201136812 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明係關於一種前開式晶圓盒，特別是關於一種配置 於前開式晶圓盒之門體内的門閂結構。 【先前技術】 [0002] 半導體晶圓由於需經過各種不同流程的處理且需配合製 程設備，因此會被搬運到不同的工作站。為了方便晶圓 的搬運且避免受到外界的污染，常會利用一密封容器以 供自動化設備輸送。請參考第1圖所示，係習知技術之晶 圓盒示意圖。此晶圓盒是一種前開式晶圓盒（Front Opening Unified Pod, F0UP)，係具有一盒體 10及一 門體20，盒體10内部係設有複數個插槽11可水平容置複 數個晶圓（未顯示於圖中），且在盒體10之一側面係具有 一開口 12可供晶圓的載出及載入，而門體20具有一個外 表面21及一個内表面22，門體20係藉由内表面22與盒體 10的開口 12相結合，用以保護盒體10内部的複數個晶圓 。此外，在門體20的外表面21上配置至少一個門閂開孔 23，用以開啟或是封閉前開式晶圓盒。在上述前開式晶 圓盒中，由於半導體晶圓係水平地置於盒體10内部，因 此，在前開式晶圓盒搬運過程中需有一晶圓限制件 (wafer restraint)，以避免晶圓因震動而產生異位或 往盒體10的開口 12方向移動。 [0003] 請參考第2圖所示，係一美國第6, 736, 268號公告專利所 揭露之一種前開式晶圓盒之門體示意圖。如第2圖所示， 門體20之内表面2 2配置有一凹陷區域24，此凹陷區域24 099113615 表單編號A0101 第4頁/共52頁 0992024000-0 201136812 係從内表面22的頂端221延伸到底端222且係在左右二 門閃結構230(於門體内部)之間’而在凹陷區域μ中:進 -步配置有晶圓限制件模組，此晶圓限制件模組係由左 右二個晶圓限制件⑽所組成’而在每—個晶圓限制件 100上係具有複數個晶圓接觸頭110，以利用此晶圓接觸 頭110頂持其相對的晶圓，避免晶圓在傳送過程中因震動 而異位或往盒體之開口方向移動。然、而，上述晶圓限制 件模組係設置於門體2〇内表面22的凹陷區域24之中，這 Ο 使得晶圓魏貼平門體2G其内表面22或僅㈣微落入凹 陷區域24，無法有效地讓晶圓落入凹陷區域24以縮短前 開式晶圓盒前後徑的尺寸。此夕卜，晶圓限制件模組與晶 圓摩擦所產生的微粒粉塵容易累積在凹陷區域24内，在 清潔上需先把晶圓限制件模組與門體2 〇内表面2 2之凹陷 區域24分離，如此反覆的分離及組裝，容易造成晶圓限 制件模組的鬆脫。 [0004] Ο 此外，於另一件美國第5, 711，427號公告專利中係揭露 出前開式晶圓盒之門體2 〇中的門閂結構2 3 0示意圖。如第 3圖所示。門體20與盒體1〇的結合方式主要是在門體2〇中 (即外表面21及内表面22之間）的兩側分別設置活動式插 梢231 ’且在盒體1〇開口處之邊緣附近設有插孔13(請參 考第1圖）可與插梢231相對應，並利用設於門體20外表面 21上之門閂開孔23(請參考第1圖）的轉動，使插梢231與 插孔13互相結合進而達到將門體20固定於盒體1〇之目的 ，其中利用門閂開孔23的轉動來控制插梢231的往返活動 係透過一個圓形之凸輪232即可達成。 099113615 表單編號Α0101 第5頁/共52頁 0992024000-0 201136812 [0005] 而在半導體廠的實際操作中，前開式晶圓盒的開啟主要 係藉由一晶圓裝載機構，晶圓裝載機構係至少具有一開 啟閂（Latch key)，晶圓裝載機構係利用此開啟閂插入 前開式晶圓盒之門體20外表面21上的門閂開孔23，並轉 動凸輪232以帶動活動式插梢231完成開啟或是封閉前開 式晶圓盒。此外，根據SEMI所制定的各項標準當中，其 中針對開啟閂以及門閂開孔的大小訂有一標準規格，然 而依此規格所設計之前開式晶圓盒，會使得開啟閂與門 閂開孔配合轉動時，產生約9. 44度的制動誤差，因此當 前開式晶圓盒水平放置時，若開啟閂與門閂開孔之間的 誤差大於約9. 44度時，開啟閂將無法轉動門閂開孔以帶 動凸輪轉動，而致使門體無法順利開啟。 [0006] 另外，其他已揭露的前開式晶圓盒之門體中的門閂結構 之美國專利還有US5, 915, 562、US5, 957, 292、 US6622883、US6902063等。這些門閂結構都是為了使 門體與盒體接合時，達到氣密之目的，其活動式插梢會 在縱向方向上產生位移，以便藉由活動式插梢將一彈性 之氣密件卡固，以期同時達到關閉前開式晶圓盒以及氣 密之目的。然而，這些習知的門閂結構專利皆是由複雜 的機械結構來組成，除了會增加故障率外，也會在操動 的過程中，產生過多的機械摩擦，而造成晶圓的污染； 此外，使用活動式插梢的位移來卡固彈性氣密件，其氣 密的效果欠佳，無法長時間保持氣密。 [0007] 且，在目前常見的前開式晶圓盒之門體20内表面上還會 配置有一些限制件，以便門體20蓋合於盒體10時，這些 099113615 表單編號A0101 第6頁/共52頁 0992024000-0 201136812 限制件會與晶圓接觸，使得晶圓被完全固定，以降低晶 圓在前開式晶圓盒中因運輸過程而產生異位。而為了避 免限制件與晶圓接觸時，力量太大而造成晶圓的碰撞及 摩擦，因此，如第4圖所示，有一些美國專利即揭露一種 將彈性元件86配置在門閂結構230中的凸輪232及門體20 之間，當凸輪232轉動並帶動活動式插梢231封閉前開式 晶圓盒的過程中，此彈性元件86可以發揮阻尼的效果， 使得配置於門體20内表面上的限制件可以在和緩且平順 的狀態下與晶圓接觸，如此便可解決碰撞及摩擦的問題 > ，另外與該設計相關之美國專利還包括US6, 880, 718、 US7, 1 68, 587、US7, 182, 203等。然而，這種類似側向 牽引的方式，容易在活動式插梢231移動之方向上產生一 偏移力量，會造成無法卡入盒體10之插孔13中，致使盒 體10與門體20無法順利蓋合，進而造成製程上的困擾。 【發明内容】 [0008] 依據先前技術之前開式晶圓盒之門體結構中，其門閂皆 是由複雜的機械結構來組成，除了會增加故障率外，也 ) 會在操動的過程中，產生過多的機械摩擦，而可能造成 晶圓的污染。為此，本發明之一主要目的在於提供一種 前開式晶圓盒中配置有橢圓凸輪之門閂結構，使其滑動 裝置僅於單一平面上進行往返運動，故可以簡化門閂之 結構。 [0009] 本發明之另一主要目的在於提供一種前開式晶圓盒中 配置有橢圓凸輪之門閂結構，可藉由嵌合部與滑槽之 配合，使其橢圓凸輪帶動滑動裝置於單一平面上進行往 099113615 表單編號 A0101 第 7 頁/共 52 頁 0992024000-0 201136812 返運動時，可降低往返運動時的摩擦力，故可以降低污 染。 [0010] 本發明之又一主要目的在於提供一種前開式晶圓盒中 配置有橢圓凸輪之門閂結構，可藉由導正結構與V型溝 槽（V型缺口）之相互干涉，使得開啟閂之角度有誤差時， 也能準確的插入門閂開孔並使橢圓凸輪作動，以補償並 消除開啟閂與門閂開孔之間產生的制動誤差，使門體得 以順利開啟。 [0011] 本發明之再一主要目的在於提供一種前開式晶圓盒中 配置有橢圓凸輪之門閂結構，可藉由導正結構與狹長 彈片之相互干涉，使得開啟閂之角度有誤差時，也能準 確的插入門閂開孔並使橢圓凸輪作動，以補償並消除開 啟閂與門閂開孔之間產生的制動誤差，使門體得以順利 開啟。 [0012] 本發明之還有一主要目的在於提供一種前開式晶圓盒 中配置有橢圓凸輪之門閂結構，可藉由定位結構與定 位缺口之相互配合，使橢圓凸輪轉動至水平或垂直時， 可具有自動定位之功能。 [0013] 本發明之還有一主要目的在於提供一種前開式晶圓盒 中配置有橢圓凸輪之門閂結構，可藉由彈片結構與定 位缺口之相互配合，使橢圓凸輪轉動至水平或垂直時， 可具有自動定位之功能。 [0014] 本發明還有一主要目的在於提供一前開式晶圓盒中配置 有橢圓凸輪之門閂結構，其可在門體之内表面上配置晶 099113615 表單編號A0101 第8頁/共52頁 0992024000-0 201136812 [0015] [0016] Ο ο [0017] 099113615 圓限制件，可以有效地固定晶圓。 發月還有主要目的在於提供一前開式晶圓盒中配置 有橢圓凸輪之門問結構，其橢圓凸輪圓心處之制動部可 由高分子塑膠材料所製成，其中特別是使用具有高耐磨 耗性的聚醚醚嗣材料（PEEK)，可減少因往返運用而產生 的微粒，降低晶圓盒内之污染。 為達上述之各項目的，本發明揭露一種前開式晶圓盒， 主要包括一盒體，盒體内部係設有複數個插槽以容置複 數個晶圓，且在盒體之一侧面係形成一開口可供複數個 晶圓之輸入及續出，以及一門體，係具有一外表面及_ 内表面，門體係以内表面與盒體之開口相結奋，並用以 保護盒體内部之複數個晶圓，其中前開式晶圓盒之特徵 在於：門體之内表面配置一凹陷區域且凹陷區域係位於 兩凸出平台之間，每一凸出平台内部配置一門閂結構， 而門閂結構包括一橢圓凸輪及一配置於橢圓凸輪中央位 置之制動部，至少一對V型溝槽配置於橢圓凸輪之一表面 上’且於橢圓凸輪之表面上設有至少一滑槽，一對各 具有一嵌合部之滑動裝置且每一嵌合部係嵌入於滑槽中 ’致使滑動裝置嵌設於橢圓凸輪上，以及一設於滑動裝 置上之導正結構’藉由制動部來控制橢圓凸輪之轉動， 使得滑動裝置往返於該對插孔與該對閂孔中。 本發明接著揭露一種前開式晶圓盒，主要包括一盒體， 盒體内部係設有複數個插槽以容置複數個晶圓，且在盒 體之一側面係形成一開口可供複數個晶圓之輸入及輸出 ，以及一門體，係具有一外表面及一内表面，門體係以 表單編號Α0101 第9頁/共52頁 0992024000-0 201136812 内表面與盒體之開口相結合，並用以保護盒體内部之複 數個晶圓，其中前開式晶圓盒之特徵在於：門體之内表 面配置一凹陷區域，且凹陷區域係位於兩凸出平台之間 ，每一凸出平台内部配置一門閂結構，而門閂結構包括 一橢圓凸輪及一配置於橢圓凸輪中央位置之制動部，且 於橢圓凸輪之較長與較短直徑之相對兩端上配置複數 個v型缺口，橢圓凸輪之一表面上設有至少一滑槽，一 對各具有一嵌合部之滑動裝置且該對嵌合部係嵌入於滑 槽中，致使該對滑動裝置嵌設於橢圓凸輪上，以及一導 正結構配置於靠近滑動裝置與橢圓凸輪相互嵌合之一端 ，且導正結構由一導正輪以及配置於該導正輪上的至少 一對導正撥桿所組成，藉由制動部來控制橢圓凸輪之轉 動，使得滑動裝置往返於該對插孔與該對閂孔中。 [0018] 本發明另揭露一種前開式晶圓盒，主要包括一盒體，盒 體内部係設有複數個插槽以容置複數個晶圓，且在盒體 之一側面係形成一開口可供複數個晶圓之輸入及輸出， 以及一門體，係具有一外表面及一内表面，門體係以内 表面與盒體之開口相結合，並用以保護盒體内部之複數 個晶圓，其中前開式晶圓盒之特徵在於：門體之内表面 配置一凹陷區域且該凹陷區域係位於兩凸出平台之間， 每一凸出平台内部配置一門閂結構，而門閂結構包括一 橢圓凸輪及一配置於門閂之橢圓凸輪中央位置之制動部 ，橢圓凸輪之一表面上設有至少一滑槽、一對各具有 一嵌合部之滑動裝置，且該對嵌合部嵌入滑槽中，致使 該對滑動裝置嵌設於橢圓凸輪上、一配置於橢圓凸輪中 099113615 表單編號A0101 第10頁/共52頁 0992024000-0 201136812 央處之導正結構、以及一框設於導正結構之上的狹長彈 片，藉由制動部來控制橢圓凸輪之轉動，使得滑動裝置 往返於該對插孔與該對閃孔中。 【實施方式】 [0019] Ο ❹ [0020] 由於本發明係揭露一種前開式晶圓盒，其具有一盒體及 一門體，盒體内部係設有複數個插槽可水平容置複數個 晶圓，且在盒體之一侧面係具有一開口可供晶圓的載出 及載入，而門體由其内表面與盒體的開口相結合，用以 保護盒體内部的複數個晶圓。此外，在門體的外表面上 配置至少一個門閂開孔，用以開啟或是封閉前開式晶圓 盒。由於，本發明所利用到的一些前開式晶圓盒之結構 與上述相同，故其詳細製造或處理過程，故在下述說明 中，並不作完整描述。而且下述内文中之圖式，亦並未 依據實際之相關尺寸完整繪製，其作用僅在表達與本發 明特徵有關之示意圖。此外，為使本發明所運用之技術 内容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露 ，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖示及圖號 〇 首先，前開式晶圓盒（FOUP)之基本結構（請參考第2圖） ，包括門體20之内表面22配置一凹陷區域24，凹陷區域 24係位於兩凸出平台25之間，每一凸出平台25内部各配 置一門閂結構230。接著，請參考第5Α圖，係本發明之門 閂結構第一實施例之上視圖。如第5Β圖所示，每一門閂 結構30係由具有一對V型溝槽311之橢圓凸輪31、一對各 具有一嵌合部321之滑動裝置32、一個設於滑動裝置32上 099113615 表單編號Α0101 第11頁/共52頁 0992024000-0 201136812 之導正結構322、以及一對與滑動裝置32連接成一體之定 位彈片33所組成；其中，上述之導正結構322位於滑動裝 置32之一端且大致呈U型。此外，在橢圓凸輪31之表面上 設有至少一滑槽312，使一對滑動裝置32之嵌合部321分 別嵌入於滑槽312中，藉此即可將一對滑動裝置32嵌設於 橢圓凸輪31上；接著請參考第5C圖，在橢圓凸輪31之長 短軸直徑之兩端各設有至少一相對之定位缺口 313，以及 在橢圓凸輪31具有滑槽312之一面上另凸設有一橢圓平台 314，此橢圓平台314之面積較橢圓&輪31之面積為小， 而橢圓凸輪31上之V型溝槽311，即是設在橢圓平台314 直徑較大之兩端上。 [0021] 在本發明之第一實施例中，橢圓凸輪31可以是金屬材質（ 如不鏽鋼等），其也可以是高分子塑膠材料（如鐵氟龍、 PEEK等）所形成，本發明並不加以限制。如第5B圖所示， 橢圓凸輪31之圓心處另設有一制動部315，當晶圓裝載機 構之開啟閂（未顯示於圖中）插入門體20之門閂開孔23後 ，即會與制動部315連接，以帶動橢圓凸輪31轉動。由於 帶動橢圓凸輪31轉動的過程中，開啟閂與制動部315相接 觸，因此本發明之制動部315可由高分子塑膠材料所製成 ，其中特別是使用具有高耐磨耗性的聚醚醚酮材料 (PEEK)，可減少因往返運用而產生的微粒，降低晶圓盒 内之污染。 [0022] 接著，請參考第6A圖至第6E圖，係本發明之第一實施例 之橢圓凸輪轉動過程之示意圖。本實施例藉由控制橢圓 凸輪31之轉動，可使得滑動裝置32往返於一對插孔13(如 099113615 表單編號A0101 第12頁/共52頁 0992024000-0 201136812 Ο 第1圖所示）與一對閂孔26(如第2圖所示）中，其作動方式 如第6Α圖至第6Ε圖依序呈現，為一順時鐘方向轉動90度 之示意圖，藉由橢圓凸輪之長軸距離，用以將滑動裝置 32推出閂孔26並插入插孔13中。反之亦然，若將橢圓凸 輪轉動過程由如第6Ε圖至第6Α圖依序呈現時，為即當橢 圓凸輪轉動過程以一逆時鐘方向轉動90度之示意圖時， 可以將滑動裝置32抽出插孔13並收回閂孔26中。此機械 原理乃係由於橢圓凸輪31具有一較長之直徑X及一較短之 直徑Υ(如第5Α圖所示），因此當橢圓凸輪31轉動時，滑動 裝置32會伴隨橢圓凸輪31半徑之變化所致。此外，特別 要強調的是，藉由上述橢圓凸輪31之轉動方式，亦可使 滑動裝置32之導正結構322與橢圓凸輪31之V型溝槽311 兩者相互干涉，以使橢圓凸輪31轉動至一定角度時，橢 圓凸輪31會自動旋轉至一定位，使滑動裝置32推出或收 回於閂孔2 6中。 [0023] Ο 進一步說明本實施例之導正結構322與V型溝槽311相互干 涉方式：當橢圓凸輪31轉動位置為第6Α圖時，（即一對滑 動裝置32之定位結構323之定位部325(請參考第5Β圖）與 橢圓凸輪31較短之直徑Υ之兩端之定位缺口 313接觸），導 正結構322與橢圓平台314僅接觸並相互抵制；當橢圓凸 輪31轉動位置為第6Β圖時，因為橢圓凸輪31半徑變長， 會使得滑動裝置32向外部伸出，且因滑動裝置32與定位 彈片33連接一體之故，定位彈片33亦會受到滑動裝置32 之牽引而接受到一壓力；當橢圓凸輪31轉動至第6C圖時（ 自第6Α圖之位置轉動至第6C圖約為68度），導正結構 099113615 表單編號Α0101 第13頁/共52頁 0992024000-0 201136812 322會與橢圓凸輪31之V型溝槽311的一頂點接觸並相互 抵制，而此時定位彈片33所受到的壓力會大於第⑽圖 ，當橢圓凸輪31轉動至第6D圖時（即轉動之角度大於68度 )，導正結構322與V型溝槽311接觸並相互抵制之處已通 過其頂點，因此定位彈片3 3所受到的壓力會小於的第 圖，而此時受到定位彈片33壓力釋放之故，橢圓凸輪31 會自動轉至第6E圖，導正結構322會滑入V型溝槽311之 兩頂點之間並且停滯。而經由上述動作，此時的滑動裝 置32已被推出閂孔26並插入位於盒體1〇上的插孔13當中 ，使得門體20鎖合盒體10上。在本實施例中，而當本發 明之刖開式晶圓盒水平放置時，晶圓裝載機構(L〇ad P 〇 r t)之開啟閂（未顯示於圖中）之角度誤差即使大於 9· 44度’仍可與橢圓凸輪31作動，以補償並消除開啟閂 與門閃開孔23之間產生的致動誤差，使門體得以順利鎖 合或開啟。同樣地，而若欲使門體20脫離盒體1〇時，則 係由第6E圖之位置以逆時斜方向轉動，至第6C圖時約轉 動22度，而當轉動角度大22度_，導正結構322會立即離 開V型溝槽311，並完成開啟動作乂 [0024] 除了上述橢圓凸輪31之作動方式以外，請再參考第5B圖 。本發明在靠近滑動裝置32與橢圓凸輪31相互嵌合之一 端，另設有一定位結構323，此定位結構323係為一簍空 之彈片結構324 ’並具有一定位部325突出自彈片結構 324，而此定位結構323係與滑動裝置32係連接為—體， 並以射出成型之方式所製成’當橢圓凸輪31自動旋轉至 一疋位時，如第6A圖所示橢圓凸輪31轉動至水平定位時 099113615 表單編號A0101 第〗4頁/共52頁 0992024000-0 201136812 ’或如第6Ε圖所示橢圓凸輪31轉動至垂直定位時，定位 結構323上的定位部325將可與定位缺口 313相互卡合定 位’以提供自動對準定位並停止之功能。 [0025] Ο ❹ 請參考第7Α圖，為本發明門閂結構之第二實施例之上視 圖’而第7Α圖為門閂結構之正面示意圖，第7C圖為第7Β 圖之反面示意圖。如第7Β圖所示，每一門閂結構40係由 一個橢圓凸輪41，並於橢圓凸輪41上的四個圓周頂點處 分別具有一對形成一個V型缺口 411之橢圓凸輪41、一對 各具有一嵌合部421(如第7C圖所示)之滑動裝置42、以 及一個設於滑動裝置42上之導正結構422所組成。接著請 參考第7C圖，在橢圓凸輪41之表面上設有至少一滑槽412 ’使一對滑動裝置42之嵌合部421分別嵌入於滑槽412中 ，藉此即可將一對滑動裝置42嵌設於橢圓凸輪41上。此 外’配置在橢圓凸輪41長短直徑之相對兩端上的V型缺口 411之結構，請參考第7Β圖，其V型缺口 411係為由一具 有較長一邊之長邊41L與較短一邊之短邊41S所形成。另 外，導正結構422係設於靠近滑動裝置42與橢圓凸輪41相 互嵌合之一端，此導正結構422由一個導正輪423及配置 於導正輪423上的一對導正撥桿424所組成，而此對導正 撥桿424係凸出自導正輪423之邊緣且設於相鄰之處。此 外’導正輪423於兩個導正撥桿424之間的位置上’進一 步可配置至少一對定位缺口 426 » 在本實施例中，橢圓凸輪41可以是金屬材質（如不鏽鋼等 )，其也可以是高分子塑膠材料（如鐵氟龍、PEEK等）所形 成’本發明並不加以限制。如第圖所示，糖圓凸輪41 099113615 表單編號A0101 第15頁/共52頁 0992024000-0 [0026] 201136812 之圓心處另設有一制動部415，當晶圓裝載機構（Load Port)之開啟閂插入門體20之門閂開孔23後，即會與制 動部41 5連接。由於帶動橢圓凸輪41轉動的過程中，開啟 閂與制動部41 5相接觸，因此，為了降低開啟閂與制動部 415接觸之摩擦，本發明之制動部415可由高分子塑膠材 料所製成，其中特別是使用具有高耐磨耗性的聚醚醚酮 材料（PEEK)，可減少因往返運用而產生的微粒，降低晶 圓盒内之污染。 [0027] 接著，請參考第8A圖至第8E圖，係本發明第二實施例之 橢圓凸輪轉動過程之示意圖。本實施例藉由控制橢圓凸 輪41之轉動，可使得滑動裝置42往返於一對插孔13(如第 1圖所示）與一對閂孔26(如第2圖所示）中。首先，當要使 滑動裝置42上的插孔13與閂孔26結合時（即要將前開式晶 圓盒之門體20關閉時），其作動方式如第8A圖至第8C圖依 序呈現，係將橢圓凸輪41以逆時鐘方向轉動90度，將滑 動裝置42推出閂孔26並插入插孔13中；而當要使滑動裝 置42上的插孔13與閂孔26脫離時（即要將前開式晶圓盒之 門體20打開時），其作動方式如第8C圖至第8E圖依序呈現 ，係將橢圓凸輪41以順時鐘方向轉動90度，將滑動裝置 42抽出插孔13並收回閂孔26。上述之機械原理係由於橢 圓凸輪41具有一較長之直徑X及一較短之直徑Y(如第7A圖 所示），因此當橢圓凸輪41轉動時，滑動裝置42會伴隨橢 圓凸輪41半徑之變化所致。此外，藉由橢圓凸輪41之轉 動方式，亦可使滑動裝置42之導正結構422與橢圓凸輪41 之V型缺口 411兩者相互干涉，以使橢圓凸輪41轉動至一 099113615 表單編號A0101 第16頁/共52頁 0992024000-0 201136812 疋角度Srr橢圓凸輪41會自動旋轉至一定位使滑動裝置 42推出或收回閂孔26中。 []接著，進一步說明本實施例之導正結構422與V型缺口 411 相互干涉方式說明如下：當擴圓凸輪41轉動位置為第Μ 圖時，導正撥桿424卡設於V型缺口 411之短邊4is當中； 田橢圓凸輪41被開啟閃以逆時針方向轉動時（即自第8 a圖 之位置轉動至第8C圖約為68度），V型缺口 411之長邊41L 會推動導正撥桿424進而帶動導正輪423轉動，因為橢圓 〇 凸輪41半徑變長，會使得滑動裝置42向外部伸出；而當 橢圓凸輪41轉動至第圓位置時，v型缺口 4丨丨之一端正 位於一對導正撥桿424之間且與其接觸並相互抵制；當橢 圓凸輪41繼續逆時針轉動（即轉動之角度大於68度），導 正撥桿424將會依V型缺口 411之長邊41L自動滑入V型缺 口 411當中，使用導正結構422停止並且一個導正撥桿 424會接觸並相互抵制於v型缺口 οι之短邊us，此時橢 圓凸輪41逆時針轉動之角度約為9〇度時，如8C圖所示。 Q 而經由上述動作，滑動裝置42已會被推出閂孔26並插入 插孔13中，使得門體20鎖合至盒體1〇上；在本實施例中 ’當本發明之前開式晶圓盒水平放置時，晶圓裝載機構 (Load Poet)之開啟閂（未顯示於圖中）之角度誤差即使 大於9. 44度’仍可與橢圓凸輪41作動，以補償並消除開 啟閂與門閂開孔2 3之間產生的致動誤差，使門體得以順 利鎖合或開啟。接著，若欲使門體20脫離盒體1〇時，則 係由第8C圖之位置以順時針方向轉動約68度（即至第8D圖 所示），而當轉動角度大68度時，導正撥桿424會立即離 099113615 表單編號A0101 第Π頁/共52頁 0992024000*0 201136812 開V型缺口 411，並完成門體20開啟動作。 [0029] 除了上述圓凸輪41之作動方式以外，本發明再揭露一種 在滑動裝置42上另設有一彈片結構425之實施例。請再請 參考第7B圖，彈片結構425之兩端係自滑動裝置42之中空 結構内的兩側向中間延伸會合成一第三端，以形成一近 似T型結構，故此彈片結構425與滑動裝置42係連接為一 體，並以射出成型之方式所製成，此外，再將此第三端 嵌入導正輪423上的一個定位缺口 426上，當橢圓凸輪41 自動旋轉至一定位時，如第8A圖所示搞圓凸輪41轉動至 水平定位，或如第8C圖所示橢圓凸輪41轉動至垂直定位 ，彈片結構425的T型結構之第三端會分別與一對定位缺 口 426相互卡合定位，以提供自動對準定位並停止之功能 [0030] 再接著，請參考第9A圖，為本發明門閂結構50之第三實 施例之上視圖。如第9B圖所示，每一門閂結構50係由一 橢圓凸輪51、一對各具有一嵌合部521之滑動裝置52、一 個設於橢圓凸輪51中央處之導正結構53以及一框設於導 正結構53之上的狹長彈片54所組成，其中，狹長彈片54 之材質可以是具有彈性之材質，例如高分子塑膠材料、 橡膠材料等，本發明並不加以限制。 對滾輪 [0031] 本實施例在橢圓凸輪51之表面上設有至少一滑槽512，使 一對滑動裝置52之嵌合部521分別嵌入於滑槽512中，藉 此即可將一對滑動裝置52嵌設於橢圓凸輪51上。此外， 本實施例之導正結構53包含一個矩形凸緣531且其内侧 形成具有一圓形内槽532之矩形凸緣531、一對滾輪 099113615 表單編號A0101 第18頁/共52頁 0992024000-0 201136812 Ο [0032] 533、以及一軸承534’其中矩形凸緣531内側之一相 對角洛各設有一個穿孔535貝穿矩形凸緣531之内側及 外侧’使得每一穿孔535中分別設置於一個滾輪533 ;另 於圓形内槽532之圓心處設有一中空圓柱536，其中，擴 圓凸輪51、矩形凸緣531以及中空圓柱536係為一體成 形而製成；此外，更有一轴承534套設於中空圓柱536上 ’而此軸承534之邊緣具有一凹槽之圓環534a，並於圓 環534a之凹槽中配置複數個滾珠534b。本實施例即係藉 由軸承534的使用，除了可增加橢圓凸輪51轉動的順暢度 之外’亦可減少因摩擦而產生的微粒，避免晶圓盒内受 到污染。 ❹ 接著說明本實施例之詳細作動過程。首先，在本實施例 中，橢圓凸輪51可以是金屬材質（如不鏽爾等），其也可 以是高分子塑膠材料（如鐵氟龍、PEEK等）所形成，本發 明並不加以限制。接著，請參考第9B圖所示，橢圓凸輪 51之圓心處另設有一制動部513，此制動部513為一長方 形結構，並以其長轴方向與橢圓凸輪51之直徑X水平配置 (如第9A圖所示）’而導正結構53又設於制動部513上， 並以其未設置滚輪533之一對角落分別與制動部513之兩 寬邊重疊相接。當晶圓裝載機構（L〇ad Port)之開啟閂 插入門體20之門閂開孔23後’即會與制動部513連接。由 於帶動橢圓凸輪41轉動的過程中’開啟閂與制動部513相 接觸’因此，本發明之制動部513可由高分子塑膠材料所 製成，其中特別是使用具有高耐磨耗性的聚醚醚酮材料 (PEEK)，可減少因往返運用而產生的微粒’降低晶圓盒 099113615 表單编號A0101 第19頁/共52頁 0992024000-0 201136812 内之污染。 [0033] 接著，請參考第10A圖至第10C圖，係本發明第三實施例 之橢圓凸輪轉動過程之示意圖。本實施例藉由控制橢圓 凸輪51之轉動，可使得滑動裝置52往返於一對插孔13(如 第1圖所示）與一對閂孔26(如第2圖所示）中。首先，當要 使滑動裝置42上的插孔13與閂孔26結合時（即要將前開式 晶圓盒之門體20關閉時），其作動方式如第10A圖至第 10C圖依序呈現，係將橢圓凸輪41以一順時鐘方向轉動90 度，以將滑動裝置52推出閂孔26並插入插孔13中；而當 要使滑動裝置42上的插孔13與閂孔26脫離時（即要將前開 式晶圓盒之門體20打開時），其作動方式如第10C圖至第 10A圖依序呈現，係將橢圓凸輪41以一逆時鐘方向轉動90 度，以將滑動裝置52抽出插孔13並收回閂孔26。上述之 機械原理，乃係由於橢圓凸輪51具有一較長之直徑X及一 較短之直徑Y(如第9A圖所示），因此當橢圓凸輪51轉動時 ，滑動裝置52會伴隨橢圓凸輪51半徑之變化所致。此外 ，藉由上述橢圓凸輪51之轉動方式，亦可使滑動裝置52 之一端、橢圓凸輪51之導正結構53與狹長彈片54三者相 互干涉，以使橢圓凸輪51轉動至一定角度時，橢圓凸輪 51會自動旋轉至一定位使滑動裝置52推出或收回閂孔26 中〇 [0034] 再接著，針對上述之滑動裝置52之一端、橢圓凸輪51之 導正結構53與狹長彈片54三者相互干涉之方式說明如下 :當橢圓凸輪51轉動位置為第10A圖時，滑動裝置52與狹 長彈片54接觸並相互抵制，而狹長彈片54之内緣又與導 099113615 表單編號A0101 第20頁/共52頁 0992024000-0 正結構53矩形凸緣531之一側面相鄰接觸，因此狹長彈 片54係框設於導正結構53上之開口寬度約等於矩形凸緣 531之寬度。當橢圓凸輪51順時針轉動時（自第10A圖之 位置轉動至第10B圖約為45度），狹長彈片54與矩形凸 緣531接觸方式由側面相鄰接觸改變為以滾輪533接觸， 且滾輪533亦會順著狹長彈片54之内緣滑動，此時狹長彈 片54之開口寬度約等於矩形凸緣531對角線之長度。當 橢圓凸輪51繼續順時針轉動（即轉動之角度大於45度）， 狹長彈片54之開口大小會伴随矩形凸緣531之轉動而遞減 ，此時狹長彈片5 4會產生一回覆力而使得滾輪5 3 3受到擠 壓而自動滑動至以矩形凸緣.’531之一侧面與狹長彈片54 -tv:::5 W v V ^ -: 之内緣相鄰接觸為止’如第10C圖所示;，而此時狹長彈片 54框設於導正結構53上之開口寬度約等於矩形凸緣531之 寬度；而經由上述動作，滑動裝置52會被推出閂孔26並 插入插孔13當，使得門體20鎖合盒體1〇上；在本實施例 中’而當前開式晶圓盒水半放置時，晶圓裝载機構（L〇ad
Port)之開啟閂（未顯示於圖中）之角凌誤差即使大於 9. 44度，仍可與橢圓凸輪“作動〜以補償並消除開啟閂 與門閂開孔23之間產生的致動誤差，使門體得以順利鎖 合或開啟。接著若欲使門體20脫離盒體1〇時，則係由第 10C圖之位置以逆時針方向轉動，至第10B圖時約轉動約 45度’而當轉動角度大45度時’矩形凸緣531的轉動會改 變狹長彈片54開口寬度的改變’使狹長彈片54產生一回 覆力而促使滾輪5 3 3之滑動，並完成開啟動作。此外，藉 由雙滾輪533與狹長彈片54的相互配合，亦可大幅降低因 摩擦而產生的微粒，避免晶圓盒内受到污染。 表單編號A0101 第21頁/共52頁 0992024000-0 201136812 [0035] 接著，請參閱第11圖所示，係本發明之一種晶圓盒之示 意圖。此晶圓盒係一種前開式晶圓盒，主要係包括一盒 體10及一門體20，在盒體10的内部係設有複數個插槽11 以容置複數個晶圓，且在盒體10的其中一個側面係有一 開口 12可提供晶圓的輸入以及輸出，而門體20則是具有 一外表面21及一内表面22，門體20的外表面21係配置至 少一個門閂開孔（未顯示於圖中），用以開啟或是封閉前 開式晶圓盒，而在門體20的内表面22约中間處係配置有 一凹陷區域24且凹陷區域24係位於兩凸出平台25之間， 其中兩凸出平台25之内部係配置著前述之門閂結構60。 此凹陷區域24的主要目的係用來承接盒體10内部的複數 個晶圓，以減少整個晶圓盒的前後徑尺寸，而在兩凸出 平台25上各配置一晶圓限制件模組60，除了可限制晶圓 往開口方向移動外，也可用來控制晶圓進入凹陷區域24 的量。 [0036] 上述門體20内表面22凹陷區域24的長度係與盒體10内部 的插槽11間距及晶圓數量有關。以12吋的晶圓而言，對 於晶圓之間的間距，產業間已有標準規定，以期達到最 大的晶圓承載密度同時能容納機器手臂伸入進行晶圓輸 入及輸出；而目前常見的晶圓盒係大約可容置25片晶圓 。然而，本發明凹陷區域24的寬度及深度，則可較有彈 性，當門體20的厚度維持不變時，將凹陷區域24的深度 設的較大，則可允許晶圓較進入凹陷區域24，而此時凹 陷區域24的寬度也需隨之增大。 [0037] 此外，本發明之門體20的内表面22係可以為一平面，可 099113615 表單編號A0101 第22頁/共52頁 0992024000-0 201136812 以係沒有凹陷的，而在内表面22與外表面21之間配置有 至少一個門閂結構（如前述的元件30、40、50)，而一較 佳之實施例中係配置有一對門閂結構。由於門閂結構30 、40、50與前述之實施例相同，故不再贅述。此外，為 了使門體20與盒體10蓋合時，能夠固定已放置於盒體10 中的複數個晶圓，因此可以在上述平面的内表面22上配 置有至少一限制件模組60或接近中央區域的地方配置有 至少一限制件模組，如第11圖所示。 [0038] Ο ❹ [0039] [0040] [0041] 很明顯地，本發明之門閂結構在橢圓凸輪的帶動下，其 只進行前進及後退之往返運動，而沒有在任何縱向（即垂 直）方向上產生位移，因此，本發明之門閂結構係一較簡 單的設計。當本發明之門體與盒體蓋合時，橢圓凸輪係 帶動一對滑動裝置向門體之邊緣移動，然後將滑動裝置 之前端平面穿過門體上的閂孔並卡固在盒體開口處邊緣 附近並與閂孔相對應之插孔中。最後，可再經由一充氣 裝置對配置於門體與盒體之間的氣密件（未顯示於圖中） 進行充氣，以使得盒體内部與外部隔離。 雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習相似技藝者，在不脫離本發明 之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發 明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所 界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖係習知之前開式晶圓盒之示意圖。 第2圖係習知之前開式晶圓盒之門體示意圖。 099113615 表單編號Α0101 第23頁/共52頁 0992024000-0 201136812 [0042] 第3圖係習知之前開式晶圓盒之另一門體示意圖。 [0043] 第4圖係習知之前開式晶圓盒之又另一門體示意圖。 [0044] 第5A圖係本發明之一種前開式晶圓盒之門體示意圖。 [0045] 第5B圖係本發明門閂結構之示意圖。 [0046] 第5C圖係本發明橢圓凸輪之立體示意圖。 [0047] 第6八圖~第6E圖係本發明門閂結構作動之示意圖。 [0048] 第7A圖係丰發明之一種前開式晶圓盒之門體示意圖。 [0049] 第7B圖係本發明門閂結構之正面示意圖。 [0050] 第7C圖係本發明門閂結構之反面示意圖。 [0051] 第8A圖〜第8E圖係本發明門閂結構作動之示意圖。 [0052] 第9A圖係本發明之一種前開式晶圓盒之門體示意圖。 [0053] 第9B圖係本發明門閂結構之示意圖。 [0054] 第10A圖〜第10C圖係本發明門閂結構作動之示意圖。 [0055] 第11圖係本發明之一種前開式晶圓盒之示意圖。 【主要元件符號說明】 [0056] 1G 盒體 [0057] 100晶圓限制件 [0058] 110晶圓接觸頭 [0059] 11 插槽 [0060] 12 開口 099113615 表單編號A0101 第24頁/共52頁 0992024000-0 201136812 ❹ [0061] 13 插孔 [0062] 20 門體 [0063] 21 外表面 [0064] 22 内表面 [0065] 221 頂端 [0066] 222 底端 [0067] 23 門閂開孔 [0068] 230 門閂結構 [0069] 231 插梢 [0070] 232 凸輪 [0071] 24 凹陷區域 [0072] 25 凸出平台 [0073] 26 閂孔 [0074] 30 門閂結構 [0075] 31 橢圓凸輪 [0076] 311 V型溝槽 [0077] 312 滑槽 [0078] 313 定位缺口 [0079] 314 橢圓平台 099113615 表單編號A0101 第25頁/共52頁 0992024000-0 201136812 [0080] 315 制動處 [0081] 32 ; 滑動裝置 [0082] 321 嵌合部 [0083] 322 導正結構 [0084] 323 定位結構 [0085] 324 彈片結構 [0086] 325 定位部 [0087] 33 定位彈片 [0088] 40 門閂結構 [0089] 41 橢圓凸輪 [0090] 411 V型缺口 [0091] 41L 長邊 [0092] 41S 短邊 [0093] 415 制動處 [0094] 412 滑槽 [0095] 42 滑動裝置 [0096] 421 嵌合部 [0097] 422 導正結構 [0098] 423 導正輪 099113615 表單編號A0101 第26頁/共52頁 0992024000-0 201136812 Ο ο [0099] 424 導正撥桿 [0100] 425 彈片結構 [0101] 426 定位缺口 [0102] 50 門閂結構 [0103] 51 · 概圓凸輪 [0104] 512 滑槽 [0105] 513 制動部 [0106] 52 滑動裝置 [0107] 521 嵌合部 [0108] 53 導正結構 [0109] 531 矩形凸緣 [0110] 532 圓形内槽 [0111] 533 滾輪 [0112] 534 軸承 [0113] 534a圓環 [0114] 5 3 4 b滚珠 [0115] 535 穿孔 [0116] 536 中空圓柱 [0117] 54 狹長彈片 099113615 表單編號Α0101 第27頁/共52頁 0992024000-0 201136812 [0118] 60限制件模組 [0119] 8 6彈性元件 [0120] X > Y 直徑 0992024000-0 099113615 表單編號A0101 第28頁/共52頁