TWI293195B - Wafer carrier door and latching mechanism with c-shaped cam follower - Google Patents

Wafer carrier door and latching mechanism with c-shaped cam follower Download PDF

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TWI293195B
TWI293195B TW92100787A TW92100787A TWI293195B TW I293195 B TWI293195 B TW I293195B TW 92100787 A TW92100787 A TW 92100787A TW 92100787 A TW92100787 A TW 92100787A TW I293195 B TWI293195 B TW I293195B
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Eggum Shawn
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Description

1293195 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明一般言之係關於一種晶圓載具，被設計以用以支 承、約束、貯放、及精確地定位供使用在積體電路製造中 之半導體晶圓碟片。更精確言之，本發明係關於供晶圓容 器用之鎖存機構。 【先前技術】 半導體晶圓處理成爲完工電子組件，典型地需要許多處 理步騾，於這些步驟中，晶圓必須被操作與處理。晶圓係 非常有價値的，且極端細緻並易於被物理與電動所損壞。 此外，成功之處理需要最大程度之淸潔，沒有微粒與其他 之污染物。其結果，已發展專用化之容器或載具，以供在 處理、操作與運輸晶圓期間使用。這些容器保護晶圓不受 物理及電動損壞的危險，且可被密封而保護晶圓不受污 染。這些容器之重要特徵係在使用之間必須爲可淸潔的， 以確保儘可能地維持淸潔。依此，易於組合與拆解載具係 一種需要的特色。 習於本技藝者已知多種可用以密封晶圓載具之門外殼與 鎖存機構的組態。習知之鎖存機構經常使用可旋轉凸輪構 件。這些凸輪構件典型地由平面塑膠板所形成，設有界定 凸輪表面之伸長凹口。在較早設計中，這些凸輪表面僅在 一方向中提供凸輪隨動器之運動，典型地係爲平移至鎖存 部份之延伸與縮回的單一向後與向前徑向方向。而後，導 入凸輪構件在軸向方向中之鎖存運動，以使提供更緊密地 5 312/發明說明書(補件)/92-04/92100787 1293195 鞏固著晶圓載具門的機構，而達成密封之目的。這些軸向 平移機構典型地添加相當數量的組成部件至鎖存組件。該 種額外之組成部件增加製造成本、增加鎖存機構之複雜 性、增加組合與拆解之困難性、及增加產生更多微粒的摩 擦與刮傷表面之次數。 美國專利號碼5,95 7,2 9 2中揭示一種可旋轉凸輪引動鎖 存機構，具有改良之凸輪隨動器，除了簡單之徑向移動之 外，允許所需要的鎖存臂軸向移動，該專利之全體將於此 配合參考。該發明允許具有較少組成部件及較少摩擦與刮 傷接觸的固著門鎖存機構，部份係因爲結合與捕捉凸輪構 件之S型凸輪隨動器。但是，S型凸輪隨動器仍需要被伸 長槽界定在凸輪中的凸輪表面。該一有槽結構比一實心構 件更困難以製造。此外，需要更多之操縱步驟來組合凸輪 隨動器與凸輪構件。 需要門鎖存機構用之簡單與易於結合的進一步改良，且 需求凸輪隨動器以某種型式結合與捕捉旋轉凸輪構件之邊 緣。 【發明內容】 本發明完成供與旋轉凸輪構件一起使用之邊緣捕捉凸輪 隨動器的需要。在本發明中，一種晶圓容器具有外殻部份， 該外殻部份設有至少一頂部、底部、一對相對側部、背部、 開啓前部、及用以封閉開啓前部之門。該門包含設有至少 一第一鎖存機構的門底盤。鎖存機構具有可旋轉凸輪構件 及至少一鎖存臂。鎖存臂具有與凸輪構件之周邊結合的分 6 312/發明說明書(補件)/92-04/92100787 1293195 叉凸輪隨動器部份。本發明提供一種較簡單之鎖存機構， 且維持凸輪隨動器與凸輪之固著結合。 本發明之目的與優點係凸輪隨動器被固著地結合與捕捉_ 凸輪構件，並隨動軸向與徑向之凸輪運動。 - 本發明之另一目的與優點係凸輪隨動器被在凸輪構件之 邊緣處結合凸輪構件，而非在伸長槽中，簡化凸輪構件之 製造及組成部件之組合。 本發明之另一目的與優點係晶圓載具門用的鎖存機構， 係更輕易組合與拆解以供淸潔之用。 ® 本發明之額外目的、優點及嶄新特色，部份將於下述之 說明中顯現，且部份對習於本技藝者在檢視下述或由本發 明的實際應用中學習之後，將可很淸楚。經由在申請專利 . 範圍中特別指出的方法與組合，可實現與獲得本發明之目 _ 的及優點。 【實施方式】 所附圖式敘述本發明之晶圓容器的具體例，及其之特色Φ 與組成件。有關於所參考之前部與背部、右部與左部、頂 部與底部、上部與下部、及水平與垂直之描述，均僅係便 於說明，而非限制本發明或其之組成件於任一位置或空間 定向。任何在所附圖式與此一說明中指出的尺寸，可因設 ~ 計而變化，且在不離本發明之範疇下，預定使用本發明之 ~ 具體例。 首先參照圖1，晶圓容器1 00係位於自動處理設備1〇 上。晶圓容器1 00具有由聚碳酸酯塑膠建構之外殻部份 312/發明說明書(補件)/92-04/92100787 1293195 102,且該外殼具有頂部104、底部1〇6、—對相對側部l〇8 與110、及背部112。門Π4經由封閉外殼部份102之開啓 前部116配接進入門凹口 118內’而完成整體外殼，晶圓 支架1 2 0均被提供以支承半導體晶圓於外殼內。被裝配至 外殻底部1 0 6之外部表面的運動聯結器1 2 4 ’係被提供在 使用期間協助容器的自動操作’且提供在處理期間用以疋 位外罩中的晶圓之參考數據。自動化升降凸緣1 2 6被裝配 在外殼頂部1 04之外部表面上’且係被提供在使用期間協 助容器1 0 0的運輸及自動操作° 、 參照圖2，敘述本發明之晶圓載具門114 °門114 一般由 門底盤1 5 0與鎖存機構1 6 0、2⑽構成。機構外蓋3 0 0、3 0 2 均被提供以保護鎖存機構1 6 0、2 0 0 ’使不受實體損壞與沾 污，且保持並導引鎖存機構組成件。 現在參考圖1、2與3 ’可了解鎖存機構160與200之結 構與作業。在圖3中，顯示鎖存機構1 6 0之局部圖。每一 鎖存臂1 6 2與1 6 4個別具有一凸輪隨動器部份1 6 6與1 6 8， 於凸輪部份1 7 2與1 7 4處與凸輪構件1 7 0之周邊2 5 6結合。 如圖2所敘述，每一鎖存臂1 62與1 64具有在相對於凸輪 隨動器部份1 6 6與1 6 8之末端處的鎖存部份1 7 6與1 7 8。 當凸鍵220被嵌入凸鍵槽222內且旋轉時，凸輪隨動器部 份1 6 6與1 6 8沿著凸輪部份1 7 2與1 7 4滑動。由於凸輪構 件1 7 0之形狀，鎖存臂1 6 2與1 6 4均徑向地平移，延伸或 縮回鎖存部份176與178通過鎖存開口 180與182。此外， 凸輪構件1 7 0可平行於凸輪構件1 7 0之旋轉軸授給運動至 8 312/發明說明書(補件)/92-04/92100787 1293195 鎖存臂1 6 2與1 6 4，使更緊密地將門1 1 4拉入門凹口 1 1 8 內以達成密封目的。鎖存部份1 7 6與1 7 8均被晶圓載具中 的凹口（未示於圖）所承接，允許該門於定位被鞏固著。 如示於圖4，顯示在本發明之目前地最佳具體例中的凸 輪構件1 7 0凸輪隨動器部份1 6 6與凸輪部份1 7 2之局部橫 剖面圖。係爲凸輪構件1 70之一部份周邊2 5 6的凸輪部份 172 ’具有上部表面250與下部表面25 2。凹口部份254被 形成在凸輪構件1 7 0之周邊2 5 6內側的下部表面2 5 2中。 凸面唇258自凸輪構件170的上部表面250凸起。鎖存臂 162具有凸輪隨動器部份166，被分叉成爲頂部分支260與 底部分支262。頂部分支260延伸在凸輪部份172上方且 與凸面唇2 5 8結合，而底部分支2 6 2延伸在凸輪部份1 7 2 下方。底部分支262之向上彎曲部份264結合凸輪構件170 之凹部份2 5 4。因而，凸輪部份1 7 2被固持在凸輪隨動器 部份1 66的分叉之間，確保凸輪隨動器部份丨66隨動相關 於凸輪之旋轉軸而被授給在軸向方向中的凸輪運動。此 外，凸輪部份1 72亦被固持在凸輪隨動器部份1 66的分叉 與向上彎曲部份2 6 4之間，確保凸輪隨動在徑向方向中。 在圖5中，以橫剖面敘述凸輪隨動器部份1 6 6與凸輪構 件170之可選用具體例。在此一具體例中，頂部表面250 具有凸面唇270與底部表面252具有相對凸面唇272。凸 輪隨動器部份166被分叉成爲頂部分支274與底部分支 276。凸輪部份172被固持在頂部分支274與底部分支276 之間，確保凸輪隨動器部份1 66隨動相關於凸輪之旋轉軸 9 312/發明說明書(補件)/92-04/92100787 1293195 而被授給在軸向方向中的凸輪運動。每一頂部分支2 7 4與 底部分支27 6個別地具有向內彎曲部份27 8與280，其結 合周邊2 5 6內側之凸面唇27 0與27 2，固持凸輪部份172 且確保凸輪隨動器部份1 66隨動被凸輪構件1 70授給之徑 向運動。 本發明之另一具體例示於圖6中。在此一具體例中，頂 部表面250具有凸面唇284。再次的，凸輪隨動器部份166 被分叉成爲頂部分支2 8 6與底部分支2 8 8。凸輪部份1 7 2 被固持在頂部分支2 8 6與底部分支2 8 8之間，確保凸輪隨 動器部份1 66隨動相關於凸輪之旋轉軸而被授給在軸向方 向中的凸輪運動。頂部分支2 8 6具有與周邊2 5 6內側之凸 面唇2 8 4結合的向內彎曲部份2 9 0，固持凸輪部份1 7 2且 確保凸輪隨動器部份166隨動被凸輪構件170授給之徑向 運動。 圖7、8與9顯示供圖4之具體例用的組合方法。如示於 圖7，頂部分支260首先與唇25 8結合。在凸輪隨動器部 份1 66被朝向凸輪構件1 70前進時，如示於圖8，凸輪部 份172配合進入在頂部分支260與底部分支2 62之間的分 叉內。如示於圖9，凸輪隨動器部份1 6 6向下地旋轉，且 向上彎曲部份2 64結合凹口部份25 4。 當然可以了解，除了前述特定之定向外，在本發明之範 疇內可以有多種其他配置。例如，在圖4敘述的具體例中， 結構可相反地形成，凸面唇2 5 8被提供在凸輪構件1 7 0的 底側上，且凹口部份25 4被形成在頂部側上。在該一具體 10 312/發明說明書(補件)/92-〇4/92100787 1293195 例中’凸輪隨動器部份1 6 6亦可相反地形成，因此，分支 262係頂部分支且分支260係底部分支。 本發明之凸輪構件與凸輪隨動器，可由任何合適之材料 或材料組合所製成。對該二者而言，塑膠係目前之最佳材 料。較佳的’凸輪構件170與凸輪部份172均由諸如pps 之堅硬、耐磨材料所鑄造，而鎖存臂與凸輪隨動器均較佳 的由乙縮醛塑膠所緣造。可添加碳纖維或其他導電塡料以 提供傳導性，且PTFE可被添加以減少摩擦。 雖然郎述說明含有許多特殊性’這些不應被分析爲限制 本發明之範疇，而僅係提供某些本發明之目前較佳具體例 的示範。因而，本發明之範疇應由下述申請專利範圍及其 之法定等效物所決定，而非由所示之範例決定。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之門與晶圓載具的立體圖； 圖2係晶圓載具門之立體圖； 圖3係門鎖存機構之立體圖； 圖4係本發明之凸輪與凸輪隨動器的目前最佳具體例之 橫剖面圖； 圖5係本發明之凸輪與凸輪隨動器的可選擇具體例之橫 剖面圖； 圖6係本發明之凸輪與凸輪隨動器的另一可選擇具體例 之橫剖面圖； 圖7係本發明之凸輪與凸輪隨動器的目前最佳具體例之 橫剖面圖’顯不組合中的一步驟； 11 312/發明說明書(補件)/必〇4/921 〇〇787 1293195 圖8係本發明之凸輪與凸輪隨動器的目前最佳具體例之 橫剖面圖，顯示組合中的另一步驟；及 圖9係本發明之凸輪與凸輪隨動器的目前最佳具體例之 橫剖面圖，顯示組合中的另一步驟。 (元件符號說明） 10 自動處理設備 100 晶圓容器 102 外殻部份 104 頂部 106 底部 108 相對側部 110 相對側部 112 背部 114 晶圓載具門 116 開啓前部 118 門凹口 120 晶圓支架 124 運動聯結器 126 自動化升降凸緣 150 門底盤 160 鎖存機構 162 鎖存臂 164 鎖存臂 166 凸輪隨動器部份 312/發明說明書(補件)/92-04/92100787 12 1293195 168 凸輪隨動器部份 170 凸輪構件 172 凸輪部份 174 凸輪部份 176 鎖存部份 178 鎖存部份 180 鎖存開口 182 鎖存開口 200 鎖存機構 220 凸鍵 222 凸鍵槽 250 上部表面 252 下部表面 254 凹口部份 256 周邊 258 凸面唇 260 頂部分支 262 底部分支 264 向上轉彎部份 270 凸面唇 272 相對凸面唇 274 項部分支 27 6 底部分支 278 向內轉彎部份 312/發明說明書(補件)/92-04/92100787
13 1293195
280 向 內 轉 彎 部 份 284 凸 面 唇 286 頂 部 分 支 288 底 部 分 支 290 向 內 轉 彎 部 份 300 機 構 外 蓋 302 機 構 外 蓋 312/發明說明書(補件)/92-04/92100787 14

Claims (1)

1293195 per, ο 4 imi9 替換本^ 拾、申請專利範圍 1 · 一種保存半導體晶圓用的晶圓容器，此容器包含： 一個具有至少一頂部、一底部、一對相對側部、一背部、 及一開啓前部的外殻部份； 一對位在該外殻部份上的晶圓支架，此等晶圓支架界定 出複數條溝槽，而每一條溝槽適合於容納一晶圓；及 一個用以封閉該外殻部份之該開啓前部的門，該門則包 含： 一門底盤；及 # 至少一個位在該門底盤上的第一鎖存機構，而該第一 鎖存機構則包括： 一可旋轉的凸輪構件，具有第一表面、相對置的第 ， 二表面、及一周邊，該第一表面在該周邊處具有第一 _ 凸面唇部份，該第二表面在該周邊之內側具有一凹口 部份；及 至少一個第一鎖存臂，具有一個設有一對分支的分 0 叉凸輪隨動器部份，此分叉凸輪隨動器部份係在諸分 支之分叉處可滑動地結合於該凸輪構件之週邊；該對 分支之第一分支結合於該第一凸面唇部份，且該對分 支之第二分支結合於該凹口部份。 2 ·如申請專利範圍第1項之容器，其中，該門進一步包 含第二鎖存臂。 3 ·如申請專利範圍第1項之容器，其中，該門進一步包 括第二鎖存機構。 15 326V總檔\92\92100787\92100787(替換)-1 1293195 4. 一種保存半導體晶圓用的晶圓容器’此容器包括一個 外殻部份，其具有至少一頂部、一底部、一對相對側部、 一背部、至少一個晶圓支架、一開啓前部、及一個用以封 閉該開啓前部的門’該門則包含： 一門底盤；及 至少一個位在該門底盤上的第一鎖存機構，而該第一鎖 存機構則包括： 一可旋轉的凸輪構件，具有第一表面、相對置的第二 表面、及一周邊，該第一表面在該周邊處具有第一凸面 唇部份，該第二表面在該周邊之內側具有第二凸面唇部 份；及 至少一個第一鎖存臂，具有一個設有一對分支的分叉 凸輪隨動器部份，此分叉凸輪隨動器部份係在諸分支之 分叉處可滑動地結合於該凸輪構件之週邊；該對分支之 第一分支結合於該第一凸面唇部份，且該對分支之第二 分支結合於該第二凸面唇部份。 5. 如申請專利範圍第4項之容器，其中，該門進一步包 含第·二鎖存臂。 6. 如申請專利範圍第4項之容器，其中，該門進一步包 括第二鎖存機構。 7. —種保存半導體晶圓用的晶圓容器，此容器包括一個 外殼部份，其具有至少一頂部、一底部、一對相對側部、 一背部、至少一個晶圓支架、一開啓前部、及一個用以封 閉該開啓前部的門，該門則包含： 16 326\ 總檔\92\92100787\92100787(替換)-1 1293195 一門底盤；及 至少一個位在該門底盤上的第一鎖存機構，而該第一鎖 存機構則包含： 一可旋轉的凸輪構件，具有第一表面、相對置的第二 表面、及一周邊，該第一表面在該周邊處具有一凸面唇 部份；及 至少一個第一鎖存臂，具有一個設有一對分支的分叉 凸輪隨動器部份，此分叉凸輪隨動器部份係在諸分支之 分叉處可滑動地結合於該凸輪構件之週邊；該對分支之 第一分支結合於一凸面唇部份，且該對分支之第二分支 可滑動地結合於該第二表面。 8. 如申請專利範圍第7項之容器，其中，該門進一步包 含第二鎖存臂。 9. 如申請專利範圍第7項之容器，其中，該門進一步包 括第二鎖存機構。 10. —種保存半導體晶圓用的晶圓容器，此容器包含： 一個外殼部份，其具有至少一頂部、一底部、一對相對 側部、一背部、一開啓前部、一對位在該外殼部份上的晶 圓支架、及一個用以封閉該開啓前部的門，該門則包含： 一門底盤；及 至少一個位在該門底盤上的第一鎖存機構，而該第一鎖 存機構則包含： 一可旋轉的凸輪構件，具有一周邊、及一個位在該周 邊處的凸面唇部份；及 17 326\總檔\92\92100787\92100787(替換)-1 1293195 至少一個第一鎖存臂，該第一鎖存臂具有一個設有一 對隔開的分支的分叉凸輪隨動器部份，而該等隔開的分 支係連續地結合於該凸輪構件之至少一部分週邊的周 圍；該等分支至少其中之一結合於該凸面唇部份之周 圍；此分叉凸輪隨動器部份係在諸分支之分叉處可滑動 地結合於該凸輪構件之週邊。 11 ·如申請專利範圍第1 〇項之容器，其中，該可旋轉的 凸輪構件具有一個位在該周邊之向內側的凹口部份，且其 中’該分叉凸輪隨動器部份具有適於結合於該凸面唇部份 的第一分支、及適於結合於該凹口部份的第二分支。 1 2 ·如申請專利範圍第1 〇項之容器，其中，該可旋轉凸 輪構件在該周邊處具有一對凸面唇部份，其中，該分叉凸 輪隨動器部份之每一分支，適於結合於該對相對置的凸面 唇部份之中分離的一個。 1 3 ·如申請專利範圍第丨〇項之容器，其中，該門進一步 包含第二鎖存臂。 1 4 ·如申請專利範圍第1 〇項之容器，其中，該門進一步 包括第二鎖存機構。 18 326\總檔\92\92100787\92100787(替換)-1
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