest die obere Oberfläche des ersten Loches, so daß selbst wenn Staub zwischen dem Schwimmer und der oberen Oberfläche des ersten Loches durch Reibung erzeugt wird, der Staub in dem ersten Loch eingeschlossen ist, wodurch verhindert wird, daß das umgebende Umfeld des Behälters verunreinigt wird.
Zudem, wenn die Abdeckung in einer normalen Position in einer Lage ist, in der die Abdeckung geschlossen gehalten wird, wird die Abdeckung nicht durch den Schwimmer nach oben gedrückt, und dann, wenn die Abdeckung geöffnet wird, ist die Abdeckung um ein kleines Stück nach unten versetzt. Allerdings ist die Versetzungsbewegung nach unten nur zwischen dem Schwimmer und dem ersten Loch vorhanden, so daß der durch die Versetzungsbewegung nach unten entstehende Staub nicht die Umgebung des Behälters verunreinigt.
Eine erste bevorzugte Ausgestaltung der obigen Ausgestaltungen eines Behälters zeichnet sich weiter durch einen an der Frontseite der Abdeckung vorgesehenen Schlüssellochabschnitt aus, der mit einem Schlüsselloch versehen ist, in das ein Schlüssel des Öffnungsmechanismus eingeführt wird, und ein Schwimmechanismus ist vorgesehen, um eine Bewegung des Schlüssellochabschnitts um ein kleines Stück entlang einer Oberfläche der Abdeckung zu ermöglichen.
Bezüglich des oben genannten Behälters kann sich das Schlüsselloch ein wenig mittels des Schwimmechanismus bewegen, um ein Einführen des Schlüssels in das Schlüsselloch zu ermöglichen, selbst wenn die relative Position sowohl des Schlüssels und des Schlüssellochs, als auch die des Positionierungsstiftes und des Stiftloches variieren. Bei der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Schwimmechanismus einen Mechanismus, der elastische Teile verwendet.
Eine zweite bevorzugte Ausgestaltung der obigen Ausgestaltungen eines Behälters zeichnet sich weiter durch den Schwimmechanismus aus, der eine Struktur hat, bei der ein dezentraler Bereich des Schlüssellochs von einer Vielzahl von flachen in J-Form gebogenen Klammern gestützt wird.
Eine dritte bevorzugte Ausgestaltung der obigen Ausgestaltungen eines Behälters zeichnet sich weiter durch eine Abdeckung aus, die ein Verschlußmechanismus zum Ausführen der Öffnung und Schließung der Abdeckung mittels Drehung des Schlüssels aufweist, und eine Schließklaue des Verschlußmechanismus, welche durch ein an einem Eckabschnitt der Abdeckung vorgesehenes Fenster hindurchragt, um in einen an einem Eckabschnitt des Öffnungsabschnitts des Behälters vorgesehenen Bindeabschnitt einzugreifen, eine innere Flanke und eine äußere Flanke, die an der Innenseite bzw. Außenseite des Eckabschnitts des Öffnungsabschnitts ausgebildet sind, wobei der Bindeabschnitt und ein Versiegelungsbereich zwischen der inneren und der äußeren Flanke angeordnet sind.
Betreffend den oben genannten Behälter, kann der Staub zwischen der inneren Flanke 131 und der äußeren Flanke 133 eingeschlossen sein, selbst wenn der Staub durch ein leichtes nach oben Bewegen der Abdeckung durch Reibung zwischen dem Bindebereich und dem Versiegelungsbereich entsteht.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der oben genannten zweiten Ausgestaltung betrifft einen Behälter, an dem eine abgeschrägte Oberfläche an einer inneren oberen Oberfläche des ersten Loches ausgebildet ist, die es möglich macht, daß sich die Abdeckung mittels Kontakt mit dem Schwimmer ein kleines Stück nach oben bewegt.
Betreffend den oben genannten Behälter, ist die Reibung zwischen zwei abgeschrägten Oberflächen verteilt, wenn die Abdeckung durch Kontakt mit der abgeschrägten Oberfläche nach oben gedrückt wird, und der Staub, erzeugt durch den Kontakt zwischen der abgeschrägten Oberfläche des ersten Loches, kann zwischen dem Schwimmer und dem ersten Loch eingeschlossen sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Darstellung einer Ladeeinrichtung mit einem Behälter, gesehen von der Reinraumseite.
2 ist eine abstrakte Darstellung, die einen Zustand darstellt, in dem eine Abdeckung des in 1 gezeigten Behälters noch nicht geöffnet ist. 2(A) ist eine vertikale Schnittdarstellung desselben. 2(B) ist eine vertikale Schnittdarstellung, die einen an einem Positionierungsstift angeordneten Schwimmer zeigt.
3 ist eine vertikale Schnittdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die in 2 gezeigte Abdeckung geöffnet ist, und einen Öffnungsabschnitt des Behälters, der mit dem Hochreinraum verbunden ist.
4 ist eine perspektivische Darstellung, die einen erfindungsgemäßen Behälter im Ganzen zeigt.
5 ist eine perspektivische Darstellung, die einen zerlegten in 4 gezeigten Behälter zeigt.
6 ist eine Frontansicht, die die Frontseite der Abdeckung zeigt.
7 ist eine erklärende Darstellung des Verschlußmechanismus. 7(A) ist eine Frontansicht des Verschlußmechanismus. 7(B) ist eine vertikale Schnittdarstellung von 7(A). 7(C) ist eine erklärende Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die in 7(B) gezeigte Verschlußklaue befreit ist. 7(D) ist eine vertikale Schnittdarstellung, die das Unterteil der Abdeckung zeigt, das ein Teil der in 7(B) gezeigten Abdeckung ist. 7(E) ist eine Frontansicht, die einen Eckabschnitt des Öffnungsabschnitts des Behälters zeigt. 7(F) ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie F-F, die ein in 7(E) gezeigtes Führungsloch zeigt.
8 ist eine Draufsicht, die einen Versiegelungsmechanismus der Abdeckung und den Öffnungsabschnitt des Behälters zeigt. 8(A) ist eine Draufsicht der Abdeckung, in der eine horizontale Schnittdarstellung des Unterteils der Abdeckung gezeigt ist. 8(B) ist eine vergrößerte Darstellung, die den in 8(A) gezeigten wesentlichen Bereich zeigt.
9 ist eine perspektivische Darstellung, die den in 7(A)(B) gezeigten zerlegt zeigt.
10 ist eine erklärende Darstellung, die den Aufbau und die Funktion des Positionierungsloches gemäß der zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt. 10(A) ist eine Schnittdarstellung, die eine Anfangsphase zeigt, in der der Positionierungsstift in das zweite Loch eingeführt ist. 10(B) ist eine Schnittdarstellung, die eine Phase zeigt, in der die Einführung abgeschlossen ist. 10(C) ist eine Schnittdarstellung, die eine Phase zeigt, in der die Abdeckung herabgelassen ist, wenn die Schließung nach vollständigem Einführen gelöst ist. 10(D) ist eine erklärende Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der Schwimmer die Abdeckung relativ nach oben drückt.
11 ist eine erklärende Darstellung der ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Behälters. 11(A) ist eine Schnittdarstellung, die eine Anfangsphase zeigt, in der der Positionierungsstift in das zweite Loch eingeführt ist. 11(B) ist eine Schnittdarstellung, die eine Phase zeigt, in der die Einführung abgeschlossen ist.
12 ist eine erklärende Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Behälters. 12(A) ist eine Schnittdarstellung, die eine Anfangsphase zeigt, in der der Positionierungsstift in das zweite Loch eingeführt ist. 12(B) ist eine Schnittdarstellung, die eine Phase zeigt, in der die Einführung in Bearbeitung ist. 12(C) ist eine Schnittdarstellung, die eine Phase zeigt, in der die Einführung abgeschlossen ist.
13 ist eine erklärende Darstellung eines herkömmlichen Behälters. 13(A) ist eine Schnittdarstellung, die eine Anfangsphase zeigt, in der der Positionierungsstift eingeführt ist. 13(B) ist eine Schnittdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die Einführung abgeschlossen, und die Abdeckung versetzt ist.
14 ist eine erklärende Darstellung eines herkömmlichen Behälters. 14(A) ist eine Schnittdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem die Verschiebung nicht zwischen dem Positionierungsstift und dem Positionierungsloch erzeugt ist. 14(B) ist eine Schnittdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem das Positionierungsloch nach oben versetzt ist.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen
Mit Bezug auf die 1, 2 und 3 wird kurz der Ablauf beschrieben, bei dem ein Behälter durch die Ladeeinrichtung geöffnet und geschlossen wird, um an dem Hochreinraum angeschlossen oder von diesem abgekoppelt zu werden.
Wie in 1 gezeigt, sind in dieser Ausgestaltung zwei Ladeeinrichtungen 1 zusammen mit einer Bedienungskonsole 3 an einer Wand angebracht, die eine Grenze zwischen einem Hochreinraum 5 und einem Reinraum 7 ist. Entweder eine oder zwei Ladeeinrichtungen sind beispielsweise für den ausschließlichen Transport der Siliziumscheibe in den Hochreinraum beauftragt, und die andere Ladeeinrichtung ist für den ausschließlichen Transport der Siliziumscheibe aus dem Hochreinraum heraus beauftragt, wodurch ein Transport der Siliziumscheibe in den Hochreinraum und aus diesem heraus so erfolgt, wie bei einem sogenannten Fördersystem.
Der Behälter 11 ist auf der Plattform 13 der Ladeeinrichtung 1 positioniert und befestigt. Die Positionierung des Behälters erfolgt durch Kinematische Kopplung (das Bezugszeichen 17 in 1 zeigt ein Zapfenelement derselben), die in der Plattform 13 und an der Unterseite 15 des Behälters 11 angeordnet ist.
Der Behälter 11 kann von Hand oder durch einen an der Decke oder auf der am Boden befindlichen AGV-Fahraufnahme installierten Transportroboter befestigt werden. Zu diesem Zweck kann auf dem Oberteil des Behälters 11 ein Flansch 19 angeordnet sein. Die oben genannte Transportierung kann zum Beispiel durch die Verwendung eines in einem Standard definierten Ablaufs erfolgen.
Die die Kinematische Kopplung verwendenden Positionierungsmittel können zum Beispiel nach einem durch den Standard definierten Verfahren angewandt werden.
Wie in 2 gezeigt, ist an der Wand 21 ein Wandöffnungsabschnitt 23 ausgebildet, der vor dem entsprechenden Vorwärtsbereich des auf der Ladeeinrichtung 1 befestigten Behälters 11 lokalisiert ist. Der Wandöffnungsabschnitt 23 ist durch eine Tür 25 abgedeckt, die Verschlußvorrichtung oder ähnlich genannt wird. Der Bereich zwischen der Tür 25 und dem Öffnungsabschnitt 23 ist nicht hermetisch abgedichtet, sondern es ist ein Abstand 27 gesichert. Durch den Abstand 27 wird die Luftströmung 29 von dem Hochreinraum in den Reinraum mittels des Überdrucks in dem Hochreinraum 5 erzeugt, so daß ein Eindringen von Staub in den Hochreinraum 5 verhindert wird.
Zuerst wird die Plattform 13 mit dem an ihr befestigten Behälter 11 durch eine Fahrmechanismus 31 nahe an die Tür 25 bewegt. Die Tür 25 dient weiter als Öffner 37, der ein Teil des Öffnungsmechanismus 35 ist, der zur Öffnung und Schließung der an der Frontseite des Behälters befindlichen Abdeckung 33 dient.
Genauer, ein Positionierungsmechanismus (das Bezugszeichen 39 bezeichnet einen Positionierungsstift, der ein Teil dieses Mechanismus ist) ist zwischen der Oberfläche des Öffners 37 an der Seite des Reinraums 7 und der Abdeckung 33 des Behälters 11 angeordnet ist, um die Positionierung der Abdeckung 33 und des Öffners 37 auszuführen.
Wie in 2(B) gezeigt, ist der Positionierungsstift 39 in dem Mittelbereich einer halbkugelförmigen Gummikappe 40 angeordnet, die durch Adsorbtion an der Frontseite der Abdeckung befestigt wird, wenn der Positionierungsstift in das Positionierungsloch eingeführt ist. Genauer, die Luft in der Gummikappe 40 wird durch den in einem Innenbereich in der Gummikappe 40 des Positionierungsstiftes 39 ausgebildeten Saugkanal 39A gesaugt, und durch einen Luftdurchgang 39B zu einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt) geführt, die sich außerhalb des Systems befindet. Dadurch wird die Abdeckung 33 mittels Unterdruck in der Gummikappe 40 gehalten und befestigt.
Danach wird ein an dem Öffnungsmechanismus 35 angebrachter Schlüssel 41 in ein an der Abdeckung 33 des Behälters angeodnetes Schlüsselloch so eingeführt, daß die oben genannte Haltung und Befestigung beibehalten wird, wobei der Schlüssel zur Bedienung eines an der Innenseite der Abdeckung 33 installierten Verschlußmechanismus gedreht wird, um ein Lösen eines Eingriffs einer Schließklaue des Verschlußmechanismus in einen Bindeabschnitt zu erzeugen, der an einem Eckabschnitt des Öffnungsabschnitts des Behälters 11 angeordnet ist.
Danach bewegt sich der befestigte Behälter rückwärts in die Lage, daß die Abdeckung 33 an dem Öffner 37 festgehalten wird. Durch diese Rückwärtsbewegung wird die Abdeckung 33 von dem Behälter 11 wegbewegt, so daß der Öffnungsabschnitt des Behälters 11 geöffnet wird.
Danach wird der Öffner 37 mit der an ihm befestigten Abdeckung 33 mittels des an dem Öffnungsmechanismus 35 installierten Fahrmechanismus 43 in die Innenseite der Ladeeinrichtung 1 abgesenkt. Anschließend bewegt sich die Plattform mit dem Behälter 11 wieder vorwärts. Durch diese Vorwärtsbewegung wird der Öffnungsabschnitt des Behälters 11 durch den an der Wand 21 ausgebildeten Öffnungsabschnitt 23 (bezogen auf 3) mit dem Hochreinraum verbunden. Dadurch wird ein bestimmter Abstand 45 zwischen dem Öffnungsabschnitt des Behälters 11 und dem Öffnungsabschnitt 23 der Wand 21 ausgebildet. Der Luftstrom 47 erfolgt durch den Abstand 45 von dem Hochreinraum in den Reinraum, um ein Eindringen des Staubs von dem Reinraum in den Hochreinraum zu verhindern.
Die Siliziumscheibe, als staubfreier Gegenstand, wird von dem mit dem Hochreinraum verbundenen Behälter 11 in den Hochreinraum 5 transportiert, und danach einer bestimmten Bearbeitung unterzogen. Nach der Bearbeitung kann die Siliziumscheibe aus dem Hochreinraum in einen auf einer anderen Ladeeinrichtung befestigten Behälter oder in denselben auf derselben Ladeeinrichtung 1 befestigten Behälter 11 transportiert werden. Der Heraus- und Hineintransport der Siliziumscheibe kann durch ein bekanntes Verfahren ausgeführt werden, wie beispielsweise durch einen in Reinräumen verwendeten, in dem Hochreinraum installierten Roboter vom sakalaren Typ.
Wenn die Siliziumscheibe aus dem Hochreinraum in den Behälter 11 transportiert wird, wird der umgekehrte Ablauf zum Ablaufs der Einbringung der Siliziumscheibe in den Hochreinraum angewendet. Genauer, die Plattform 13 mit dem auf ihr befestigten Behälter 11 bewegt sich rückwärts, wonach der Öffner 37 mit der an ihm befestigten Abdeckung 33 durch den Antriebsmechanismus 43 des Öffnungsmechanismus 35 nach oben gehoben wird. Danach bewegt sich die Plattform 13 ein wenig vorwärts, um den Öffnungsabschnitt des Behälters durch die Abdeckung 33 abzudecken. Dann wird der Schlüssel 41 des Öffners 37 entgegengesetzt gedreht, damit die Verschlußklaue des Verschlußmechanismus in den Bindeabschnitt eingreifen kann, um zur hermetischen Schließung des Öffnungsabschnitts des Behälters 11 durch die Abdeckung 33 fixiert zu sein. Anschließend, nachdem die Befestigungsmittel des Öffners 37 die vorher befestigte Abdeckung 33 gelöst haben, bewegt sich die Plattform ein wenig rückwärts, um den Transport des Behälters 11 in den Reinraum 7 zu ermöglichen.
(Aufbau des Behälters)
Der Aufbau des erfindungsgemäßen Behälters mit den Positionierungslöchern wird mit Bezug auf die 4 bis 10 beschrieben.
(Allgemein)
Wie in 4 gezeigt, hat der Behälter dieser Ausgestaltung eine kastenartige Form und einen eckigen, an der Frontseite des Behälters ausgebildeten Öffnungsabschnitt 49. Der Innenbereich des Behälters 11 hat einen Raum zur Aufnahme der Siliziumscheibe als staubfreien Gegenstand. An den Innenseiten der rechten und linken Seite, als auch an der Innenseite der Hinterseite sind Teile, die Zähne 53 genannt werden, und ein Stopper 54 befestigt, um horizontal eine Vielzahl von Siliziumscheiben in einer Lage tragen zu können, in der die Scheiben parallel zueinander sind (bezogen auf 5).
Der Flansch 19, der durch einen an der Decke installierten Transportroboter ergriffen wird, ist an der äußeren oberen Oberfläche des Behälters durch eine Vielzahl an Schrauben 55 derart befestigt, daß der Flansch mit einem vorgegebenen Abstand parallel zu der oberen Seite des Behälters ist. Das Unterteil 15 wird an der unteren äußeren Oberfläche des Behälters befestigt. An dem Unterteil 15 ist eine Kinematische Kopplung angebracht, um den Behälter auf der Plattform 13 der Ladeeinrichtung 1 zu positionieren (bezogen auf 1). Genauer, das V-förmige Aufnahmeelement 57 hat zur Aufnahme des Zapfenelementes 17 eine Ausnehmung, wobei das Zapfenelement eine Form eines rundstabartigen Vorsprungs hat und an dem Unterteil 15 angebracht ist, wobei das Zapfenelement Teil der Kinematischen Kopplung ist. Die Zapfenelemente 17 und die Aufnahmeelemente 57 sind an drei Stellen angeordnet. Die geraden Linien, die sich durch die entsprechende V-förmige Ausnehmung erstrecken, kreuzen sich in der Mitte des Unterteils 15. Durch diese Anordnung der Zapfenelemente und der Aufnahmeelemente wird eine genaue Positionierung ausgeführt.
Die Abdeckung 33 zum Öffnen und Schließen des Öffnungsabschnitts 49 hat einen zweifachen Aufbau, aufweisend den Abdeckungskörper 59 an der Außenseite und Abdeckungsgrundteil 61 an der Innenseite (bezogen auf 5). Weiterhin ist ein vorderes sicherndes Element 63 angebracht, um die Schichten auf der Innenseite des Abdeckungsunterteils 61 zu sichern (bezogen auf 5), wodurch der Transport und die Sicherung einer Vielzahl von Siliziumscheiben ermöglicht wird, die sich in dem Behälter in einer Lage befinden, in der die Vielzahl von Siliziumscheiben parallel zueinander gehalten sind.
Wie in 6 gezeigt, sind die Positionierungslöcher 65 an der oberen rechten Seite und der unteren linken Seite der Frontfläche der Abdeckung 33 ausgebildet. Weiterhin sind die Schlüssellöcher in der linken Seite und der rechten Seite der Abdeckung ausgebildet. Wenn größere Abstände zwischen den zwei Positionierungslöchern 65 in der vertikalen und der horizontalen Richtung gewählt werden, kann die Abdeckung 33 stabil durch die in den Öffnungsmechanismus 35 eingeführten Positionierungsstifte 39 gehalten werden. Wenn die in die Schlüssellöcher 67 eingeführten Schlüssel 41 gedreht werden, wird der Verschlußmechanismus zum Lösen der Schließung bedient. Dann bewegt sich der Öffnungsmechanismus 35 verhältnismäßig rückwärts, um die Abdeckung zu entfernen.
(Verschlußmechanismus)
Wie in 7 und 9 gezeigt, ist der Verschlußmechanismus 69 an der Stelle zwischen dem Abdeckungskörper 59 der Abdeckung 33 und dem Abdeckungsgrundteil 61 der Abdeckung 33 angeordnet (bezogen auf 7(B)).
Der Verschlußmechanismus, bezüglich des rechten Schlüssellochs 67, wird mit Bezug auf die 7 und 9 im Detail beschrieben. Die zylinderförmige Hülse 73 wird in den zylinderförmigen Fensterbereich 71 eingefügt, der an dem Abdeckungskörper 59 der Abdeckung 33 ausgebildet ist. Das zylinderförmige Element 77, angeordnet an der oberen Fläche der Nockenscheibe 75, wird in die Hülse 73 eingeführt, um gehalten zu werden. Viele flache Klammern 79 sind an der inneren Umfangsfläche der Hülse 73 installiert. Die flachen Klammern 79 sind in einer umgekehrten J-Form gebogen. Das zylinderförmige Element 77 der Nockenscheibe 75 wird durch die rund gebogenen Teile der flachen Klammern gestützt. Durch den oben genannten Mechanismus ist der Schwimmechanismus 81 derart gegeben, daß die Nockenscheibe 75 ein kleines Stück in die obere und untere Richtung, als auch in die rechte und linke Richtung bewegt werden kann. Das rechteckige Schlüsselloch 67 ist an dem Ende der Fläche des zylinderförmigen Elementes 77 ausgebildet, welches sich aus dem zylinderförmigen Fensterbereich 71 heraus erstreckt. Der Rand des Schlüssellochs 67 ist derart abgeschrägt, daß der Schlüssel einfach eingeführt werden kann, ohne gehalten zu werden.
Dieselbe Art des zylinderförmigen Elementes 83 ist an der Unterseite der Nockenscheibe 75 ausgebildet, und das zylinderförmige Element 83 wird von derselben Art von Hülse 87, die viele flache Klammern 85 aufweist, durch das zylinderförmige Halteelement 89 gehalten, welches an dem Abdeckungsgrundteil 61 der Abdeckung 33 angeordnet ist. Der Schwimmechanismus 81 weist die flachen Klammern 85 und die Hülse 87 auf.
Die beiden Aussparungen 93 der Nockenscheibe sind in dem Scheibenbereich 91 der Nockenscheibe 75 symmetrisch in Bezug zur Mitte des Scheibenbereiches 91 ausgebildet. Der runde eingreifende Spitzenabschnitt des Gleiters 95 greift in jede der Aussparungen 93 der Nockenscheibe ein. Wegen der Form der Aussparung 93 der Nockenscheibe, gleitet der Gleiter 95, wenn sich die Nockenscheibe dreht, entweder in Richtung zur Nockenscheibe 75 hin, oder von der Nockenscheibe 75 weg. Der Führungsstift 99 ist jeweils an der Unterseite und an der Oberseite des Scheibenbereiches 91 ausgebildet. Der Führungsstift wird in die Führungsaussparung 101 eingeführt, die an dem Abdeckungskörper 59 und an dem Abdeckungsgrundteil 61 der Abdeckung 33 ausgebildet ist, wodurch die Drehbewegung stabilisiert wird. Der Gleiter 95 wird durch die Gleiterbefestigung 103 gehalten, um nur in einer Richtung hin und her gleiten zu können. Die Sperrklinkenvorrichtung 109 weist eine Klauennut 105 (bezogen auf 7(A)) und die an der Seitenfläche des Gleiters 95 angeordnete Klaue 107 auf, wodurch die Gleitbewegung des Gleiters 95 kontrolliert wird, um den Schließzustand und den Offenzustand zu kontrollieren. Genauer sind zwei Klauennuten an der Seitenfläche des Gleiters 95 ausgebildet, und die jeweiligen Klauennuten gehören entweder zum Schließzustand oder zum Offenzustand. Die in die Klauennut 105 eingreifende Klaue 107 ist drehbar beweglich um die Drehachse 111.
An einer der Seitenfläche des Gleiters 95, die in Richtung des Eckabschnitts der Abdeckung 33 weist, ist ein Ausnehmungsabschnitt 113 ausgebildet, und der Hebel 117 der Verschlußklaue 115 wird darin gehalten. Die Verschlußklaue 115 ist dem Fenster 119 zugewandt angeordnet, welches an dem Abdeckungsgrundteil 61 der Abdeckung 33 ausgebildet ist, und drehbar um die Drehachse 123 angeordnet, die von einem Halteteil 121 gehalten wird, welches an dem Randabschnitt des Fensters 119 ausgebildet ist (bezogen auf 9).
Wenn die Abdeckung 33 geschlossen wird, berührt das Fenster 119 die Eingreiföffnung 125, welche an dem Eckabschnitt 50 des Öffnungsabschnitts 49 des Behälters 11 ausgebildet ist (bezogen auf 7(C)). Ein kleiner Vorsprungabschnitt 127 ist an dem Eckabschnitt an der Seite der Eingreiföffnung 125 ausgebildet. Dadurch weist der Bindeabschnitt 129 die Eingreiföffnung 125 und den eingreifenden Vorsprungabschnitt 127 auf.
Wie oben beschrieben, wird die Verschlußklaue 115 von dem Hebel 117 gezogen und bewegt sich, wenn der Gleiter 95 durch die Nockenscheibe 75 gezogen wird und in die Heranrückrichtung gleitet, so daß die Spitze der Verschlußklaue 115 von dem Fenster 119 zurückgezogen wird. Bei der umgekehrten Bewegung wird die Spitze der Verschlußklaue 117 aus dem Fenster 119 geschoben, um in den Bindeabschnitt 129 einzugreifen, der an dem Eckabschnitt des Öffnungsabschnitts 49 des Behälters 11 ausgebildet ist.
(Abdeckung und Versiegelungsaufbau des Öffnungsabschnitts)
Der Versiegelungsmechanismus zur hermetischen Abdichtung des Öffnungsabschnitts 49 des Behälters durch die Abdeckung 33 ist in 8 gezeigt.
Die innere Flanke 131 und die äußere Flanke 133 sind entlang des gesamten umfänglichen Eckabschnitts 50 des Öffnungsabschnitts 49 des Behälters 11, und der Bindeabschnitt 129 ist zwischen der inneren Flanke und der äußeren Flanke ausgebildet. Bezüglich der inneren Flanke ist der aufnehmende Ausnehmungsabschnitt 135 an dem Abdeckungsgrundteil der Abdeckung 33 ausgebildet. Ein schmaler Abstand (nicht gezeigt) ist zwischen dem aufnehmenden Ausnehmungsabschnitt 135 und der inneren Flanke derart ausgebildet, daß die Abdeckung 33 um etwa 1 mm ein wenig in die horizontale und die vertikale Richtung bewegt werden kann. Die O-Ring-Aufnahme 139, in die zur Abdichtung ein O-Ring eingefügt ist, ist an der Außenseite des aufnehmenden Ausnehmungsabschnitts 135 der Flanke ausgebildet. Der O-Ring und der Abschnitt, mit dem der O-Ring in Berührung kommt, wird Versiegelungsabschnitt 141 genannt.
Wie in 7(D),(E),(F) gezeigt, ist der Führungsvorsprung 143 an den mittleren Bereichen an beiden linken und rechten Enden des Abdeckungsgrundteils 61 der Abdeckung 33 ausgebildet, und der Führungskanal 145, in den der Führungsvorsprung eingeführt wird, ist an dem Eckabschnitt 50 des Öffnungsabschnitts 49 des Behälters 11 ausgebildet. Der schmale Abstand (etwa 1 mm) ist zwischen dem Führungsvorsprung und dem Führungskanal 145 derart ausgebildet, daß die Abdeckung ein wenig nach oben bewegt werden kann. Durch diese kleine Bewegung, tritt eine Reibung zwischen dem Öffnungsabschnitt 49 und dem Eckabschnitt 50 in dem Versiegelungsabschnitt 141 auf, allerdings ist der durch die oben genannte Reibung erzeugte Staub zwischen der inneren Flanke 131 und der äußeren Flanke 133 eingeschlossen. Der eingeschlossene Staub wird durch die Luftströmung wegtransportiert, die durch den Druckunterschied zwischen der Hinterseite des Führungskanals 145 und dem Reinraum entsteht, wodurch eine Verunreinigung des Innenraums des Behälters 11 und des Hochreinraums 5 verhindert wird.
(Positionierungsloch)
Als nächstes wird der Aufbau des Positionierungsloches 65 bezüglich des Behälters der zweiten Ausgestaltung der Erfindung anhand der 6 und 10 beschrieben.
Das Positionierungsloch hat einen Doppelstruktur, aufweisend ein erstes Loch (d.h. Aufnahmeloch) 151 und den Schwimmer 153. Das erste Loch 151 ist an dem Oberflächenbereich des Abdeckungskörpers 59 der Abdeckung 33 ausgebildet. Das erste Loch 151 hat im Querschnitt eine sackartige Form und ist mit dem Abdeckungskörper in einem Stück ausgebildet. Das erste Loch erstreckt sich derart in die Tiefe, daß der Schwimmer darin aufgenommen werden kann. Wenn der Schwimmer 153 in dem ersten Loch 151 aufgenommen ist, entsteht ein Abstand S zwischen der oberen äußeren Oberfläche des Schwimmers 153 und der oberen inneren Oberfläche des ersten Loches 151, wobei der Abstand S eine kleine wenigstens vertikale Bewegung des Schwimmers 153 erlaubt. Das zweite Loch (d.h. Einführloch) 156 ist an der Frontseite des Schwimmers ausgebildet, in die der Positionierungsstift 39 praktisch eingeführt wird. Die abgeschrägte Oberfläche 157 ist an der oberen Oberfläche des zweiten Loches 156 in einem vorgegebenen Ausmaß in Richtung der Tiefe desselben ausgebildet. Weiterhin ist die schräge Oberfläche 159, die denselben Winkel wie die abgeschrägte Oberfläche 157 aufweist, an der Oberseite des Eckabschnitts des ersten Loches 151 ausgebildet.
(Öffnungs- und Schließbetrieb)
Der Öffnungs- und Schließbetrieb der Abdeckung 33 bezüglich der obigen Ausgestaltung wird wie folgt ausgeführt.
Wenn die Abdeckung 33 geöffnet (d.h. entfernt) werden soll, bewegt sich der Behälter vorwärts zum Öffnungsmechanismus 35, und der Positionierungsstift 39 des Öffnungsmechanismus 35 wird in das an der Abdeckung 33 des Behälters 11 angeordnete Positionierungsloch 64 eingeführt. Genauer, die Spitze des Positionierungsstiftes 39 wird in das zweite Loch 156 des Schwimmers 153 eingeführt. Wenn die Spitze des Positionierungsstiftes 39 mit der abgeschrägten Oberfläche 157 des Schwimmers 153 in Kontakt kommt und weiter vorrückt, bewegt sich der Schwimmer leicht nach oben. Dann verschwindet der Abstand S zwischen der oberen inneren Oberfläche des ersten Loches 151 und der oberen äußeren Oberfläche des Schwimmers 153, das heißt, daß die obere äußere Oberfläche des Schwimmers 153 direkt und vollständig mit der oberen inneren Oberfläche des ersten Loches 151 in Kontakt kommt, so daß der Positionierungsstift 39 durch das erste Loch 151 die Abdeckung 33 trägt. In diesem Fall wird die Abdeckung 33 zur oben beschriebenen leichten Bewegung nach oben gedrückt, wenn die Abdeckung 33 in der Anfangslage, in der die Abdeckung 33 geschlossen ist, nach unten verschoben ist, wodurch die Abdeckung 33 in die Normalstellung zurückkehrt.
In dieser Lage werden die Schlüssel 41 in die zugehörigen Schlüssellöcher 67 eingeführt. Weil der Rand des Schlüssellochs 67 abgeschrägt ist, berührt, wenn die Positionen des Schlüssels 41 und des Schlüssellochs 67 nicht identisch sind, die Spitze des Schlüssels 41 die abgeschrägte Oberfläche des Schlüssellochs 67, und das Schlüsselloch 67 bewegt sich durch den Schwimmechanismus 81 ein kleines Stück entlang der Kante der abgeschrägten Oberfläche, so daß die Positionen des Schlüssels 41 und des Schlüssellochs 67 identisch werden, und der Schlüssel 41 in das Schlüsselloch 67 eingeführt werden kann.
Dann, nachdem der Schlüssel gedreht wurde, dreht sich das Schlüsselloch 67 und die Nockenscheibe 75, und der Gleiter 95 wird zur Drehung der Verschlußklaue 115 gezogen, so daß die Verschlußklaue aus dem Bindeabschnitt 129 ausrückt. Der Behälter 11 bewegt sich mit der ausgerückten Verschlußklaue rückwärts, und die durch den Positionierungsstift des Öffnungsmechanismus 35 gehaltene Abdeckung 33 bewegt sich von dem Öffnungsabschnitt des Behälters weg, wodurch die Abdeckung von dem Behälter entfernt wird.
Wenn die Abdeckung 33 geschlossen werden soll, bewegt sich der Behälter 11 vorwärts, um den Öffnungsabschnitt 49 durch die Abdeckung 33 unter der Bedingung, daß der Positionierungsstift 39 des Öffnungsmechanismus 35 die Abdeckung 33 trägt, zu schließen, und die Schlüssel werden in die zugehörigen Schlüssellöcher 67 eingeführt. Danach, wenn der Schlüssel in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, drehen sich das Schlüsselloch 67 und die Nockenscheibe 75 zum Antreiben des Gleiters 95 derart in entgegengesetzter Richtung, daß sich die Verschlußklaue 115 zum Eingreifen in den Bindeabschnitt 129 in die entgegengesetzte Richtung dreht, wodurch der Behälter hermetisch abgedichtet wird. Wenn sich der Behälter rückwärts bewegt, werden die Positionierungsstifte 129 aus den Positionierungslöchern 65, und die Schlüssel werden aus den zugehörigen Schlüssellöchern 67 herausgezogen.
(Ausführliche Beschreibung der Funktion der abgeschrägten Oberfläche des Positionierungsloches)
Wie in 10(A) gezeigt, gibt es jeweils Spiele (d.h. Abstände) E11 und E12 zwischen der oberen Kante des ersten Loches 151 und der oberen äußeren Oberfläche des Positionierungsstiftes 39, und zwischen der unteren Kante des ersten Loches 151 und der unteren äußeren Oberfläche des Positionierungsstiftes 39. Wenn sich die Abdeckung 33 in der Normalstellung befindet, das heißt nicht abgesenkt ist, sind beide Spiele gleich groß gedacht, das heißt, E11 = E12 (1),und der Abstand S ist zwischen der oberen äußeren Oberfläche 154 des Schwimmers 153 und der oberen inneren Oberfläche 155 des ersten Loches 151 vorgesehen. Wenn der Abstand schmaler als die Spiele ist, bewegt sich der Schwimmer nicht vollständig, und seine Funktion schlägt fehl. Auf der anderen Seite, wenn der Abstand größer als die Spiele ist, bewegt sich der Schwimmer, schlägt aber dennoch in seine Funktion des Hochdrückens der Abdeckung 33 fehl. Deshalb ist es vorzuziehen, ungefähr das folgende Verhältnis zu haben: E11 + E12 = S (2)
Wie in 10(B) gezeigt, existieren, wenn der Positionierungsstift 39 vollständig in das zweite Loch 156 des Schwimmers 153 eingeführt wurde, der Abstand a1S zwischen der inneren oberen Oberfläche des ersten Loches 151 und der oberen äußeren Oberfläche des Schwimmers 153, und der Abstand a2S zwischen der inneren unteren Oberfläche des ersten Loches 151 und der unteren äußeren Oberfläche des Schwimmers 153. Deshalb, a1 + a2 = 1 (a1, a2 sind positive Koeffizienten) (3)
Allerdings wird, wenn die Abdeckung 33 von Beginn an in der Normalstellung befindet, das Verhältnis davon wie folgt: a1 = a2 = 0.5 (4)
Wenn die Verschlußklaue 115 unter der oben genannten Bedingung ausgerückt wird und die Abdeckung geöffnet wird, ist die Abdeckung 33 um ein kleines Stück D1 nach unten verschoben. In diesem Fall wird das Verhältnis wie folgt: D1 = a2S (5)
Daher wird durch die Formeln (2) und (4) das Folgende eingeführt: D1 = 0.5(E11 + E12) (5-2)
Ist kein Schwimmer vorgesehen (bezogen auf 10(D)), wird die Abdeckung um ein kleines Stück Dc abgesenkt. Auf der anderen Seite ist Dc = E11 (6)
Wenn die Abdeckung von Anfang an abgesenkt ist, zeigt sich folgendes: E11 < E12 (7)
Dementsprechend folgt aus den Formeln (5), (6) und (7) folgendes: Dc > D1 (8)
Daraus folgt, daß die Abdeckung 33 durch den Schwimmer 153 um Dc-D1 nach oben gedrückt wird.
Auf der anderen Seite, wie in 13 bezüglich der herkömmlichen Technik gezeigt, wird, wenn die jeweiligen Spiele E zwischen dem Positionierungsstift und dem Positionierungsloch 65 existieren, das kleine Stück D, was das Stück der nach dem Öffnen abgesenkten Abdeckung 33 ist, wie folgt: D = E (9)
Aus diesem Grund, da keine abgeschrägte Oberfläche ausgeformt ist, muß das Folgende eingesetzt werden: E > E11, E12 (11)
Daher folgt aus den Formeln (2), (5-2) und (9) das Folgende: D > D1
(Auswirkung)
Durch den obigen Aufbau und die obige Funktion werden die folgenden Auswirkungen erhalten:

(1) Weil die Abdeckung 33 durch die Positionierungsstifte 39 getragen wird, wird ein Absenken der Abdeckung 33 durch ihr Eigengewicht verhindert. Dadurch kann der Öffnungsabschnitt 49 problemlos durch die Abdeckung geschlossen werden.
(2) Wenn der Positionierungsstift 39 in das zweite Loch 156 des Schwimmers 153 eingeführt ist, rücken der Positionierungsstift 39 und der Schwimmer 153 durch den Impuls in die Einführungsrichtung vor. Dadurch, wenn der Schwimmer 153 mit der inneren oberen Oberfläche des ersten Loches 151 in Kontakt kommt, wird die Abdeckung 33 durch das erste Loch 51 fest nach oben gedrückt. Durch diese Stoßkraft wird verhindert, daß der Positionierungsstift 39 auf dem Weg von der abgeschrägten Oberfläche 157 eingefangen und gehalten wird.
(3) Da die abgeschrägte Oberfläche 157 nur an der oberen inneren Oberfläche des zweiten Loches 156 des Schwimmers 153 ausgebildet ist, wird die Abdeckung 33 ein wenig nach oben bewegt, so daß die Einführung sicher ohne Einfangen ausgeführt werden kann.
(4) Der Schwimmer kontaktiert fest die innere obere Oberfläche 155 des ersten Loches 151. Selbst wenn Staub durch den oben genannten festen Kontakt erzeugt wird, wird der Staub in dem Bereich zwischen dem Schwimmer und dem ersten Loch eingeschlossen, wodurch ein Verunreinigen des umgebenden Umfelds verhindert wird.
(5) Wenn die Abdeckung 33 geschlossen ist und sich in der Normalstellung befindet, wird die Abdeckung 33 nicht durch den Schwimmer 153 nach oben gedrückt (bezogen auf 10(B)). Weiterhin, wenn die Abdeckung 33 geöffnet wird, wird die Abdeckung ein wenig abgesenkt (bezogen auf 10(C)). Diese Abwärtsbewegung tritt zwischen dem Schwimmer 153 und dem ersten Loch auf, wodurch der durch die oben genannte Bewegung erzeugte Staub nicht das umgebende Umfeld verunreinigt.

Dadurch werden, bezüglich der vorliegenden Erfindung, im Vergleich zu der früheren in 13 gezeigten Technik die folgenden Auswirkungen erhalten.
Genauer, wenn sich die Abdeckung 33 in der Anfangsphase des Schließens in dem abgesenkten Zustand befindet, wird die Abdeckung 33 in den Zustand geöffnet, in dem sie nach oben gedrückt gehalten wird. Dadurch ist die Abdeckung nicht abgesenkt. Auf der anderen Seite, wenn sich die Abdeckung 33 in dem Zustand der Normalstellung in der Anfangsphase des Schließens befindet, wird die Abdeckung ein wenig abgesenkt, wenn die Abdeckung 33 geöffnet wird. Jedoch wird der durch die Abwärtsbewegung erzeugte Staub in einem Raum zwischen dem Schwimmer 153 und dem ersten Loch 151 eingeschlossen, wodurch ein Verunreinigen verhindert wird.
Weiterhin, bezüglich der vorliegenden Erfindung, können im Vergleich zu der früheren in 14 gezeigten Technik die folgenden Auswirkungen erhalten werden. Genauer, da die Abdeckung 33 fest nach oben gedrückt werden kann, wird verhindert, daß der Positionierungsstift auf seinem Weg von der abgeschrägten Oberfläche eingefangen und gehalten. Selbst wenn Staub durch den obigen festen Kontakt erzeugt wird, wird der Staub in einem Bereich zwischen dem Schwimmer 153 und dem ersten Loch 151 eingeschlossen, so daß ein Verunreinigen des umgebenden Umfelds verhindert wird. Weiterhin, wenn die Abdeckung 33 geschlossen ist und sich in der Normalstellung befindet, und die Abdeckung 33 geöffnet wird, wird die Abdeckung leicht abgesenkt. Der durch die obige Abwärtsbewegung erzeugte Staub wird in einem Raum zwischen dem Schwimmer 153 und dem ersten Loch 151 eingeschlossen, und verunreinigt das umgebende Umfeld nicht. Weiterhin wird die Abdeckung sicher und leicht nach oben bewegt, so daß die Einführung sicher und ohne eingefangen zu werden ausgeführt werden kann.
(Erste Ausgestaltung)
In der obigen Ausgestaltung hat das Positionierungsloch 65 eine den Schwimmer 153 beinhaltende Doppelstruktur. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, wie zum Beispiel in 11 gezeigt, kann das Positionierungsloch 65 ohne Doppelstruktur nur eine abgeschrägte Oberfläche 161 an der inneren oberen Oberfläche des Positionierungsloches haben.
In diesem Fall, wenn die Spiele an der Oberseite und der Unterseite des Positionierungsstiftes 39 in dem Positionierungsloch 65 E2 sind, ist das Stück U2, welches eine kleine Aufwärtsbewegung der nach oben gedrückten Abdeckung 33 ist, gleich E2. Dadurch ist die Abdeckung 33 nicht abgesenkt, wenn die Abdeckung 33 geöffnet wird.
Zusätzlich, da die abgeschrägte Oberfläche 161 nur an der inneren oberen Oberfläche des Positionierungsloches 65 ausgebildet ist, wird die Abdeckung 33 sicher nach oben bewegt, wodurch die Einführung sicher und ohne Einfangen auf dem Weg ausgeführt wird.
Im Gegensatz, wenn die abgeschrägte Oberfläche an der oberen inneren Oberfläche und der unteren inneren Oberfläche ausgebildet ist, wie zum Beispiel in 14 gezeigt, in der die Ränder des Positionierungsloches 65 abgeschrägt sind, um die abgeschrägten Oberflächen 66 zu bilden, wird der Positionierungsstift auf dem Weg eingefangen, da die Abdeckung 33 nicht nach unten bewegt wird, wenn der Positionierungsstift mit der unteren inneren Oberfläche der abgeschrägten Oberfläche in Kontakt kommt.
Obwohl an der oberen inneren Oberfläche 155 des ersten Loches 151 keine abgeschrägte Oberfläche ausgebildet ist, kann, bezogen auf die obige Ausgestaltung, eine abgeschrägte Oberfläche 163 an der oberen inneren Oberfläche 155 des ersten Loches 151, wie zum Beispiel in 12 gezeigt, ausgebildet werden. Durch diesen Aufbau kann die Abdeckung 33 weiter leicht nach oben bewegt werden, wenn der Schwimmer 153 mit der abgeschrägten Oberfläche in Kontakt kommt.
In diesem Fall kontaktiert der Positionierungsstift 39 den Schwimmer 153 an der abgeschrägten Oberfläche 157, und der Schwimmer kontaktiert das erste Loch 151 an der abgeschrägten Oberfläche 163, wodurch die Reibungskraft auf die beiden obigen Kontaktpunkte verteilt wird. Dadurch wird der durch die Reibung zwischen dem Schwimmer 153 und dem ersten Loch 151 erzeugte Staub in einem Raum zwischen dem Schwimmer 153 und dem ersten Loch 151 eingeschlossen. Weiterhin kann der durch die Reibung zwischen dem Positionierungsstift 39 und dem Schwimmer 153 erzeugte Staub im Vergleich zu dem in 10 reduziert werden, weil die Reibungskraft wie beschrieben verteilt wird, wodurch die Verunreinigung durch Staub verhindert wird.
Weiterhin, wenn der Winkel der an der inneren oberen Oberfläche des Schwimmers ausgebildeten, abgeschrägten Oberfläche 157 verkleinert wird, kann der größte Teil der Reibung an dem Schwimmer und der abgeschrägten Oberfläche 163 des ersten Loches erzeugt werden. Durch diesen Aufbau kann der größte Teil des erzeugten Staubs in einem Raum zwischen dem Schwimmer und dem ersten Loch eingeschlossen werden.
Besonders wenn der Winkel der an der inneren oberen Oberfläche des Schwimmers 153 ausgebildeten abgeschrägten Oberfläche 157 annähernd Null ist, kann weiterhin ein größerer Effekt erhalten werden.
Zusätzlich kann eine weitere abgeschrägte Oberfläche 165 an dem Schwimmer ausgebildet sein, die der abgeschrägten Oberfläche 163 der inneren oberen Oberfläche des ersten Loches 151 entspricht, wie in 12 gezeigt.
Weiterhin ist bei der in 10 gezeigten Ausgestaltung keine die abgeschrägte Oberfläche 157 kontaktierende, abgeschrägte Oberfläche an dem Positionierungsstift 39 ausgebildet, wodurch der Positionierungsstift 39 an einem Punkt den Schwimmer kontaktiert. Allerdings kann eine der abgeschrägten Oberfläche 157 entsprechende abgeschrägte Oberfläche an dem Positionierungsstift ausgebildet sein, wodurch der Positionierungsstift 39 zur Reduktion der Erzeugung des Staubs den Schwimmer an einem größeren Bereich kontaktiert.
Eine elastische Abdeckung 167, wie zum Beispiel eine Balg-artige, kann zwischen dem Randbereich des zweiten Loches 156 des Schwimmers 153 und der Innenseite des Randbereiches des ersten Loches 151 angeordnet sein, um den in dem Raum zwischen dem Schwimmer 153 und dem ersten Loch 151 eingeschlossenen Staub aufzuhalten, wodurch in der in 12 gezeigten Ausgestaltung ein perfekter Einschluß des Staubs ermöglicht wird.
Weiterhin, obwohl das Schlüsselloch 67 den Schwimmechanismus 81 der oben beschriebenen Ausgestaltung beinhaltet, muß das Schlüsselloch nicht notwendigerweise einen Schwimmechanismus enthalten. Es kann auch Material verwendet werden, das eine ausreichende Ausdehnung und Zusammenziehung aufweist. Wenn die Größe des Schlüssellochs 7 und des Positionierungsloches 65 ausreichend genau ist, ist es nicht notwendig, einen Schwimmechanismus zu beinhalten.
Die Verschlußklaue 115 rotiert, um bogenförmig aus dem auf der Rückseite des Abdeckungsgrundteils 61 des Abdeckung 33 ausgebildeten Fenster 119 zu ragen, und greift in den Bindeabschnitt 129 der oben beschriebenen Ausgestaltung ein. Die Verschlußklaue 115 kann zum Eingreifen in den Bindeabschnitt gerade durch den Kanal hindurchragen oder aus diesem zurückgezogen werden, welcher horizontal oder vertikal an einer Seite des Randes der Abdeckung 33 ausgebildet ist.
Wie oben bezüglich der vorliegenden Erfindung beschrieben, kann die Einführung leicht ausgeführt, und die Abdeckung problemlos geschlossen werden, wenn der Positionierungsstift und der Schlüssel des Öffnungsmechanismus in das Positionierungsloch bzw. das Schlüsselloch eingeführt werden, die zur Öffnung und Schließung der Abdeckung des zur Aufnahme und zum Transport von staubfreien Gegenständen, wie etwa Halbleiter-Schichträgern, dienenden Behälters an diesem angeordnet sind.
Die durch den erfindungsgemäßen Behälter aufgenommenen und transportierbaren staubfreien Gegenstände sind nicht auf Siliziumscheiben beschränkt. Halbleiter-Trägersubstanzen, wie Flüssigkristallträgermaterial und Gegenstände aus dem medizinischen Umfeld, können verwendet werden.

Claims

Behälter zur Aufnahme und zum staubfreien Transport von Gegenständen, welcher auf einer Ladevorrichtung (1) in einer Grenze zwischen einem Hochreinraum (5) und einem Reinraum (7) installiert ist, dessen Öffnungsabschnitt (23) mit dem Hochreinraum (5) durch Öffnen und Schließen einer Abdeckung (33) an der vorderen Oberfläche des Behälters (11) durch einen Öffnungsmechanismus (37) an der Ladeeinrichtung verbunden oder getrennt werden kann, aufweisend: ein Positionierungsloch (65) an einer Frontseite der Abdeckung (33) in welches ein Positionierungsstift (39) des Öffnungsmechanismus (37) eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich ein Teil einer oberen inneren Oberfläche (161) des Positionierungsloches gegenüber der Frontoberfläche der Abdeckung (33) verjüngt ist, um ein leichtes Aufwärtsbewegen der Abdeckung zu ermöglichen.
Behälter zur Aufnahme und zum staubfreien Transport von Gegenständen, welcher auf einer Ladevorrichtung (1) in einer Grenze zwischen einem Hochreinraum (5) und einem Reinraum (7) installiert ist, dessen Öffnungsabschnitt (23) mit dem Hochreinraum (5) durch Öffnen und Schließen einer Abdeckung (33) an der vorderen Oberfläche des Behälters (11) durch einen Öffnungsmechanismus (37) an der Ladeeinrichtung verbunden oder getrennt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein Positionierungsloch (65) eine Doppelstruktur mit einem als eine Einheit mit der Abdeckung (33) in der Frontseite der Abdeckung (33) ausgebildeten ersten Loch (151) aufweist, und ein Schwimmer (153) in dem ersten Loch (151) so aufgenommen ist, dass der Schwimmer (153) leicht wenigstens in vertikaler Richtung bewegbar ist, an einer Frontseite des Schwimmers (153) ein zweites Loch (156) ausgebildet ist, in welches der Positionierungsstift (39) praktisch eingeführt ist, und der Schwimmer (153) mit einer verjüngten Oberfläche (157) versehen ist, welche nur an einer oberen inneren Oberfläche des zweiten Lochs (156) ausgebildet ist.
Behälter gemäß Anspruch 2, in welchem darüber hinaus eine verjüngte Oberfläche (163) lediglich an der inneren oberen Oberfläche des ersten Lochs (151) ausgebildet ist, welche es der Abdeckung ermöglicht, sich leicht durch Kontaktierung mit dem Schwimmer (153) aufwärts zu bewegen.
Behälter gemäß Anspruch 1, bei welchem ein Schlüssellochabschnitt mit einem Schlüsselloch (67) an der Frontseite der Abdeckung (33) vorhanden ist in welches ein Schlüssel (41) des Öffnungsmechanismus (37) eingeführt ist, und ein Schwimmmechanismus (81) vorhanden ist, um eine Bewegung des Schlüssellochabschnittes in geringem Maße entlang der Oberfläche der Abdeckung (33) zu ermöglichen.
Behälter gemäß Anspruch 4, wobei der Schwimmmechanismus (81) eine Struktur aufweist, in welcher der periphere Abschnitt des Schlüssellochabschnittes durch eine Vielzahl von in J-Form gebogene flache Klammern gestützt wird.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Abdeckung (33) einen Verschlussmechanismus (69) zum Verschließen und Öffnen der Abdeckung (33) durch Drehen des Schlüssels (41) aufweist, und eine Verschlussklaue (107) des Verschlussmechanismus (69), welche aus einem Fenster (119) an einem Eckabschnitt der Abdeckung (33) hervortritt, um mit einem Bindeabschnitt an einem Eckabschnitt des Öffnungsabschnittes (49) des Behälters (11) befestigt zu werden, eine innere Flanke (131) und eine äußere Flanke (133) entsprechend in der Innenseite und der Außenseite des Eckabschnittes des Öffnungsabschnittes (49) ausgebildet sind, wobei ein Halteabschnitt und ein Versiegelungsbereich (141) zwischen der inneren und der äußeren Flanke (131, 133) angeordnet sind.