JP4441111B2 - ドア付きウェハー容器 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
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(ウェハーを囲む容器)に関する。
【0002】
【従来の技術】
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。
【0003】
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。
【0004】
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のエンクロージャ(以下容器という)が示されている。こうした容器は、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。
【0005】
シール可能な容器に対するドアエンクロージャ(囲み構造のドアであり、以下ドア本体という)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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【0007】
上述した容器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、容器の上や中、そしてドア本体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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
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容器での使用に適しており、上述した要求を満足している。
【0009】
ウェハー用のシール可能な容器は、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ドア本体を有しており、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。ラッチ用アームはドア本体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、ドア本体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ドア本体から延びるT字形のポストの上に固定される。組み付けられると、カム部材の回転はドア本体に設けられたストップによって動作範囲が制限される。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
【発明の実施の形態】
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(以下容器という)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。
【0014】
各容器は、容器部分34と、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。
【0015】
ドアは、内向側52と、外向側53と、四つの側壁55から成る周辺部54とを有している。各ドア36はエンクロージャ56(以下ドア本体56という)を有している。ドア本体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(開口部)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。
【0016】
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。
【0017】
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のところでドア本体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。
【0018】
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ドア本体56から延びるストップによって与えられている。
【0019】
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。
【0020】
ラッチ用アーム82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82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136は図7A、図7B及び図7Cに示されているようにカム部材100の回転軸方向に沿った断面においてほぼS字形状を有していて、カム部材100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。ここで、第1の係合面150と補足的な第1の係合部分130とはカム部材80のほぼ軸方向で互いに反対側を向いており、第1の係合面150の向きは、容器34が前記ドア36により閉じられた状態において、前記ドア36の外に向かう向きであり、補足的な第1の係合部分130の向きは逆に、容器34が前記ドア36により閉じられた状態において、容器34の内部に向かう向きである。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。ここで、第2の係合面158はカム部材80のほぼ半径方向で外向きであり、補足的な第2の係合面160は逆に半径方向内向きとなっている。
【0021】
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はドア本体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34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34の内部及び容器部分34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34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。
【0022】
図7A、図7B及び図7Cに示されているように、ラッチ部分62の最初の伸びは、回転可能なカム部材80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100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82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100の動きと反対の方向へ移動する。これによって、ドア36が、ドアフレーム部分74、従って容器部分34と完全に係合する位置まで内側に引っ張られる。
【0023】
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82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82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82の荷重を、カム部材80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。
【0024】
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184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180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180はまずドア本体56の側壁55の上へ組み付けられる。キャッチ194は、周辺部54の上側あるいは下側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180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194と隣接するドアパネル180の側部に設けられた戻り止め184とを、ドア本体56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184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184と、ばね部材と、キャッチ194の寸法は、ドア36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180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180は周辺部54との係合が保持され、また戻り止め184を引っ込めると戻り止め184がドア本体56から外側へ外れる。これによって、ドアパネル180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180の取り外しが容易になる。
【0025】
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。
【0026】
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のSMIFポッドの斜視図である。
【図2】従来の搬送モジュールの斜視図である。
【図3A】カバーの一部を取り除いたドアの斜視図である。
【図3B】カバーが取り外されたドアの斜視図である。
【図4】回転可能なカム部材の斜視図である。
【図5】図4の回転可能なカム部材の側面図である。
【図6】回転可能なカム部材の底部側の斜視図である。
【図7A】図3Aの7−7線断面図である。
【図7B】ラッチ部分が伸びた状態にある図7Aの断面図である。
【図7C】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。
【図8】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。
【図9】ラッチ用アームの斜視図である。
【図10】フロントパネルカバーの斜視図である。
Claims (9)
- 容器部分(34)を有し、該容器部分(34)が、開口した内部と、開口側を限定するほぼ四角形のドアフレーム部分(74)とを有し、該ドアフレーム部分(74)が、前記開口側に関して互いに反対側に配置された少なくとも二つのラッチレシーバ(68)を有し、協働するドア(36)が、ドアフレーム部分(74)へ挿入できるような寸法の外側周辺部(54)を有するドア本体(56)を有し、前記ドア周辺部(54)が、前記ドアフレーム部分(74)の前記ラッチレシーバ(68)に対応した少なくとも二つの開口部(66)を有する、半導体ウェハーのためのシール可能な容器(20;30)用のドア(36)のための改良されたラッチ機構(60)であって、
当該ラッチ機構(60)は回転可能なカム部材(80)と、該カム部材(80)の回転に伴って前記ラッチレシーバ(68)に対して出入り動可能なラッチ用アーム(82)とを有し、
a)前記ラッチ用アーム(82)は一体構造のものであり、該ラッチ用アーム(82)が、一端に”S”字形状のカムフォロワ部分(136)を、また他端にラッチ部分(62)を有しており、
b)前記カム部材(80)が、前記ドア本体(56)の内部において該ドア本体(56)へ回転可能な状態で取り付けられていて、前記ドア(36)の外側から回転することができ、
前記ラッチ用アーム(82)のカムフォロワ部分(136)が、前記カム部材(80)のほぼ半径方向で外向きのカム係合面(160)と内向きのカム係合面(158)とを有し、また前記カム部材(80)のほぼ軸方向で第1の側を向いた第1の軸方向カム係合面(150)と第1の側と反対の第2の側を向いた第2の軸方向カム係合面(153)とを有し、これらの係合面がすべて前記S字形状のカムフォロワ部分(136)の上に配置されており、前記第1の側及び第2の側は、前記容器(34)が前記ドア(36)により閉じられた状態において、それぞれ前記ドア(36)の外に向かう側及びこれとは逆に容器(34)の内部に向かう側であり、
また前記カム部材(80)が、前記S字形状のカムフォロワ部分(136)の前記第1の軸方向カム係合面(150)及び前記第2の軸方向カム係合面(153)へ摺動的に係合してこれらと協働する、前記カム部材(80)のほぼ軸方向で互いに反対側を向いた一対のカム面(118,130)を有しており、前記カム部材(80)がさらに、前記S字形状のカムフォロワ部分(136)の前記ほぼ半径方向で内向きのカム係合面(158)及び外向きのカム係合面(160)へ摺動的に係合してこれらと協働する、前記カム部材(80)のほぼ半径方向で互いに反対側を向いた一対のカム面(140,142)とを有し、これら一対のほぼ半径方向を向いた面と、前記一対のほぼ軸方向を向いた面との組合せにより、前記S字形状のカムフォロワ部分(136)を係合し捕捉するものであり、
前記ドア(36)が前記ドアフレーム部分(74)に挿入されているときに前記カム部材(80)を回転させると、前記カム部材(80)の半径方向の一対のカム面(140,142)とカムフォロワ部分(136)の半径方向のカム係合面(158,160)との摺動係合により、前記ラッチ用アーム(82)の前記ラッチ部分(62)がまず前記ドア(36)から前記カム部材(80)の半径方向で外側へ伸びて前記ドアフレーム部分(74)のラッチレシーバ(68)に入り込み、前記ラッチ部分(62)が次に軸方向の一対のカム面(118,130)とカムフォロワ部分(136)の第1及び第2の軸方向カム係合面(150,153)との摺動係合により、前記カム部材(80)の回転軸方向で前記容器部分(34)の内部から離れる方向へ伸びて、前記ドア(36)を引っ張って前記容器部分(34)としっかりと係合させる、ラッチ機構。 - 請求項1記載のラッチ機構を備えたシール可能な容器(20;30)であって、前記回転可能なカム部材(80)が前記ドア本体(56)の中央に配置されており、当該容器(20;30)が、一体化された前記ラッチ用アーム(82)の二つを有していて、これらのアーム(82)が反対方向に延びているシール可能な容器(20;30)。
- 前記ラッチ用アーム(82)の各々がY字形状を有している請求項2記載のシール可能な容器(20;30)。
- 請求項1記載のラッチ機構を備えたシール可能な容器(20;30)であって、前記ドア本体(56)が、前記ラッチ機構(60)を収容する容器として形成されており、このドア本体(56)の周辺部(54)が複数の溝(198)を有し、前記ドア本体(56)がさらに、前記複数の溝(198)と協働するように配置された複数の戻り止め(184)を有するドアパネル(180)とを有していて、金属ファスナを使用することなく、前記ドアパネル(180)が前記ドア本体(56)内へスナップ嵌めされるシール可能な容器(20;30)。
- 前記回転可能なカム部材(80)が前記ドア本体(56)の中央に配置されており、当該容器(20;30)が、一体化された前記ラッチ用アーム(82)を二つ有していて、これらのアーム(82)が反対方向に延びており、前記ドア(36)が5個の別個の部品から形成されている請求項4記載のシール可能な容器(20;30)。
- 前記回転式のカム部材(80)が前記ドア本体(56)の中央に配置されており、当該容器(20;30)が、一体化された前記ラッチ用アーム(82)の二つを有していて、前記ラッチ機構(60)が2個の可動部材を有している請求項4記載のシール可能な容器(20;30)。
- 請求項1記載のラッチ機構を備えたシール可能な容器(30)であって、前記容器部分(34)が、水平な棚を形成する複数のウェハーサポートを有しており、前記開口側が前記容器部分(34)の前部に設けられているシール可能な容器(30)。
- ウェハーを収容するためのシール可能な容器(20)であって、開口した底部側(50)を備えた容器部分(34)と、前記開口した底部側(50)を閉じるための協働するドア(36)とを有し、前記ドア(36)が、周辺部(54)と、平面状の内向水平面とを有するとともに、ラッチ機構(60)を有しており、該ラッチ機構(60)がカム部材(80)とラッチ用アーム(82)とを有し、該ラッチ用アーム(82)がその一端に前記カム部材(80)の回転軸方向に沿った断面においてS字形状のカムフォロワ部分(136)を、また他端にラッチ部分(62)を有しており、前記S字形状のカムフォロワ部分(136)がカム部材(80)によって係合されて捕捉され、前記カム部材(80)が、該カム部材(80)が回転するにつれて該カム部材(80)の半径方向外側と軸方向とへ前記ラッチ用アーム(82)を移動させるカム部分(118,130,140,142)を有しており、前記ドア(36)が前記開口した底部側(50)に位置しているときに前記ラッチ部分(62)がまず前記ドア(36)から 前記カム部材(80)の半径方向で外側へ伸び、前記ラッチ部分(62)が次に前記カム部材(80)の回転軸方向で前記容器部分(34)の内部から離れる方向へ伸びて、前記カム部材(80)が回転するにつれて前記ドア(36)を引っ張って前記容器部分(34)としっかりと係合させるシール可能な容器(20)。
- ウェハーを収容するためのシール可能な容器(30)であって、開口した前部側(48)を備えた容器部分(34)と、前記開口した前部側(48)を閉じるための協働するドア(36)とを有し、前記ドア(36)が、周辺部(54)と、平面状の内向垂直面を有するとともに、ラッチ機構(60)を有しており、該ラッチ機構(60)がカム部材(80)とラッチ用アーム(82)を有し、該ラッチ用アーム(82)がその一端に前記カム部材(80)の回転軸方向に沿った断面においてS字形状のカムフォロワ部分(136)を、また他端にラッチ部分(62)を有しており、前記S字形状のカムフォロワ部分(136)が前記カム部材(80)によって係合されて捕捉され、前記カム部材(80)が、該カム部材(80)が回転するにつれて該カム部材(80)の外方と軸方向とへラッチ用アーム(82)を移動させるカム部分(118,130,140,142)を有しており、前記ドア(36)が前記開口した前部側(48)に位置しているときに前記ラッチ部分(62)が前記ドア(36)の周辺部(54)から前記カム部材(80)の半径方向で外側へ伸び、前記ラッチ部分(62)が次に前記カム部材(80)の回転軸方向で当該容器(30)の内部から離れる方向へ伸びて、前記カム部材(80)が回転するにつれて前記ドア(36)を引っ張って前記容器部分(34)としっかりと係合させるシール可能な容器(30)。
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