TW580474B - Positioning pin for a load port transfer - Google Patents

Description

580474 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 發明領域： 本發明係有關於一種定位插銷，特別是有關於一種晶 圓廠内裝載埠輸送系統（Load Port Transfer ; LPT)之定位插 銷。 發明背景： 為了以合乎經濟效益的方式製造出高品質的半導體元 件’半導體製造商傾向於生產尺寸愈來愈大的晶圓。無論 是200mm晶圓，或是最新的300mm晶圓，在各製程機台 的輸送過程中，都必須將晶圓置於晶盒中，以確保晶圓在 輸送過程中，能處於最潔淨的環境中。晶盒中的晶圓裝載 進入製程機台之前，必須先將晶盒置於安裝在機台前端之 裝載淳輸送系統上。此裝載埠輸送系統係一用來暫時放置 稍後將被輸送到製程機台的晶圓之供料系統。裝載埠輸送 系統疋屬於標準機械介面（Standardized Mechanical

Interface ; SMIF)系統的一種形式。以下對SMIF系統做一 簡介。 SMIF 系統揭露於惠普公司（Hewlett-Packard Company) 所發表的美國專利第4,532,970號以及、第4,534,3 89號中。 SMIF系統的目的是為了要降低半導體晶圓在製造的儲存 本紙張尺度適財關家標準（CNS)A4規:iT21() X 297公i t-------·—裝--------^訂------—. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 580474 A7

五、發明說明（） 以及輸送過程中所沾染的微粒數目。此目的至少可藉著 SMlF系統的兩個功能而達成。第一是確保晶圓在儲存與輸 送的過程中，在晶圓周圍的氣體介質（例如空氣或是氮氣） 相對於晶圓必定是靜止不動的狀態。第二是確保大氣中的 微粒不會進入晶圓所處的環境中。 SMIF系統有三個主要的組成元件。第一是具最小體積 且密封的晶盒，用來儲存與輸送晶圓及/或晶圓匣。第二是 一輸入/輸出微型環境（minienvironment)，與半導體製程機 台相連接，用以提供一潔淨空間（藉著以潔淨的空氣填入其 中）。暴露在此潔淨空間的晶圓及/或晶圓匣可保持在最潔淨 的狀態下進出製程機台的内部。第三是一介面，用來使晶 圓及/或晶圓匣在不暴露於微粒的情況下輸送於SMIF系統 與SMIF微型環境之間。 一般而言，SMIF晶盒包含一裝載埠門與一外殼，用以 提供一密封的環境，使晶圓在此環境中儲存與輸送。目前， 由於晶圓尺寸的不同與晶圓廠中機台介面之方位的不同， 可有不同的SMIF晶盒之形式。除了現有的2〇〇mm晶圓以 外，300mm晶圓的製程已在最近幾年發展出來。不同的晶 盒與晶盒處理没備用於200mm或300mm晶圓之製程中。 此外’ SMIF晶盒可以是下開式或是前開式。在下開式的 SMIF ·晶盒中，裝載埠門水平置於晶盒的底部，且晶圓置於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------ ----I ^---! 1--- ^-----I-- (請先閱讀背面乏注意事項再填寫本頁) 經濟部智名財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 580474 A7 -----— ___B7___ 五、發明說明（） 晶圓£中，晶圓匣再置於裝載埠門上。在前開式的SMIF 晶盒中’裝載埠門垂直置於晶盒的側面，且晶圓置於固定 在外殼内壁之數個相互平行的水平板上。這樣的晶盒一般 稱為前開式晶盒（Front 〇pening Unified Pod ; FOUP)。 考慮與下開式的晶盒配合的裝載埠輸送系統，其置於 2 0 0mm晶圓生產之各製程機台的前端，做為供料與卸料之 用。第ί圖為習知200mm裝載埠輸送系統之示意圖。此裝 載蟑輸送系統主要包含兩個主體，即垂直的支撐結構與驅 動結構。靜止的裝載埠門5〇固定在支撐結構上，可移動的 微型環境30則是固定在驅動結構上。微型環境3〇的最上 端是裝·載埠平台20。裝載埠輸送系統被設計成可透過一介 面板（未繪示）直接連接到製程機台。裝載埠輸送系統可藉 著鬆開、插銷快速地與製程機台分離。微型環境3 〇說明如 下。 微型環境30的上端是裝載埠平台2〇。一風扇位於下 方。超低破粒空氣（Ultra-Low Particle Air ; ULPA)過渡号 裝置用來提供包含一自行維持過濾空氣系統之微型環境 3 0。微型環i兄3 0之結構主要是由一伺服馬達所帶動，以根 據裝載（Load)或卸下（Unload)命令做垂直移動。當對裝裁淳 輸送系統下達裝載或卸下命令時，微型環境3〇將裝载埠平 台20與晶盒1〇之外殼升起，且裝載埠門5〇與晶圓匣利 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） --------Γ—裝 *—丨丨—訂------—i f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 580474 A7 -------B7______ 五、發明說明（） 留在原地靜止不動。此時，晶圓匣40依然位在靜止的裝載 埠門50上與潔淨的環境中。此外，輸送臂6〇用來將晶盒 E 40抓起後輸送至製程機台。 此裝載埠輸送系統之裝載槔是一符合半導體設備魯材 料國際（Semiconductor Equipments and Material

International; SEMI)E 1 9.4(200mm)標準之 SMIF 負载埠， 其包含裝載埠平台20與裝載埠門50。裝載埠平台2〇用來 做為晶盒1 0的裝載平台。請參考第2圖，其為習知裝載埠 平台之上視圖。在第2圖中，裝載埠門11〇連接到固定的 支樓結構上，且保持靜止。2〇〇mm之裝載埠門ii〇裝有鎖 護（Lock)與解鎖（Unlock)驅動機構，以及晶盒定位感應养 120。另外’裝載埠門ho的用途是，當晶圓匣與裝載埠門 1 1 0在脫離晶盒外殼或是與晶盒外殼結合時，提供一靜止 的平台讓晶圓匣置於其上。裝載埠門具有三支定位插銷 1 3 0，做為晶圓匣置於裝載埠門1 1 〇上時的定位之用。請再 參考第1圖，晶圓匣之輸送臂60根據裝載或卸下命令將晶 圓匣40由此位置提起，或放至此位置。 請參考第3圖，定位插銷210用於晶盒底座22〇之定 位。實際上經常發現定位插銷2 1 0的長度不正確、損壞、 甚至遺失之狀況，導致晶圓匣置於裝載埠門23〇上時的位 置不正礦’進一步造成第1圖中晶圓匣4〇之輸送臂6〇抓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — — — — 1 1 I I 1 I 1 I t I I I I I I I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 580474

五、發明說明（ 取曰曰圓H 40時的失敗與生產時間的增長。導致定，位插銷 210的長度不正確、損壞、甚至遺失之主要原因為其鬆開 而偏離原來的位置所致。若僅是定位插銷210的長度不正 綠’則只要將長度調整為原來的正確長度即可。然而，這 並不疋根本解決之道。因為經常的使用仍舊會再度造成定 位插銷210的長度改變、損壞、甚至遺失。追根究柢之後， 發現造成上述情況的根本原因是此定位插銷2丨〇僅是以摩 擦力固疋於裝載埠門2 3 〇的插銷孔中。以摩擦力將定位插 銷2 1 0固定於插銷孔中的方式容易由於晶盒置於裝載埠門 23 0上之動作的不適當，導致定位插銷21〇被晶盒底座22〇 推入或拉出’而造成定位插銷2丨〇外露長度的縮短或增 長。此外’為了以摩擦力將定位插銷2丨〇固定於插銷孔中， 定位插銷2 1 0的直徑當然須大於插錆孔的直徑。如此一 來’卻也造成難以將定位插銷2丨〇 ·安裝於插銷孔中的缺 . * 點。此外’第4圖是習知定位插銷3 〇 〇之放大圖。 發明自的及概述： 黎於上述之發明背景中，在習知的裝載埠輸送系統之 定位插銷裡，由於定位插銷是以摩擦力固定於插銷孔中， 因此造成插銷外露長度會由於插銷被外力推入或拉出，而 造成插銷之外露長度縮短或增長。此外，為了以摩擦力將 定位插銷固定於插銷孔中，定位插銷的直徑須大於插銷孔 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·裝 訂--------，· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 580474 A7

的直徑，導致難以將插銷安裝於插銷孔中 上表面以下的直徑略小於插銷孔的直 發明說明（） 因本發月之一目的為將定位插銷與插銷孔間固 力量由摩擦力改成另—綠# ^ 珉另料式，以加強定位插銷與插銷 問固定的力量’使插銷之外露長度不至於縮短或增長。 本發明之再一目的為使定位插銷安裝在裝載埠門的工 作較為容易。&達成此目的，可使定位插銷在裝載 I'； ΠΓ ΛΑ -t- J〈 徑 依據本發明之上述目的，因此本發明提供一種裝載淳 輸送系統之定位插銷。在此定位插銷中，·定位插銷的側面 具有側翼，用以避免插銷被外力推入；插銷在裝載埠門之 上表面以下的直徑略小於插銷孔的直徑，以使安裝 易；以及以螺帽將插銷鎖緊於裝載埠門上，進一步確認定 位插銷一定不.會被外力拉出且牢固地與裝載埠門合為一 體0 商式簡單說明： (靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i 11----^-------- 經濟邡智慧財產局員工消費合作社印製 列 下 以 輔 中 字 文 明 說 之 後 往 於· · 將中 例其 施， 實述 佳闡 較的 的細 明詳 發更 本做 形 圖 ¥公 29Γ X 110 一(2 格 規 A4 INS) (C 準 標 家 國 國 中 用 適 度 一尺 張 紙 本 580474 A7 B7_ 五、發明說明（） 第1圖為習知200mm裝載淳輸送系統之示意圊； 第2圖為習知裝載埠平台之上視圖； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第3圖為習知定位插銷在裝載埠輸送系統中之位置關 係圖； 第4圖為習知定位插銷之放大圖； 第5圖為本發明之一較佳實施例之定位插銷在裝載埠 輸送系統中之位置關係圖；以及 第6圖為本發明之一較佳實施例之定位插銷之詳圖。 圖號 對 昭 φ 說 明： 10 晶 盒 20 裝 載 埠 平 台 30 微 型 環 境 40 晶 圓 匣 50 裝 載 埠 門 60 輸 送 臂 110 裝 載 埠 門 120 定 位 感 應 器 130 定 位 插 銷 210 定 位 插 銷 220 晶 盒 底 座 230 裝 載 埠 門 300 定 位 插 銷 310 .定 位 插 銷 320 晶 盒 底 座 330 裝 載 璋 門 400 定 位 插 銷 410 側 翼 420 螺 紋 430 螺 帽 .經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 580474 A7

五、發明說明（） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明詳細說明： 為了解決習知的裝載埠輸送系統之定位插銷的問題， 例如由於定位插銷是以摩擦力固定於插銷孔中，因此造成 插銷外露長度會由於插銷被外力推入或拉出。此外，為了 以摩擦力將定位插銷固定於插銷孔中，定位插銷的直徑須 大於插銷孔的直徑，導致難以將插銷安裝於插銷孔中。因 此本發明之一較佳實施例使用一定位插銷的特殊設計，詳 述如下。 首先’為了避免定位插銷鏽蝕起見，定位插銷是以不 鏽鋼sus316或SUS304製成。其次，為了避免定位插銷被外 力往下推入而造成外露長度的縮短，定位插銷的側面加上 一側翼。請參考第6圖，側翼410的形狀不限制，原則上 只要此側翼4 1 0的形狀能配合晶盒底座的插銷孔邊緣原有 的倒角即可，例如此側翼4 1 0之剖面形狀可為三角形，且 此側翼4 1 0的下表面能確實穩固地靠在裝載埠門的上表 面。 再者，為了易於將定位插銷400安裝在裝載痒門的插 銷孔中，側翼4 1 0以下的定位插銷400之直徑略小於裝載 埠門的插銷孔之直徑。如此一來，只要稍加施力即可在定 位插銷400的安裝過程中將定位插銷400輕易放入插銷孔 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公祭） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝----I---訂-------- 580474 A7 B7 五、發明說明（ 中 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外在疋位插銷400的安裝過程最後，尚須對此定 位插銷400做固定工作，以峰保定位插销4⑽在安裝完成 之：，既不會被外力往下推入，^不會被外力往上拉出。 實施例所提供的方法為，在定位插銷4 〇 〇靠近下端的 &長度車上螺紋42〇，再以一螺帽將定位插銷4⑼ 藉著螺紋420鎖緊在裝載埠門上。為了避免螺冑43〇鐵钱 起見，螺帽430亦是以不鏽鋼sus3l6或sus3〇4製成。 絲合上述，本發明的主要優點為提供一種裝載埠輪送 系統之定位插銷。本發明之定位插銷的側.面具有側翼·，因 此可避免定位插銷被外力往下推入而造成外露長度的縮 短。 本發明的另一優點為本發明之定位插銷的側翼以下的 插銷直徑略小於裝載埠門的插銷孔之直徑，因此可輕易在 定位插銷的安裝過程中將定位插銷放入插銷孔中。 再者，本發’明的再一優點為本發明之定位插銷是以螺 帽鎖緊在定位插銷的螺紋上，因此可確保定位插銷在安裝 完成之後，既不會被外力往下推入，也不會被外力往上拉 出。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 A-T· 10 580474 A7 B7_ 五、發明說明（） 如熟悉此技術之人員所瞭解的，以上所述僅為本發明 之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範 圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改 變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍内。 -------'!· ^--------tr--------P . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國玄橒準榻这从卷、

Claims (1)

1. 580474 as B8 g88 92.ί〇'?δ 丨六、申請專利範圍 I I i j 1. 一種定位插銷，適用於具有一插銷孔之一裝載埠 門，該定位插銷至少包括： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一主體； 一螺紋，位在該主體之一端； 一側翼，位於該主體的側面，且該主體在該側翼與該 螺紋間的直徑略小於該插銷孔的直徑，其中該側翼係配合 該插銷孔邊緣的一倒角；以及 一螺帽，套在該螺紋上。 2. 如申請專利範圍第1項所述之定位插銷，其中該主 體係以sus3 1 6不鏽鋼製成。 3. 如申請專利範圍第1項所述之定位插銷，其中該主 體係以sus304不鏽鋼製成。 4. 如申請專利範圍第1項所述之定位插銷，其中該螺 帽係以sus3 16不鏽鋼製成。 經濟部智慧財是A員工消費合作社印製 5. 如申請專利範圍第1項所述之定位插銷，其中該螺 帽係以sus304不鏽鋼製成。 6 · —種定位插銷，適用於具有一插銷孔之一裝載埠 門，該定位插銷至少包括：. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 580474 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一主體； ’ 一螺紋，位在該主體之一端； 複數個側翼，位於該主體的側面，且該主體在該些側 翼與該螺紋間的直徑略小於該插銷孔的直徑，其中該些側 翼係配合該插銷孔邊緣的一倒角；以及 、 一螺帽，套在該螺紋上。 7. 如申請專利範圍第6項所述之定位插銷，其中該主 體係以sus316不鏽鋼製成。 8. 如申請專利範圍第6項所述之定位插銷，其中該主 體係以sus304不鑛鋼製成。 9. 如申請專利範圍第6項所述之定位插銷，其中該螺 帽係以s u s 3 1 6不鏽鋼製成。 10·如申請專利範圍第6項所述之定位插銷，其中該螺 帽係以sus304不鏽鋼製成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂Iί · 線 經濟部智慧財是Α員工消費合作社印製 本紙泫尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）