JP5465857B2 - ドア付きウェハーエンクロージャ - Google Patents

Description

この発明はウェハーキャリヤに関する。さらに詳しくは、この発明はラッチ機構を備えたドアを有するシール可能なウェハーエンクロージャに関する。

貯蔵や搬送のために、容器の中にウェハーを閉じこめるために様々な方法が利用されており、ある容器は、ウェハーを受け入れるための垂直方向のスロットとフレキシブルなスナップオン式カバーとを備えた堅固な本体を有している。これらの容器は、ウェハーが周囲雰囲気に曝されてはいけないような用途における使用には不適である。

200mm以下のウェハーに対しては、ウェハーを周囲雰囲気へ曝すことなく処理装置までウェハーを搬送できるようにする清浄なシールされたミニ環境を提供するために、図１に示されているようなＳＭＩＦ（標準機械的インターフェース(standardized mechanical interface)）ポッド２０として知られている容器が利用されている。こうしたポッドの例が米国特許第4,532,970号や第4,534,389号に開示されている。こうしたＳＭＩＦポッドは、開口した底部を形成するフランジとして構成された下側のドアフレーム部分３５を備えた一般的に透明な容器部分３４と、開口した底部を閉じるためのラッチ可能なドア３６とを有している。ドアフレーム部分３５は処理装置へクランプされ、処理装置に設けられたドアが下側のＳＭＩＦポッドドアへ取り付けられる。前述した処理装置の中で、シールされた処理環境の中までシェルから下方へ両方のドアが同時に降ろされる。ＳＭＩＦポッドドア３６の上面４０の上に設けられていてウェハーが装填された別個のＨバーキャリヤ３８がポッドドアといっしょに降ろされ、ウェハーへアクセスして処理が行われる。

半導体処理産業は特に300mm以上の大きなウェハーを利用する方向に移行しつつある。工業規格の発展によって、そうしたウェハー用の搬送モジュールは、モジュールから下方へ落下する底部ドアではなくて、ウェハーを挿入したり取り出したりするためにフロント開口式ドアを利用することになろう。図２には、そうしたフロント開口式エンクロージャが示されている。こうしたクロージャは、別個の取り外し可能なキャリヤを用いずにウェハーを容器部分３４の中に支持できるけれども、ＳＭＩＦポッドと類似した部品を有している。

シール可能なエンクロージャに対するドアエンクロージャやラッチ機構については従来から様々な構造が知られている。これらは一般的には、容易に分解できないとか、多数の可動部材を有しているとか、ファスナなどの金属部材を利用しているなどの欠点を有している。金属ファスナやその他の金属部材を使用することは、半導体ウェハーのキャリヤや容器においては非常に好ましくない。金属部材は、擦ったり引っ掻いたりするときに非常に有害な粒子を発生する。ファスナを用いてモジュールを組み付けると、そうした擦ったり引っ掻いたりする事態が起きる。従って、金属ファスナや、ウェハーキャリヤにおける他の金属部材の使用は避けなければならない。

当該分野で周知のラッチ機構は回転式カム部材を通常は使用することになるであろう。こうしたカム部材は一般的には平らなプラスチックプレートから形成されており、カム面を形成する細長い溝を有している。これらのカム面は一方向へのカムフォロワの動きを提供するだけであり、これは一般にはラッチ部分の伸びたり引っ込んだりする動きへ変換される半径方向における一回の前後運動である。ドアを固定してシールするために、ラッチ部分を容器部分へ近づけたり遠ざけたりするためには、多くの構成部分を追加した別の手段が必要となろう。そうした追加構成部材は、製造コストが増大し、ラッチ機構が複雑になり、組み付けや分解が困難になり、擦ったり引っ掻いたりする表面の数が増えて粒子発生が多くなる。

上述したエンクロージャは比較的清浄な環境で使用されるけれども、時間が経つと、エンクロージャの上や中、そしてドアエンクロージャの内部には汚染物質が堆積して、最終的にはクリーニングが必要になる。このような汚染物質は、上述したドアのラッチ機構を操作するときなどに部材を擦ったりすることによって、またウェハー棚にウェハーを装着したり取り出したりすることによって、そしてドアを容器部分へ係合させたり外したりすることによって発生する。従来のラッチ機構では多数の部材が使われていること、ドアの分解が困難なこと、そして金属ファスナを使用していることで、ドアのクリーニングが困難である。分解が容易なラッチ機構を備えており、可動部材ができるだけ少ないような分解が容易なドアが必要とされている。

以下に開示し、そして請求項に記載されている特徴を有するドアは、上述したようなタイプのエンクロージャでの使用に適しており、上述した要求を満足している。

ウェハー用のシール可能なエンクロージャは、最小限の可動部材を利用していて容易にアクセスできかつ分解することのできるラッチ機構を備えたドアを有している。このドアはカム部材を備えたエンクロージャを有しており、カム部材はポストの上で回転可能であり、一対のラッチ用アームと係合する。ドアが前部側ドアか底部ドアかによって、ラッチ用アームは、上方及び下方へ、あるいは前方及び後方へ伸びたり後退したり、移動したりする。ラッチ用アームの移動は、ラッチ用アームのカムフォロワ部分をカム部材に対して軸方向に、また半径方向に移動させるように形成されたカム部材のカム部分によって行われる。ラッチ用アームはエンクロージャの中の支点の上で旋回する。ラッチ機構はパネルを介してアクセス可能であり、このパネルは、ドアエンクロージャの内部端壁の上に設けられた溝と協働するパネルの上に一体化された戻り止めによって取り付けられる。回転部材はスロットが設けられた中心を有しており、ポストの上へ挿入回転位置で設置することによってエンクロージャから延びるＴ字形のポストの上に固定される。組み付けられると、カム部材の回転はエンクロージャに設けられたストップによって動作範囲が制限される。

この発明の特徴及び利点は、洗浄やその他の目的のために、ドアが容易に分解及び組み付けできることである。

この発明の別の利点及び特徴は、ラッチ機構がすべて射出成形で形成することのできる最小限の数の部材を利用していることである。

この発明の別の利点及び特徴は、ドアに金属製の部材やファスナが不要であり、使用されていないことである。

従来技術の図１及び図２は、この発明が非常に適している底部開口式のＳＭＩＦポッド２０とフロント開口式の搬送モジュール３０とをそれぞれ示している。シール可能な各エンクロージャは、容器部分３４と、これと協働するドア３６とを有している。ＳＭＩＦポッド２０は別個のウェハーキャリヤ３８も有している。このウェハーキャリヤは当該分野において周知のＨバーキャリヤであり、ドア３６の上面４０に着座する。

各容器部分３４と、各エンクロージャは、上部側４６と、前部側４８と、底部側５０とを有している。ＳＭＩＦポッドにおいては、底部側５０は、ウェハーキャリヤ３８とドア３６とを受容するために開口している。搬送モジュール３０においては、前部側４８が開口していて、ドア３６によって閉じられるようになっている。

ドアは、内向側５２と、外向側５３と、四つの側壁５５から成る周部５４とを有している。各ドア３６はエンクロージャ５６を有している。エンクロージャ５６は、ラッチ機構６０を収容する開口した内部５８を有している。ラッチ機構の一部が図１及び図２に示されている。ラッチ機構はラッチ部分６２を有している。ラッチ部分６２はスロット６６から外へ伸びて、容器部分３４のドアフレーム部分７４の中に配置されているラッチ部分レシーバ６８に係合できる。

ここで、この発明を構成する改良点の詳細を説明する。図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、外向パネル７７を切り取って取り除いた状態のドア３６が、ラッチ機構６０を収容する内部５８を見せている。ラッチ機構６０は回転可能なカム部材８０と、一対のラッチ用アーム８２とから成っている。カム部材８０の詳細は図４、図５、図６、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃにさらに示されている。カム部材８０は上面９０と、底面９２と、中央のハブ９６と、カム部分１００と、連結開口部１０２と、構造緩和部分１０４とを有している。

カム部材８０の上面９０は、内向側５２の内側ドアパネル１０５の方を向いている。カム部材８０のハブ９６内にはスロット１０６が設けられている。スロット１０６は、内側ドアパネル１０５のところでエンクロージャ５６から延びているＴ字形状のポスト１１０の保持部分１０８へ嵌合するような寸法を有している。図８を参照のこと。

カム部材８０は回転挿入位置においてポスト１１０の保持部分１０８と位置が揃うようにポスト１１０に組み付けられる。この位置において、カムホイールを若干回転して、作動回転範囲へ移動させる。この作動回転範囲は、図３Ａ及び図３Ｂに示されているような限界位置を含めたその間の回転位置によって限定される。回転限界は、参照番号１１２で点線によって示されたエンクロージャから延びるストップによって与えられている。

図４，図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃを参照すると、カム部分１００は細長いストリップ１２２の上に一対の第１の係合部分１１８を有している。細長いストリップ１２２の高さと、それに対応した係合部分１１８の高さは、ストリップ上の半径方向の位置によって変化する。カム部材８０は補足的な第１の係合部分１３０も有している。係合部分１３０は、ラッチ用アーム８２のカムフォロワ部分１３６を捕捉してガイドするときに、第１の係合部分１１８と協働する。カム部材はまた、補足的な第２の係合部分１４２と協働して動作する第２の係合部分１４０も有している。これらの係合部分はラッチ用アーム８２のカムフォロワ部分１３６へ係合して捕捉する。

ラッチ用アームは図３Ａ、図３Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ及び図９に示されている。ラッチ用アームは、第１の端部１５２と、対向する第２の端部１５４と、第１の端部に設けられたカムフォロワ部分１３６と、対向する第２の端部に設けられたラッチ部分６２を有している。カムフォロワ部分は図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに示されているようにほぼＳ字形状の断面を有していて、カム部材の中へ組み付けて、その中に保持して継続的に係合できるようになっている。カムフォロワ部分は、カム部材８０の第１の係合部分１１８と係合する第１の係合面１５０と、補足的な第１の係合部分１３０と係合する補足的な第１の係合面１５３とを有している。また、第２の係合面１５８は回転可能なカム部材８０の第２の係合部分１４０と係合し、補足的な第２の係合面１６０が補足的な第２の係合部分１４２と接触して係合する。

図３Ａ、図３Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃを参照すると、回転可能なカム部材８０に対するラッチ用アームの動きが示されている。図３Ａ及び図７Ａはドアエンクロージャ５６の内側へ完全に引っ込んだ状態のラッチ部分６２を示している。図７Ｂは、伸びた状態にあり、内側ドアパネル１０５に近接した、従って容器部分の内部に近接した状態にあるラッチ部分６２を示している。図７Ｃ及び図３Ｂは、伸びた状態にあり、内側ドアパネル１０５から離れた状態、従ってほぼ容器部分の内部及び容器部分から離れた状態にあるラッチ部分６２を示している。内側ドアパネル１０５から離れるこの動きによって、ドア３６全体が容器部分の内部へ向けて内側へ付勢され、その結果、完全に固定されシールされた関係が実現される。

図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに示されているように、ラッチ部分の最初の伸びは、回転可能なカム部材が図３Ａに示されている位置から約20゜まず回転することによって行われる。この位置にあるカム部分は、第２の係合部分１４０によって半径方向に押される。この点から、カム部分１００の第１の係合部分１１８の高さは図７Ｃに示されている高さまで徐々に増大する。この点においてカム部分が図７Ｃに示されているように上方へ隆起し、ラッチ用アームは、内側ドアパネル１０５と一体化された支点１７０のまわりに回動する。支点１７０のまわりの前述した回動によって、ラッチ部分６２がカム部分の動きと反対の方向へ移動する。これによって、ドアが、ドアフレーム、従って容器部分と完全に係合する位置まで内側に引っ張られる。

図５及び図７Ｃに最もよく示されているように、ラッチ用アームが支点１７０のまわりに回動するにつれて、第１の係合部分１１８と、補足的な第１の係合部分１３０は傾斜して、ラッチ用アームの第１の係合面１５０と補足的な第１の係合面１５２の傾斜に完全に整合する。これによって、ラッチ用アームの荷重を、カム部材の上へ完全に分配することが可能となり、従って荷重を広い面積にわたって分配させて、構成部材を擦ることによる粒子の発生を最小限に抑えることが可能となる。

図３Ａ及び図１０を参照して、外側ドアパネル１８０の構造とラッチ動作を詳細に説明する。ドアパネル１８０はばね部材１８６に配置された複数の戻り止め１８４を有している。ばね部材は前述した戻り止め及びドアパネル１８０の残りの部分と一体化されている。前記戻り止めとばね部材とは、ドアパネルの外側端部１９０に配置されている。ドアパネルはまた一対のキャッチ１９４も有している。キャッチ１９４は協働するばね部材１８６を有していない。ドアパネルはまずドアエンクロージャ５６の側壁５５の上へ組み付けられる。キャッチ１９４は、上側あるいは下側の周辺部に設けられた協働する溝１９８と係合している。次にドアパネルを下方へ回転して、キャッチ部材の反対側の戻り止め１８４と、キャッチ部材と隣接するドアパネルの側部に設けられた戻り止め１８４とを、ドアエンクロージャの周辺部５４に設けられた対応する溝に隣接させる。次に戻り止めを所定の位置へスナップして、金属ファスナを用いずにドアパネルを周辺部へ固定する。戻り止めと、ばね部材と、キャッチ部材の寸法は、ドアが所定の位置へラッチされたとき、ばね部材がドアパネル１８０の面内の方向とドアパネルと直角な方向の両方に荷重を受けるようなものになっている。この荷重によって、ドアパネルは周辺部との係合が保持され、また戻り止めを引っ込めると戻り止めがドアエンクロージャから外側へ外れる。これによって、ドアパネルを周辺部５４から本質的に自動的かつ簡便に分離することができ、ドアパネルの取り外しが容易になる。

上述した構成部材は、ガラス及び／もしくはカーボンファイバが充填されたナイロンあるいはポリカーボネートなどの射出成形されたプラスチック材料か、フィラーを含み、あるいはＰＴＦＥフィラーを含んだ上述のプラスチックから形成される。こうした部材は機械加工することもできる。

この発明は、その精神あるいは本質から逸脱することなく、他の形態で実現することが可能である。従って、上述した実施の形態は単に説明のためのものであり、発明を限定するものではない。この発明の範囲に関しては、上述した説明よりも添付されている特許請求の範囲を参照すべきである。

従来のＳＭＩＦポッドの斜視図である。 従来の搬送モジュールの斜視図である。 カバーの一部を取り除いたドアの斜視図である。 カバーが取り外されたドアの斜視図である。 回転可能なカム部材の斜視図である。 図４の回転可能なカム部材の側面図である。 回転可能なカム部材の底部側の斜視図である。 図３Ａの７−７線断面図である。 ラッチ部分が伸びた状態にある図７Ａの断面図である。 ラッチ部分が伸びて傾斜した状態にある図７Ａ及び図７Ｂの断面図である。 ドアの内側パネルの斜視図であり、Ｔ字形状のポストを示している。 ラッチ用アームの斜視図である。 フロントパネルカバーの斜視図である。

Claims (3)

1. シール可能なウェハーエンクロージャのためのドアであって、
   フロントパネルと、リヤーパネルと、周辺部を形成していて前記フロントパネルと前記リヤーパネルとの間を延びる四つの側壁とを備えたエンクロージャと、ラッチ機構とを有し、前記側壁が複数の溝を有し、前記ラッチ機構が、前記側壁から該
   側壁を通って伸張可能な複数のラッチ部分へ連結された回転部材を有しており、前記フロントパネルが取り外し可能であるとともに、該フロントパネルと一体化された複数のばね部材にそれぞれ一体化された複数の戻り止めを備えた外側端部を有しており、前記ばね部材の各々は前記フロントパネルに連結された第１の端部と、該第１の端部と反対側の第２の端部とを有する湾曲部分を有し、前記第２の端部は自由端となっていて、対応する前記戻り止めに連結されており、前記戻り止めが、前記側壁へ向けて外側へ延びていて前記側壁に設けられた前記複数の溝と係合して前記側壁を捕捉し、ばね部材がフロントパネルの面内の方向と前記フロントパネルと直角な方向の両方に荷重を受けて、金属ファスナを用いずに前記フロントパネルを前記側壁へ固定するドア。
2. 請求項１のシール可能なウェハーエンクロージャのためのドアであって、前記フロントパネルが前記外側端部を形成する４つの辺を有し、該４つの辺の一つには前記周辺部に設けられた溝に係合するキャッチが設けられており、前記戻り止めがキャッチと反対側に配置されているドア。
3. ドア開口部を限定するフロントドアフレームを有するエンクロージャ部と、前記フロントドアフレームに対して寸法決めされたドアとを有するシール可能なウェハーエンクロージャであって、前記ドアは開口した内部と周辺部とを有するエンクロージャとして構成されており、前記ドアはフロントパネルと、リヤーパネルと、周辺部を限定する側壁と、前記開口した内部内の回転部材を有するラッチ機構と、前記ドアの周辺部から伸張可能な複数のラッチ部分とを有しており、前記フロントパネルが、金属ファスナを用いずに前記フロントパネルの周辺部を前記ドアへ固定するための一体化された複数の戻り止めを備えており、前記複数の戻り止めは、前記フロントパネルと一体化された複数のばね部材にそれぞれ一体化されており、前記ばね部材の各々は前記フロントパネルに連結された第１の端部と、該第１の端部と反対側の第２の端部とを有する湾曲部分を有し、前記第２の端部は自由端となっていて、対応する前記戻り止めに連結されており、ばね部材がフロントパネルの面内の方向と前記フロントパネルと直角な方向の両方に荷重を受け、この荷重によって、前記ドアパネルは前記周辺部との係合が保持され、また前記戻り止めを引っ込めると該戻り止めがドアエンクロージャから外側へ外れる、シール可能なウェハーエンクロージャ。
   
   

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