TWM471027U

TWM471027U - 充氣座及其氣閥結構

Info

Publication number: TWM471027U
Application number: TW102206671U
Authority: TW
Inventors: Ming-Sheng Chen
Original assignee: Ming-Sheng Chen
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2014-01-21

Description

充氣座及其氣閥結構

本創作係關於一種閥件之技術領域，具體而言係一種可減少組件的氣閥結構，藉以能減少閥件損壞的機率，且減少閥件動作後產生之污染物，以提高潔淨度。

按，電子產品不斷朝向輕薄短小及高效能等特性發展的影響，而用於電子產品中的核心晶片也跟著微小化及高效能化，然要使晶片微小化與具高效能，則需令晶片上的積體電路線徑微細化，使同樣大小的晶片能容入更多的積體電路。且受到積體電路微細化及降低製作成本的影響，晶圓的尺寸越來越大，換言之，每一晶圓的晶片數越來越多，使晶圓價值不斷的提高，因此製程中晶圓上的任何問題都可能造成極大的損失。而晶片上積體電路線徑的微細化的成敗主要在於半導體製程中的黃光微影製程技術，而其關鍵設備係在掃描步進機【Scanner】與光罩【Reticle】，尤其是光罩表面的潔淨度更是直接的影響到晶圓的良率。

目前光罩於製作、清洗、操作與儲存、運輸的過程中，不論係置於容置光罩的載具或無塵室的環境中，均存在有不少的微粒、水氣、氣體、化學溶劑分子等有害物質，這些有害物質會附著於光罩表面，且在儲存過程中或曝光製程加熱後，這些有害物質會在光罩表面產生微粒附著、結晶、又或霧化等現象，以黃光微影製程為例，其會直接影響到光罩的透光率，進而使光罩上的圖形失真，其會造成晶圓良率降低的現象，且增加清理與改善的時間，造成生產量降低，相對上也會提高營運的成本。

為了解決這個問題，而在半導體製程中，通常係運用自動化物料搬運系統【Automated Material Handling System ，AMHS】、與隔離進出料標準機械介面【Standard Mechanical Interface，SMIF】等設備，來進行光罩於不使用期間的儲存與運送，以取代傳統人工搬運、降低無塵室設備之建置與維護成本，同時能提升光罩的潔淨度，達到超高之生產良率，故AMHS與SMIF已被列為是國際間半導體廠的標準設備規範。

根據上述技術概念，除了在曝光使用時，光罩在運送過程或保存期間，都必須將光罩放置在一個高潔淨度、氣密性佳與低氣體逸出【Outgassing】的載具內，如光罩傳送盒【Reticle SMIF Pod，RSP】。而為了提高前述載具的潔淨度，通常會在前述密封式載具內充填乾淨的惰性氣體【如氮氣(N2)】，以減少有害氣體的為害，然受限於載具氣密性不足的問題，通常在一段時間後，即會因漏氣而失去效果，故近年來業界進一步開發有注入循環潔淨氣體的充氣座，該充氣座並可被設計應用於各種光罩傳送盒的收納設備上，如製程設備旁的進出料工作站、儲存用之收納櫃、充氣櫃或光罩運輸設備等，供對每一個光罩傳送盒進行獨立的循環充氣。

而現有習知的充氣座主要係由一板體所構成，板體上分設有對應光罩傳送盒閥件之充、排閥件，且其中充閥件並透過接頭零件、管路連接至供應潔淨惰性氣體之供氣模組，而排閥件則透過接頭零件、管路連接至回收廢氣之排氣模組。惟習知光罩傳送盒係呈上下擺置狀，因此其進、排閥件件亦呈上、下狀設置，且後續氣路上的接頭與管路均呈向下伸設狀態，故通常下方的充氣座在設置時，除了需考量光罩傳送盒進出的空間外，還需考量迴避前述接頭與管路干擾的空間，目前約需增加5~8公分，無形間減少同一空間可收納光罩傳送盒之容量，尤其係用於大型的儲存櫃體時，減少之容置量更是驚人。

再者，傳統充氣座的充、排閥件通常直接連接供氣模組與排氣模組，而無啟閉功能，造成惰性氣體不必要的浪費，雖然近來有具啟閉作用之閥件被開發出來，但其主要係利用彈性件或電磁閥來完成頂推開啟及回復關閉的動作，然由於彈性件與電磁閥使用久了容易因彈性疲乏而損壞，且該等彈性件與電磁閥也容易在動作中易因磨擦而產生微粒及發熱，而造成污染物的吸附，破壞了光罩傳送盒內部的潔淨度，因此如何解決這些問題，是相當重要的課題。

緣是，本創作即在於解決現有光罩傳送盒之充氣座及閥件所面臨的問題，而經由本創作人長期從事相關產業的研發與製作經驗，經不斷努力的改良，終於成功開發一種充氣座及其氣閥結構，藉以克服現有充氣座因管路外露所造成的困擾與不便。

因此，本創作之主要目的係在提供一種可減少組件的氣閥結構，藉以改善現有者存在彈性疲乏的問題，而能延長使用壽命，且避免因磨擦產生污染物或發熱的現象，進一步可提升流經氣體的潔淨度。

又，本創作之另一主要目的係在提供一種可節省空間的充氣座，使進、排氣迴路形成於充氣座內部，而不致如習式者使管路外露，以減少零件與管路的干擾，可有效縮小上、下相鄰充氣座的間距，進而增進同一空間可收納容量。

且，本創作之再一目的係在提供一種便於操作之充氣座，其因整體外觀及零件位置與尺寸統一，不致造成機械手臂進出抓取光罩傳送盒的不便，也不會發生碰撞或勾勒外露管路的現象，且不致發生現有管路因外露而破裂漏氣的狀況，可減少不必要的維修，有效節省氣體的支出成本。

基於此，本創作主要係透過下列的技術手段來具體實現前述的目的與效能；其至少包含有一基體、一閥體及一浮動件所組成；其中基體上形成有一嵌槽，嵌槽內底面中心形成有一可連通一進氣通道之氣槽，且嵌槽於氣槽內底面設有一磁性件，而閥體係鎖設於基體嵌槽內，且閥體中央形成有一貫穿之貫孔，該貫孔下部形成有較大徑之階級段，又浮動件係滑設於閥體貫孔內、且上端可穿出閥體外部，該浮動件下端具有一略大於貫孔、且小於階級段之環抵片，又浮動件中央於環抵片上方形成有一開口向上之氣孔，且浮動件周緣於環抵片上方形成有至少一連通該氣孔之導孔，再者該浮動件底面設有一對應基體磁性件、且相斥之磁性件。

藉此，透過前述技術手段的展現，使得本創作的氣閥結構係利用基體內部磁性件與閥體內浮動件之磁性件呈相斥狀之設計，使浮動件可相對閥體貫孔產生閉合之預力，不致發生習式使用彈性件或電磁閥所造成的問題與困擾，也不會有彈性疲乏的問題，可有效延長其使用壽命，且減少污染物的產生；再者，充氣座利用該等氣閥結構，且配合進、排氣通道係一體形成於基體內部的設計，可有效避免發生現有管路因外在因素而破裂、漏氣的狀況，再加上相鄰之充氣座基體間無零件或管路等設置，如此可有效節省空間，大幅增加同一規格櫃體的光罩傳送盒存放容量，也不會造成機械手臂進出抓取光罩傳送盒的不便，確保工作進行的順暢與效率，且避免造成管路因破損而漏氣，以防止氣體的浪費。

為使貴審查委員能進一步了解本創作的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本創作之若干較佳實施例，並配合圖式詳細說明如后，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(10)‧‧‧充氣座

(11)‧‧‧基體

(111)‧‧‧水平壁面

(112)‧‧‧垂直壁面

(12)‧‧‧定位框

(14)‧‧‧進氣通道

(15)‧‧‧進氣接頭

(17)‧‧‧排氣通道

(18)‧‧‧排氣接頭

(20)‧‧‧氣閥結構

(21)‧‧‧嵌槽

(210)‧‧‧氣槽

(211)‧‧‧鎖孔

(22)‧‧‧磁性件

(23)‧‧‧閥體

(231)‧‧‧凸頂塊

(232)‧‧‧唇緣

(233)‧‧‧沉孔

(234)‧‧‧鎖固件

(235)‧‧‧環槽

(236)‧‧‧密封件

(24)‧‧‧貫孔

(240)‧‧‧階級段

(241)‧‧‧斜錐面

(25)‧‧‧浮動件

(250)‧‧‧環抵片

(251)‧‧‧氣孔

(252)‧‧‧導孔

(253)‧‧‧限位槽

(26)‧‧‧密封環

(27)‧‧‧磁性件

(30)‧‧‧氣閥結構

(31)‧‧‧嵌槽

(310)‧‧‧氣槽

(311)‧‧‧鎖孔

(32)‧‧‧磁性件

(33)‧‧‧閥體

(331)‧‧‧凸頂塊

(332)‧‧‧唇緣

(333)‧‧‧沉孔

(334)‧‧‧鎖固件

(34)‧‧‧貫孔

(35)‧‧‧浮動件

(350)‧‧‧環抵片

(351)‧‧‧氣孔

(352)‧‧‧導孔

(37)‧‧‧磁性件

(50)‧‧‧光罩傳送盒

(55)‧‧‧閥件

(56)‧‧‧彈性浮動氣門

(60)‧‧‧櫃體

(65)‧‧‧架桿

第一圖：本創作之充氣座的外觀示意圖。

第二圖：為本創作充氣座的立體分解示意圖。

第三圖：為本創作充氣座中進氣用之氣閥結構的組合剖面示意圖，說明其元件態樣及相對關係。

第四圖：為本創作充氣座中排氣用之氣閥結構的組合剖面示意圖，說明其元件態樣及其相對關係。

第五圖：為本創作之充氣座於實際使用時的側視剖面示意圖，供說明光罩載具擺置前之狀態。

第六圖：為本創作之充氣座於實際使用時進氣用氣閥結構的側視剖面示意圖。

第七圖：為本創作之充氣座實際用於充氣櫃體的外觀示意圖。

本創作係一種充氣座及其氣閥結構，隨附圖例示本創作之具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本創作，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本創作之申請專利範圍內，根據本創作之具體實施例的設計與需求而進行變化。

本創作充氣座及其氣閥結構的詳細構成，係請參照第一、二圖所顯示者，該充氣座(10)可被應用於製程設備旁的進出料工作站、儲存用收納櫃、充氣櫃之櫃體(60)【如第七圖所示】或光罩運輸設備等，供對個別光罩傳送盒(50)進行獨立的充氣，且該等光罩傳送盒(50)上分別設有至少一進氣用之閥件(55)及至少一排氣用之閥件(55)，又該等閥件(55)具有彈性浮動氣門(56)，供透過頂推該等彈性浮動氣門(56)來開啟該等閥件(55)【如第六圖所示】，且當未頂頂或釋放該等彈性浮動氣門(56)時可主動復位使該等閥件 (55)閉合【如第五圖所示】。

而該充氣座(10)係由一基體(11)所構成，該基體(11)的周緣角落分別設有複數定位框(12)，該等定位框(12)可對應光罩傳送盒(50)的角落，讓光罩傳送盒(50)可獲得限制與定位之作用，再者基體(11)上設有至少一對應光罩傳送盒(50)進氣用閥件(55)之氣閥結構(20)及至少一對應光罩傳送盒(50)排氣用閥件(55)之氣閥結構(30)，又基體(11)內部形成有一連通該等進氣用氣閥結構(20)之進氣通道(14)，本實施例之進氣通道(14)與基體(11)之水平壁面(111)呈相互平行，該進氣通道(14)的出口端並位於基體(11)垂直壁面(112)，供接設一進氣接頭(15)，以選擇性連接一供氣模組【圖中未示】，且基體(11)內部另形成有一連通該等排氣用氣閥結構(30)之排氣通道(17)，本實施例之排氣通道(17)與基體(11)之水平壁面(111)呈相互平行，該排氣通道(17)的出口端並位於基體(11)垂直壁面(112)，供接設一排氣接頭(18)，以選擇性連接一排氣模組【圖中未示】；又配合參看第三圖所示，前述進氣用之氣閥結構(20)係於基體(11)上形成有一嵌槽(21)，且嵌槽(21)內嵌設有一閥體(23)，又閥體(23)上具有一可選擇性啟閉之浮動件(25)，而其中嵌槽(21)內底面中心形成有一供前述進氣通道(14)連通之凹陷狀氣槽(210)，又嵌槽(21)內底面於氣槽(210)周緣形成有複數供閥體(23)鎖掣之鎖孔(211)，且該等嵌槽(21)於氣槽(210)內底面設有一磁性件 (22)，再者閥體(23)頂面具有凸出狀之凸頂塊(231)，又凸頂塊(231)頂緣具有一供頂推前述閥件(55)彈性浮動氣門(56)之唇緣(232)，另閥體(23)周緣具有複數對應前述鎖孔(211)之沉孔(233)，供分別利用一鎖固件(234)將閥體(23)鎖掣於嵌槽(21)內，且閥體(23)底面於沉孔(233)所圍範圍內形成有一道環槽(235)，該環槽(235)內可嵌設一略高於閥體(23)底面之密封件(236)，使閥體(23)與形成於基體(11)上的嵌槽(21)間產生氣密作用，且閥體(23)中央形成有一貫穿凸頂塊(231)與唇緣(232)之貫孔(24)，該貫孔(24)下部形成有較大徑之階級段(240)，且階級段(240)上緣形成收束狀之斜錐面(241)，供產生閉合作用，至於浮動件(25)下端具有一略大於貫孔(24)、且小於階級段(240)之環抵片(250)，以防止浮動件(25)由閥體(23)上端脫出，又浮動件(25)中央於環抵片(250)上方形成有一開口向上之氣孔(251)，且浮動件(25)周緣於環抵片(250)上方形成有至少一連通該氣孔(251)之導孔(252)，又浮動件(25)外緣於鄰近環抵片(250)上緣處形成有一道限位槽(253)，該浮動件(25)之限位槽(253)上可套設一密封件(26)，且該密封件(26)能選擇性與閥體(23)貫孔(24)之斜錐面(241)貼扺，而產生選擇性閉合及開啟之作用，再者該浮動件(25)底面設有一對應前述基體(11)磁性件(22)之相斥磁性件(27)，使浮動件(25)能產生向上頂推之預力，令浮動件(25)上的密封件(26)在無作用力的正常狀態下能相對閥體(23)貫孔(24)產生氣密之閉合作用；另配合第四圖所示，排氣用之氣閥結構(30)係於基體(11)上形成有一嵌槽(31)，且嵌槽(31)內嵌設有一閥體(33)，又閥體(33)上具有一可選擇性啟閉之浮動件(35)，而其中嵌槽(31)內底面中心形成有一供前述排氣通道(17)連通之凹陷狀氣槽(310)，又嵌槽(31)內底面於氣槽(310)周緣形成有複數供閥體(33)鎖掣之鎖孔(311)，且該等嵌槽(31)於氣槽(310)內底面設有一磁性件(32)，再者閥體(33)頂面具有凸出狀之凸頂塊(331)，又凸頂塊(331)頂緣具有一供頂推前述閥件(55)彈性浮動氣門(56)之唇緣(332)，另閥體(33)周緣具有複數對應前述鎖孔(311)之沉孔(333)，供分別利用一鎖固件(334)將閥體(33)鎖掣於嵌槽(31)內，且閥體(33)中央形成有一貫穿凸頂塊(331)與唇緣(332)之貫孔(34)，該貫孔(34)下部形成有較大徑之階級段(340)，供產生閉合作用，至於浮動件(35)下端具有一略大於貫孔(34)、且小於階級段(340)之環抵片(350)，以防止浮動件(35)由閥體(33)上端脫出，並產生選擇性閉合及開啟之作用，又浮動件(35)中央於環抵片(350)上方形成有一開口向上之氣孔(351)，且浮動件(35)周緣於環抵片(350)上方形成有至少一連通該氣孔(351)之導孔(352)再者該浮動件(35)底面設有一對應前述基體(11)磁性件(32)之相斥磁性件(37)，使浮動件(35)能產生向上頂推之預力，令浮動件(35)上的密封件(36)在無作用力的正常狀態下能相對閥體(33)貫孔(34)產生閉合作用；藉此，組構成一使用壽命長、且動作確實之充氣座及其氣閥結構者。

而本創作於實際應用，則係如第五及六圖所示，充氣座(10)可應用於一供分層收納光罩傳送盒(50)之櫃體(60)【如第七圖】，該櫃體(60)內利用系列緃橫設置之架桿(65)分層固設各充氣座(10)之基體(11)，當該充氣座(10)在未放罩載具(50)前，該等進、排氣用之氣閥結構(20、30)內的浮動件(25、35)受基體(11)內磁性件(22、32)與其磁性件(27、37)相斥的作用下，使該浮動件(25、35)向上頂推，令進氣用之氣閥結構(20)能利用浮動件(25)之密封件(26)與閥體(23)之貫孔(24)斜錐面(241)形成氣密閉合狀，而排氣用之氣閥結構(30)能利用浮動件(35)之環抵片(350)與閥體(31)之貫孔(34)形成閉合，如此讓充氣用之氣體不會通過進氣用氣閥結構(20)排出，使氣源為非連續性充氣，可達到節省氣體之目的。

而當該等光罩傳送盒(50)分別置於對應之充氣座(10)基體(11)上時，可利用基體(11)邊緣之定位框(12)限制光罩傳送盒(50)，且令光罩傳送盒(50)底面進、排氣用之閥件(55)分別對應基體(11)上的進氣用氣閥結構(20)與排氣用之氣閥結構(30)，如此可令該等閥件(55)壓動對應之進、排氣用氣閥結構(20、30)之浮動件(25、35)凸出的頂端，令該等氣閥結構(20、30)之浮動件(25、35)受力向下，使浮動件(25、35)與閥體(23、33)之貫孔(24、34)間產生間隙【如第六圖所示】，而形成開啟狀，且氣閥結構(20、30)之凸頂塊(231、331)唇緣(232、332)可同步頂推該等閥件(55)之彈性浮動氣門(56)呈開啟狀【如第六圖所示】，進而讓充氣之氣源由進氣通道(14)經進氣用之氣閥結構(20)與對應閥件(55)注入光罩傳送盒(50)內部，並由排氣用之閥件(55)與氣閥結構(30)經排氣通道(17)排出，從而可供選擇性對光罩傳送盒(50)內部進行循環充氣，以保持光罩傳送盒(50)內部環境的潔淨度。

經由前述技術手段的實現，由於本創作充氣座(10)的進、排氣用的氣閥結構(20、30)係利用基體(11)內部磁性件(22、32)與閥體(23、33)內浮動件(25、35)之磁性件(27、37)呈相斥狀之設計，使浮動件(25、35)可相對閥體(23、33)貫孔(24、34)產生閉合之預力，令氣閥結構(20、30)能利用磁力產生選擇性啟閉的作用，不致發生習式使用彈性件或電磁閥所造成的問題與困擾，也不會有彈性疲乏的問題，可有效延長其使用壽命，且減少污染物的產生；再者，透過充氣座(10)上的進、排氣通道(14、17)係一體形成之基體(11)內部，可有效避免發生現有管路因外在因素而破裂、漏氣的狀況，再加上相鄰之充氣座(10)基體(11)間無零件或管路等設置，如此可有效節省空間，大幅增加同一收納櫃櫃體(60)的光罩傳送盒(50)存放容量，再者由於零件、尺寸及鎖接位置可以一致化及簡單化，而能節省後製加工時間及縮短交期，也不會造成機械手臂進出抓取光罩傳送盒(50)的不便，確保工作進行的順暢與效率，且避免造成管路因破損而漏氣，以防止氣體的浪費。

綜上所述，可以理解到本創作為一創意極佳之新型創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本創作已符合新型專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請新型專利。