TW577955B - Laterally floating latch hub assembly - Google Patents

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優先權之主误 本申請案主張2000年12月13日提出申嗜之 攸m甲σ月之吴國臨時專利 申請案序號第60/255，625號之權利，該案之内 尔 < 門谷U引用之方 式併入本文。 背景 發明範疇 本發明係關於前開式整合莢式容器（F0UP)，更特定士之 則係關於一設於FOUP門或埠門内之橫向浮動閃鎖轂=二之 其可提高閂鎖總成與從動閂鑰接合時之誤差容許值^並減 少載入埠之FOUP錯誤。 彳 相關技藝之說明 惠普公司（Hewlett-Packard company)在美國專利第 4,532,970號及第4,534,389號中提出一種標準化機械介面系 統。標準化機械介面系統之目的係為減少半導體晶圓在半 導體製程之儲運過程中所受之微粒通量。達成此一目的之 方法包括：在儲運過程中以機械方式確保晶圓周圍之氣態 介質（例如空氣或氮氣）基本上係相對晶圓而固定不動、確保 周圍環境中之微粒不致進入緊鄰晶圓之環境中等。 一標準化機械介面系統具有三個主要部份：（1)用於儲運 晶圓及/或晶圓卡匣之微容積密封莢；（2)一位於半導體加工 工具上之輸入/輸出（1/0)微環境，其一經注入潔淨空氣後便 可提供一微小之潔淨空間，吾人可在該潔淨空間内將外露 之晶圓及/或晶圓卡匣送進及送出加工工具之内部；及（3)一 介面，其可在標準化機械介面莢與標準化機械介面微環境 -4 - 本紙張尺度適财國國家標準(CNS) A4規格(2腦297公着) 577955 A7 B7 五、發明説明（2 ) 間傳送晶圓及/或晶圓卡匣，使晶圓或卡匣不致暴露於微粒 中。Mihir Parikh與 Ulrich Kaempf所著之論文：“SMIF: A TECHNOLOGY FOR WAFER CASSETTE TRANSFER IN VLSI MANUFACTURING，，（Solid State Technology，1984年 7月，第111至115頁）則對一業經提出之標準化機械介面系 統之其他細節有所說明。 上述類型之系統係針對0.02微米（# m)以下至200微米以 上之微粒尺寸。由於製造半導體裝置時所使用之幾何尺度 十分微小，該種尺寸之微粒在半導體製程中之破壞力極大 。目前典型之先進半導體製程所使用之幾何尺度不超過半 微米。若半導體裝置之幾何尺度為1微米，大於0.1微米之 污染物微粒即可造成嚴重干擾。當然，半導體加工作業之 幾何尺度日益縮小乃勢之所趨，目前研發實驗室中之幾何 尺度已接近0.1微米及以下，未來之幾何尺度更將愈來愈小 。因此’吾人所關注之污染物微粒及分子污染物之尺寸亦 將愈來愈小。 FOUP通常包括一垂直向之FOUP門，其可與一 FOUP外殼 接合’因而形成一密封、超潔淨之内部環境，供晶圓儲運 之用。晶圓則係支撐於一卡匣中，該卡匣可安裝於該外殼 之内部或該外殼内部之架上。 為能在一晶圓廠内之FOUP與加工工具間傳送晶圓，一 FOUP基本上係以手動或自動方式載入一位於加工工具正面 之載入槔’使莢門鄰近加工工具之埠門。該埠門包括一對 可轉動之閂鑰，其可分別接合於FOUP門上之長孔中，因而 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

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線 577955 A7 B7 五、發明説明（3 ) ；· 裝- 達成兩項目的。當莢門與埠門彼此相鄰、而閂鑰亦已進入 長孔後，閂鑰之轉動將引動FOUP門内之一閂鎖總成，使 FOUP門與FOUP分離。有關該種位於FOUP門内之閂鎖總成 之細節可見Bonora等人所獲頒美國專利第4,995,430號：“具 有改良式閂鎖機構之可密封可運送容器”之說明，該項專利 為本申請案之讓受人所有。其次，閂鑰在長孔内之轉動亦 可將FOUP門連接至埠門，此後兩者便可一同離開載入埠， 使晶圓得以在FOUP與加工工具間傳送。在完成晶圓加工後 ，埠門可將FOUP門送回至FOUP。此時若以反方向轉動閂 鑰將使載入谭與FOUP門分離，並將FOUP門重新閂鎖於 FOUP上。

線 吾人必須能反覆精確控制FOUP門之正面在載入埠上之位 置，方可確保FOUP門與埠門接合無誤。為到達所需位置， 傳統之載入埠總成系統在一水平支撐表面上設有動力銷， 其可接合於FOUP底部之長孔中，俾將FOUP支撐於一固定 且可重覆之位置。但傳統前開式載入埠總成之問題在於， 儘管安置於動力銷上之FOUP其水平表面業經精確定位， FOUP門正面之實際位置仍無法獲得精確控制，其往兩側偏 移之幅度約可達0.025英吋。導致此一變化之原因包括FOUP 之彎曲、構造不良、及公差；FOUP門未妥適安置於FOUP 中；及動力銷所在位置之公差。 FOUP門與埠門其預期與實際相對位置間之差異影響甚鉅 ，因為埠門内之閂鑰能否妥適接合於FOUP門之長孔中，其 最大容許誤差約為±0.005英吋。若位置差異大於此值，有 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） A7

可能導致閂鑰與構成F〇u 。萁士兰S 1 长孔之壁面接觸，因而產生微粒 。：=!顯著，亦有可能在載入埠產生-錯誤 門置狀&: ΐ讀在察覺錯誤後巾止製程，使載人槔進入 ㈣卫將問題解決為止。由於—晶圓廢可具 有數百個載入蜂，曰夂菩

载入埠均有可能因閂鑰未對準FOUP 制、土:1 ^F()UP錯〶，此—問題將嚴4影響產出，對晶圓 衣a而σ ’亦已成為_大隱憂。先前技藝中對此問題之 解決方案包括使⑽及長孔均具有斜角，但經證實，此作 法僅能解決部分之問題。 發明概沭 因此纟發明之_優點係提供—可容許位置誤差之系統 ’使閃鑰即使起初未對準，仍可妥適接合於刚？長孔中。 本發明之另一優點係提供一橫向浮動閃鎖轂總成，其可 輕易結合於現有之閂鎖總成設計中。

線 本發明之另一優點係提供一橫向浮動閂鎖轂總成，其可 將來自閂鑰之扭矩有效傳送至閂鎖總成。 本發明之另一優點係提供一橫向浮動閂鎖轂總成，其可 結合於一 FOUP門内但不致改變該F〇up門或該F〇up之外部 構造或尺寸。 本务明可&供上述及其他優點，本發明之較佳具體實例 係關於一橫向浮動閂鎖轂總成。在較佳具體實例中，該橫 向浮動閂鎖轂總成包括一閂鑰收受器，該收受器係以可平 移之方式安裝於一可轉動之閂鎖引動凸輪内。當吾人將一 FOUP朝一載入埠總成推進時，閂鑰收受器可容納埠門内之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 5 五、發明説明（ 閃鑰i該收受器亦可橫向平移，以確保閃鑰妥適接合於該 收又^中。一旦容納於該收受器中，來自閂鑰之扭矩便可 丄由門鑰收叉益傳送至問鎖引動凸輪。吾人亦可將槔門内 之閃鑰改為、或另以可平移之方式安裝於埠門内之一從動 穀上’使⑽本身即可橫向移動，以確保⑽能妥適接合 於該FOUP之閂鎖總成中。 凰式簡單說曰fl 以下將參照圖式以說明本發明，圖式中： 圖1係本發明一 F0Up之後視立體圖式； 圖2係一載入埠總成之前視立體圖式，該總成可容納本發 明之一 FOUP; 圖2A係一閂鑰之放大立體圖式，該閂鑰可容納於本發明 之一橫向浮動閂鎖轂總成中； x 圖3 ίτ、 F0UP門及外殼内部之前視圖，顯示一對閂鎖麴 成’其包括本發明之橫向浮動閂鎖轂總成； 圖4係一 F0UP門及外殼内部之前視圖；為顯示本發明之 棱向浮動閂鎖轂總成，其中之閂板業經切除； 圖5 A係本發明一閂鎖引動凸輪之放大侧視圖； 圖5B係本發明一閂鎖引動凸輪之放大前視圖； 圖6 A係本發明一閂鑰收受器之側視圖； 圖6B係本發明一閂鑰收受器之前視圖； 圖7係本發明一橫向浮動閂鎖轂總成於組裝後之前視圖， 該總成包括一閂鑰收受器，其位於一閂鎖引動凸輪内之橫 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 ： 577955

圖8係本發明檢向斤動問鎖㈣成之前視圖，該總成之 一閃餘收受器已平移至―閃鎖引動凸輪内之_第一側； 圖係本毛月；^向浮動問鎖較總成之前視圖，該總成之 一閃鑰收受器已平移至_問鎖引動凸輪内之—第二側； 圖10係本發明一楛·南、、主# 杈向/于動閂鎖轂總成之前視圖，該總成 之-閂鑰收受器已平移至一閂鎖引動凸輪内之一第二側且 經轉動；

圖UA係本發明閃鎖引動凸輪一替代具體實例之前視圖； 圖11B係-閃餘收受器安裝於如圖UA所示之問鎖引動凸 輪内之前視圖； 裝- 圖12A係本發明閃鎖引動凸輪另一具體實例之前視圖； 圖12B係一問錄收受器安裝於如圖ΠΑ所示之問鎖引動巴 輪内之前視圖； 玎

線 圖13A係本發明問鎖引動凸輪一替代具體實例之前視圖； 圖1 3B係本發明閂鑰收受器一替代具體實例之前視圖； 圖13C係一橫向浮動問鎖轂總成之前視圖，該總成包括如 圖13A所示之閂鎖引動凸輪及如圖13B所示之閂鑰收受器； 圖14A係本發明閂鎖引動凸輪另一替代具體實例之前視 圖； 圖14B係本發明閂鑰收受器另一替代具體實例之前視圖； 圖14C係一橫向浮動閃鎖轂總成之前視圖，該總成包括如 圖14A所示之閂鎖引動凸輪及如圖14B所示之閂輸收受器· 圖1 5係橫向浮動閂鎖轂總成之一具體實例，其包括一橫 跨左右兩端、且具有置中作用之彈簧。 -9 - 本紙張尺度適用中S S家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) ------ 577955 五 、發明説明（ A7 B7

立L件符號說明 14 指狀物 43 半圓形壁 15 長孑L 44 凹陷之内部區域 20 300公厘 FOUP 46 引導空間 22 F0UPH 48 突起物 24 FOUP外殼 60 閂鑰收受器 25 載入埠 62 長孔 26 埠門 66 翼部 27 莢推進板 70 閂鎖引動轂 28 橫向浮動閂鎖轂總成 71 半圓形部分 29 加工工具 73 閂鎖引動凸輪 30 正面 75 閂鎖引動凸輪 31 蓋板 76 隆起導件 32 問鎖引動凸輪 78 閂鑰收受器 33 閂鑰 82 隆起導件 35 斜角邊緣 84 收受器 40 斜坡 86 長橢圓形凹陷區 42 銷 詳細說明 以下將參照圖1至圖15以說明本發明。本發明在較佳具體 實例中係關於一FOUP門，其包括一橫向浮動閂鎖轂總成。 在， 一較佳具體實例中， 該橫向浮動閃鎖轂總成可與一傳統 閂鎖總成結合，以便連接及釋放一 FOUP 内之一 FOUP 門。 參見圖1，其為一 300公厘FOUP 20之立體圖式，該FOUP -10-

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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 577955 A7 B7 五、發明説明（8 ) 包括一 FOUP門22，其可接合一 FOUP外殼24，因而形成一 可容納一個以上工件之密封環境。（當吾人將FOUP裝載於 載入埠時，莢20之背面通常係面向埠門。但為使圖式清晰 ，圖1所示則與此不同。）圖示之莢20雖係一 300公厘之 FOUP，但容器之尺寸及種類並非本發明之關鍵。為能在 FOUP 20與加工工具29(圖2)間傳送工件，吾人需將該FOUP 裝載於一載入埠25上，使其鄰近該加工工具正面之一埠門 26。至於工具29内所進行之製程種類則並非本發明之關鍵 ，可為任一種測試、監測、及/或加工作業。 現請參閱圖1、圖2、與圖2A，該FOUP門包括一蓋板3 1， 其面向埠門26之一正面30。門26包括一對閂鑰33，其可容 納於後述橫向浮動閂鎖轂總成之一對對應長孔62中。為將 FOUP門與埠門閂鎖在一起，吾人需將FOUP門22安置於一 莢推進板27上，並由該推進板將該FOUP推往埠門，使垂直 向之閂錄33容納於垂直向之長孔62中。 圖3係一 FOUP門22在去除蓋板31後之前視圖。門22係安 置於FOUP外殼24内，吾人可在圖3中、FOUP門之周圍看見 該外殼之邊緣。FOUP門22内裝有一對閂鎖總成，各總成均 包括一對閂板30、及本發明之一橫向浮動閂鎖轂總成。閂 板30之末端包括指狀物14，其可容納於FOUP外殼之長孔15 中。當吾人以閂鑰33轉動橫向浮動閂鎖轂總成28時，將使 指狀物14與FOUP外殼24上之長孔15接合或分離，致使 FOUP門與FOUP因而接合或分離。 除本發明轂總成2 8之橫向浮動特色外，閂鎖總成之其 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 577955 _ A7 — ---- B? 五、發明説明（9~) ~-—-- 他細即均可參見B〇nora等人所獲頒美國專利第4,995,43〇 旎·具有改良式閂鎖機構之可密封可運送容器，，之說明， 該項專利已讓受予本發明之所有人，其全文以引用之方式 併入本文。閃鎖總成之操作最好分為兩階段，但此並非本 叙明之關鍵。在第一操作階段中，安裝於橫向浮動閂鎖 轂總成28之銷42可使閂板橫向移動，導致指狀物14伸入 長孔1 5中。右在第二操作階段中進一步轉動橫向浮動閂 鎖轂總成28，閂板30將爬上總成28上之斜坡⑽，使閂板 沿進出圖3頁面之方向、繞一垂直於閃板平移方向之轴而 樞轉。指狀物14將在第二操作階段中於長孔15内樞轉， 致使FOUP門與FOUP外殼緊密接合，以確保該F〇up内形 成一密封環境。 圖4係FOUP内部之前視圖。為顯示本發明兩橫向浮動閂 鎖轂總成28之細節，圖中之問板3〇業經局部切除。由於兩 ^>1鎖轂總成28完全相同，以下僅就單一總成28加以說明， 但應瞭解，以下之說明同時適用於該兩總成28。現請參見 圖4及圖5A至圖1〇之放大圖，橫向浮動閂鎖轂總成大致 包括一閃餘收受器60，其安裝於一閃鎖引動凸輪32内且可 橫向平移。一般而言，該閃鑰收受器可在閃鎖引動凸輪W 内橫向移動（浮動），其運作方式如同一歐丹聯結器，可將來 自閂鑰33之扭矩傳送至浮動閂鎖轂總成“，即使 成未準確對準閂鑰亦無妨。 詳見圖5A與圖5B，問鎖引動凸輪32之_具體實例包括一 對半圓形壁43，兩者共同構成一凹陷之内部區域料、及一

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577955 A7 B7 五、發明説明（”） 一旦進入長孔62後，閂鑰33之轉動將使FOUP門與FOUP 分離’並使FOUP門接合於蟑門。詳言之，當翼部66作用於 引導空間46之壁面時，來自閂鑰之扭矩將傳送至閂鑰收受 器60，再由閂鑰收受器6〇傳送至閂鎖引動凸輪，使閂鑰收 受器60與閂鎖引動凸輪32一同轉動，如圖1〇所示。因此， 本發明之系統可將來自埠門内所設閂鑰之扭矩有效傳送至 FOUP門内之閂鎖總成，同時提供一可容許位置誤差之系統 ’其可減少或避免傳統上因閂鑰與閂鎖總成未對準而產生 之載入埠FOUP錯誤。若依圖1〇所示之方式轉動，閂鑰將被 蓋板3 1鎖在長孔62中。 圖11A至圖15顯示本發明橫向浮動閂鎖轂總成28之替代具 體實例。與上述構件相同之參考標號代表相同之結構及操 作。 圖11A與圖11B所示之一具體實例包括一閂鎖引動轂7〇 , 其包括隆起之半圓形部分71。隆起之半圓形部分71類似前 述之半圓形壁43，但並未延伸至之外。 圖12A與圖12B顯示本發明之另一具體實例，其中半圓形 部分71已精簡為固定安裝於一閂鎖引動凸輪乃上之隆起長 條72。如圖12β所示，各對隆起部分71間均可形成一用於容 納翼部66之引導空間46 ,使閂鑰收受器6〇得以在閂鎖引動 凸輪73上橫向平移。隆起部分71可防止收受器6〇與凸輪w 間之相對轉動，但只要收受器6〇被閂鑰33引動，凸輪U將

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隨收受器60而轉動。 榼向子動問鎖較總成28之另_替代具體實例如圖^从至圖 况所示。該具體實例包括-閃鎖引動凸輪75,其具有兩對 平行之隆起導件76，各對導件間則形成引導空間46，如圖 13A所示。圖13B顯示一問錄收受器78，其包括如前述之翼 部66及一長孔62。如圖13C所示，收受器冗可在該兩對導件 %所形成之引導空間46内橫向平移，翼部66則可作用於該 等導件，使凸輪75隨收受器78而轉動。 圖14A至圖14C顯示橫向浮動閂鎖轂總成28之另一替代具 體貫例。該具體實例包括一閂鎖引動凸輪8〇，其包括一對 在橫向上相互分離之隆起導件82。該具體實例尚包括一閃 鑰收受器84，其包括一長孔62、及一對位於收受器料背面 之長橢圓形凹陷區86。操作時，如圖14C所示，閂鑰收受器 84可接合於閂鎖引動凸輪8〇上，使長橢圓形凹陷區％套在 隆起導件82上。導件82之長度小於凹陷區86之長度，故收 受器可在導件上橫向浮動；但該等導件之寬度僅略小於該 等凹陷區之寬度，故收受器84之任何轉動均將傳遞至凸輪 80。應暸解，在替代具體實例中，導件82與凹陷區％在收 受器及凸輪上之相對位置可以互換。 本文已揭示橫向浮動閂鎖轂總成之多種具體實例。但熟 習此項技藝之人士即可瞭解，吾人尚可提供其他許多不同 構造，藉以限制一閂鑰收受器之位置，使其可在一閃鎖引 動凸輪内橫向浮動，同時將來自埠門内所設閂鑰之扭矩有 效傳送至FOUP門内之閂鎖總成。

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五、發明説明（13 ) 在以上之說明中，閂鑰收受器均可在閂鎖引動凸輪内沿 検向自由汁動。在本發明之另一替代具體實例中，閂鑰收 受器則可在偏置力之作用下進入一基本位i，例如位於閃 鎖引動凸輪之中央。圖15即為該種具體實例之圖式。在此 具體貫例中，一對安裝於部分71與收受器6〇間之彈簧可 對-閃錄收受器60施以偏置力，使其位於—閃鎖引動凸輪 70内之-中央位置。該對彈簧可容許收受器在與⑽^接 合時橫移，並在閃鑰離開收受器後，使收受器回復其位於 問鎖引動凸輪内部中央之基本位置。應瞭解，類似彈簧之 偏置機構可用於上述之任一種具體實例。熟習此項技藝之 人^即可瞭解，吾人亦可設置其他不同之偏置機構，使收 受器在其偏置力之作用下，進入問鎖引動凸輪内之一基本 位置。 在以上之說明中，橫向浮動總成均係F〇up其閃鎖總成之 -部分。但本發明亦可一方面採用該種組裝方式，一方面 使閃餘33亦可在安裝後橫移，或以此取代㈣組裝方式。 在該種具體實例中，⑽可安裝於_從純上以利橫移， 該從動較則以可轉動之方式安裝於埠門中，並由一位於埠 門後方或遠料門之馬達使其轉動。在該種具體實例中， 閃錄33可包括如前述翼部66等構件，其可在一形成於從動 較上、如前述之引導空間内浮動。因此，閃绩33之橫向平 移既可確保問錄妥適接合於問鎖總成中，亦可確保來自從 動較之扭矩可經由問餘而傳送至咖内之閃 。 本文雖已就本發明詳加說明，但應瞭解，本發明並不限 -16 衣紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公釐) 577955 A7 B7 五、發明説明（14 ) 於本文所揭示之具體實例。熟習此項技藝之人士可以多種 方式變化、替換、及修改該等具體實例，但仍不脫離本發 明之精神或範圍。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

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Claims (1)

1. 申請專利範圍 地移動該轉動元件於一 及 、 體上與該轉動軸正交之平面； 一對問臂，各閂臂均I 合於該轉動元件，後者則二近…末端，前者係接 卞傻考則可容納於該盒中。 •如申Μ專利範圍第5項之閂锆她士、 其可以順服之方式… 尚包括一掣止機構’ 持置中。 吏該閂鑰收受器在該凹陷區域内保 7.如申請專利範圍第5項之η雜德# ^ ^ ,、之閂鎖總成，其中該轉動元件係以 了轉動之方式連接於一莢門。 8·如申請專利範圍第5項之問# _ 有-設置斜角邊緣之中收受器具 門餘以…+ : 該等斜角邊緣有利於- 閃鑰以適當之方式就位。 9·如申請專利範圍第5項之閂銷她Λ甘心 4門π 貝〈門鎖總成，其中該問鎖總成可在 10 一刖開式爽中將一莢門閃鎖於一荚外嗖。 杜 •=鎖：成，其適用於一標準化機械介面容器，該容 有一I及一盒門，該閂鎖總成則包括： 絲私轉動％件’其係可轉動地安裝於該盒f1，以界定-轉動軸’該轉動元件具有隆起導件， 導件n導m 取位於隆起 -⑽收受器’其可容納，且具有一位 起導：之間之本體，及具有一對延伸自該本體而可供滑 之接合用突耳，餘收受器可獨自 =移動该轉動元件於-大體上與該轉動軸正交之平面；

   末端，前者係接 合閂臂均具有一近端及一7 n 5於該轉動元件’後者則可容納於該盒中- 丨·：申請專利範圍第10項之閃鎖總成，其中各 均包括平行之長形隆起導件。 導件 12.如申請專利範圍第10項之閃鎖總成，尚包括一掣止機構 姓其可以順服之方式’使該問鑰收受器在該兩對隆起導 件間保持置中。 13. 如申請專利範圍㈣項之閃鎖總成，其中該轉動元件係 以可轉動之方式連接於一莢門。 ’、 14. ^申請專利範圍第1〇項之閃鎖總成，其中該轉動元件尚 已括銷，其可在該轉動元件轉動時驅動該對閂臂。 15. =申請專利範圍第1G項之閃鎖總成，其中該轉動元件尚 斜皮其了在该轉動元件轉動時樞轉該對閃臂。 16. 如申請專利範圍第1〇項之問鎖總成，尚包括一突起物， 其可將該轉動元件以可轉動之方式安裝於一莢門。 17·如申請專利範圍第1〇項之閃鎖總成，尚包括一蓋板， 其可固定該對接合用突耳，使其與該等引導空間保 接合。 ^ 18. —種閂鎖總成，其適用於一標準化機械介面容器，該容 益具有一盒及一盒門，該閂鎖總成則包括： 一轉動元件，其係可轉動地安裝於該盒門，以界定一 轉動軸上，具有一對隆起導件； 一閂鑰收受器，其可容納一閂鑰，具有一設置一對長 橢圓形凹陷區之本體，該等長橢圓形凹陷區在閃鑰收受 -20- 577955 A B CD 申請專利範圍 器座於該轉動元件時可接合該等隆起導件，該閂鑰收受 器可獨自地移動該轉動元件於一大體上與該轉動軸正交 之平面；及 一對閂臂，各閂臂均具有一近端及一末端，前者係接 合於該轉動元件，後者則可容納於該盒中。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)