TWI641071B - 容器門板抵持結構 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種容器門板抵持結構，包含一容器，具有一開口；一門板，與該開口蓋合；一抵持件，設於該門板上；以及複數個抵持單元，緊密排列於該抵持件上，每個該抵持單元包含：一墊片；至少一凸角，設於該墊片上；至少一凹角，設於該墊片上；以及至少二彈力臂，與該墊片左右兩側連接。

Description

容器門板抵持結構

本發明提供了一種容器門板抵持結構，尤指一種透過圓角瓣狀部、至少一凸角、至少一凹角及墊片共構為星芒狀結構的容器門板抵持結構。

在現有的半導體產業中，有關於晶圓、光罩或基板等相關薄板狀物品的存放與運送扮演了重要的角色。由於在微觀的製程下，如晶圓、光罩或基板等元件上附著有微小粒子或因儲存運輸碰撞缺損等情事，都會影響到整個半導體製程上的良率。

有鑑於上述原因，目前設計出許多種專門用於此類需要高精密無塵操作的容器，用以儲存或運載相關的晶圓、光罩或基板等相關薄板狀物品。請參照圖1，圖1為習知之容器門板抵持結構示意圖。

在現有的容器中，如以圖1為例之前開式標準晶圓盒(Front Opening Unified Pod,FOUP)，其結構包含一容器10，在容器10其中一側面具有一開口12可提供晶圓輸入及輸出，且在容器內部設有複數個插槽11以容置複數個晶圓。一門板20，與容器10的開口12蓋合，用以保護容器10內部的複數個晶圓。

而前述門板20具有一外表面24及一內表面22，門板20的外表面24可設有至少一門栓結構(圖未示)，用以開啟或封閉該容器10。

在習知技術中，門板20的內表面22通常會設置有抵持件30，設置於門板20的內表面22上靠近門板20中線位置，並以複數個抵持單元32，緊密排列於該抵持件30上，用以避免晶圓因震動而產生異位或往開口12方向正中央移動。

然圖1的習知的技術中，複數個抵持單元32之設置多半採用雙臂的方式夾持晶圓上對稱的兩點，以限制晶圓震動產生的破損。但無論其夾持或支撐的設計為何種機構，現有的機構設計中多半具有許多缺點，包含雙臂設計的機構複雜，具有開模成本上升的缺點。

此外，雙臂的設計會增加複數個抵持單元32抵持或夾持晶圓時與之接觸的面積。如此一來，便會造成增加粒子產生的風險，抑或是在受力不均的情況下，導致晶圓破損或落入複數個抵持單元32之間的縫隙中。

依據先前技術之晶圓盒其晶圓限制件結構複雜且晶圓容易陷入限制件之間的縫隙造成晶圓的損壞之問題，本發明提出一種容器門板抵持結構，包含一容器，具有一開口；一門板，與該開口蓋合；一抵持件，設於該門板上；以及複數個抵持單元，緊密排列於該抵持件上，每個該抵持單元包含：一墊片；至少一凸角，設於該墊片上；至少一凹角，設於該墊片上；以及至少二彈力臂，與該墊片左右兩側連接。

其中，彼此緊鄰之該複數個抵持單元間透過該至少一凸角與該至少一凹角使該墊片間緊密靠近，且每個該墊片上之該至少一凸角與該 至少一凹角數量相等。透過墊片包含至少一凸角及至少一凹角的結構，使得墊片間的縫隙呈不規則形，以避免晶圓或基板等薄板狀物品因運輸的過程中突然的震動產生異位，而落入墊片間的縫隙造成損壞。此外，減少與晶圓或基板等物品與複數個抵持單元間的接觸面積，亦屬於本發明之功效之一。

以上對本發明的簡述，目的在於對本發明之數種面向和技術特徵作一基本說明。發明簡述並非對本發明的詳細表述，因此其目的不在特別列舉本發明的關鍵性或重要元件，也不是用來界定本發明的範圍，僅為以簡明的方式呈現本發明的數種概念而已。

10‧‧‧容器

11‧‧‧插槽

12‧‧‧開口

20‧‧‧門板

22‧‧‧內表面

24‧‧‧外表面

26‧‧‧凹槽

30‧‧‧抵持件

32‧‧‧抵持單元

32a‧‧‧墊片

32b‧‧‧凸角

32c‧‧‧凹角

32d‧‧‧彈力臂

32d’‧‧‧彈力臂

32e‧‧‧支撐部

32e‧‧‧圓角瓣狀部

41‧‧‧第一彎折

42‧‧‧第二彎折

d1‧‧‧第一距離

d2‧‧‧第二距離

圖1為習知之容器門板抵持結構示意圖。

圖2為本發明較佳實施例之門板內表面示意圖。

圖3為本發明較佳實施例之抵持單元示意圖。

圖4為本發明另一較佳實施例之門板內表面示意圖。

圖5為本發明又一實施例之抵持單元示意圖。

為能瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：本發明實施例之容器10可參考圖1中的容器示意，主要包含一容器10，在容器10其中一側面具有一開口12可提供晶圓輸入及輸出，且在容器內部設有複數個插槽11以容置複數個晶圓；一門板20，與容器10的 開口12蓋盒，用以保護容器10內部的複數個晶圓，門板20具有一外表面24及一內表面22，門板20的外表面24可設有至少一門栓結構(圖未示)，用以開啟或封閉該容器10。

接著請參照圖2，圖2為本發明較佳實施例之門板內表面示意圖。基於圖1中所提供的容器10結構，本發明圖2揭示本發明實施例之抵持件30，設置於門板20的內表面22上靠近門板20中線位置；以及複數個抵持單元32，緊密排列於該抵持件30上，用以避免晶圓因震動而產生異位或往開口12方向正中央移動。

在本實施例中，容器10為前開式標準晶圓盒(Front Opening Unified Pod,FOUP)，而在其他可能的實施例中，容器10還可以是標準晶圓傳送盒(Standard Mechanical Interface,SMIF)或前開式晶圓傳送盒(Front Opening Shipping Box,FOSB)等。僅要是可應用本發明結構之所有板狀薄片容器10或載具，應皆包含於本發明的範圍中，本發明並不加以限制容器10的種類。

如以本實施例論之，負責儲存晶圓的容器10為前開式標準晶圓盒(Front Opening Unified Pod,FOUP)，其內部設有的複數個插槽11數目為13個，而排列於該抵持件30上的複數個抵持單元32數目亦為13個。

即本實施例中，容器10所能容置的晶圓數目為13個(13Slots)，而在其他可能的實施例中，複數個插槽11的數目、複數個抵持單元32的數目及容器10所能容置的晶圓數目皆可能大於或小於13個，本發明不應以此為限。

請同時參考圖2及圖3所示，圖3為本發明較佳實施例之抵持 單元示意圖。在本實施例中，門板20內表面22靠近中線位置還設有一凹槽26，用以卡合該抵持件30，凹槽26的目的主要是除了用來緩衝容器10內部複數個晶圓外，還可以減少整個容器10的前後徑尺寸。

在本實施例中，緊密排列於抵持件30上的每一個抵持單元32皆包含一墊片32a；至少一凸角32b，設置於該墊片32a上，且每個該至少一凸角32b突出該墊片32a約7-9毫米(mm)的距離，較好的是9毫米(mm)的距離。

至少一凹角32c，設置於該墊片32a上，且每個該至少一凹角32c內凹入該墊片32a約7-9毫米(mm)的距離，較好的是9毫米(mm)的距離；以及二彈力臂32d，個別與該墊片32a左右兩側連接。

在本實施例中彈力臂32d設計為弧形，用以將該墊片32a撐起，使該墊片32a距離該門板20約9毫米(mm)的距離。

藉此，當本實施例中之門板20與容器10蓋合時，抵持於墊片32a的晶圓能透過墊片32a左右兩側的二彈力臂32d緩衝。其中，彼此緊鄰之該複數個抵持單元32間，透過該至少一凸角32b與該至少一凹角32c使該墊片32a間緊密靠近，且每個該墊片32a上之該至少一凸角32b與該至少一凹角32c數量相等；更精確來說，由於每個墊片32a必須以首尾相銜的方式組合，故相鄰兩個墊片32a間的至少一凸角32b與至少一凹角32c之機構必須數量相符，使之得相吻合。

當門板20與容器10準備蓋合時，容器10內部容置的晶圓會先與抵持單元32的墊片32a接觸，同時帶動二彈力臂32d產生形變，使得二彈力臂32d往門板20內表面22的凹槽26位置向內凹陷，當容器10內部容置的每 一個晶圓在門板20與容器10完全蓋合時，可以穩固地頂持於墊片32a上並限制晶圓往開口12方向移動。

另外，透過墊片32a上至少一凸角32b及至少一凹角32c的結構，且至少一凸角32b與該至少一凹角32c使該墊片32a間緊密靠近，可避免晶圓因運輸的過程中突然的震動而產生異位，落入墊片32a間的縫隙而造成晶圓的破損或碎裂。

請參考圖4所示，其為本發明另一較佳實施例之門板內表面示意圖。在本實施例中，緊密排列於抵持件30上的每一個抵持單元32皆包含：一墊片32a；至少一凸角32b，設於該墊片32a上，且每個該至少一凸角32b突出該墊片約7-9毫米(mm)的距離，較好的是9毫米(mm)的距離；至少一凹角32c，設於該墊片32a上，且每個該至少一凹角32c內凹入該墊片32a約7-9毫米(mm)的距離，較好的是9毫米(mm)的距離；以及四彈力臂32d’，彈力臂32d’兩兩與該墊片32a左右兩側連接，且每個彈力臂32d’為弧形，用以將該墊片32a撐起，使該墊片32a距離該門板20約9毫米(mm)的距離。

同於圖2及圖3的實施例，圖4中實施例之單個彈力臂32 d’設計是接近連續S型的機構設計。可先參照圖5，圖5為本發明又一實施例之抵持單元示意圖。圖5之實施例中對於單個彈力臂32 d’的描述亦可套用至圖2及圖3的實施例，本發明並不加以限制。在圖5的實施例中，彈力臂32 d’透過方向相反的第一彎折41將彈力臂彈力臂32 d’撐起第一距離後d1，再透過與第二彎折42將墊片32a撐起第二距離d2。而在該些實施例中，第一距離d1及第二距離d2的總和為墊片32a與門板20間9毫米(mm)的距離。

藉此當門板20與容器10蓋合時，抵持於墊片32a的晶圓能透過墊片32a左右兩側的四彈力臂32d’緩衝。其中，彼此緊鄰之該複數個抵持單元32透過該至少一凸角32b與該至少一凹角32c使該墊片32a間緊密靠近，且每個該墊片32a上之該至少一凸角32b與該至少一凹角32c數量相等。

圖4的實施例採用兩兩與該墊片32a左右兩側連接的四彈力臂32d’，可有效且更進一步防止墊片32a產生的蹺蹺板運動；藉此更進一步防止晶圓產生摩擦或損壞的風險。此外，考慮到墊片32a有承重的可能性，圖2~3的實施例中，其彈力臂32 d(32 d’)更可如圖5中的實施例一樣，於每個彈力臂32 d’靠近門板20內表面22的一側設置一個支撐部32e。

在圖5的的實施例中，支撐部32e可以是圓角三角形。當然，支撐部32e的外型亦可以是圓型或矩形等幾何圖形，本發明並不加以限制。支撐部32e可以提供當墊片32a承重較重時，施加於彈力臂32 d’的額外支撐力，達到更佳的抵持效果。

此外，在其他可能的實施樣態中，如果要進一步增加墊片32a的承重能力，更可以在墊片32a的背面(即靠近門板20內表面22的一側)以其重心作為交叉點設置十字形或是等角形的一交叉肋條。透過交叉肋條提供的結構厚度，進一步大幅提高墊片32a的承重能力及其結構穩定度，本發明並不加以限制。

因此，當門板20與容器10準備蓋合時，容器10內部容置的晶圓會先與抵持單元32的墊片32a接觸，同時帶動四彈力臂32d’產生形變，使得四彈力臂32d’往門板20內表面22的凹槽26位置向內凹陷，讓容器10內部容置的每一個晶圓在門板20與容器10完全蓋合時，可以穩固地頂持於墊 片32a上並限制晶圓往開口12方向移動。

又因墊片32a左右兩側各分別增加一彈力臂32d’，使得四彈力臂32d’產生形變且槓桿帶動彈力臂32d’的過程可更加穩固。另外，透過墊片32a上至少一凸角32b及至少一凹角32c的結構，且至少一凸角32a與該至少一凹角32c使該墊片32a間緊密靠近，可避免晶圓因運輸的過程中突然的震動而產生異位，落入墊片32a間的縫隙而造成晶圓的破損或碎裂。

此外，對於於形狀為圓形的晶圓來說，與墊片32a單點接觸進而減少接觸面積的設計，亦能有效地減少因摩擦產生的微小粒子。

在上述幾個實施例中，該墊片32a還可包含四圓角瓣狀部32e，兩兩設於該墊片32a的四周，且該至少一凸角32b兩側之該圓角瓣狀部32e彼此對稱；該至少一凹角32c兩側之該圓角瓣狀部32e彼此對稱，而該四圓角瓣狀部32e、該至少一凸角32b、該至少一凹角32c與該墊片32a共構為一星芒狀結構。

本實施例所稱之星芒狀結構係指圓角瓣狀部32e、至少一凸角32b、至少一凹角32c與墊片32a由墊片32a重心為出發點向各圓角瓣狀部32e及少一凸角32b延伸的距離近乎相等，減少受力不均時力矩的變化。進而減少抵持單元32損壞的風險。

在其他可能的實施例中，該墊片32a還可以是具有至少一凸角32b及至少一凹角32c的三角形、五角形或其他不規則形狀，本發明不應以此為限，其目的皆在於避免晶圓因運輸的過程中突然的震動產生異位，而落入墊片32a間的縫隙造成晶圓損壞。

在上述圖2~5的實施例中，複數個抵持單元32可以為一體成 形的彈性結構，如熱塑性的彈性結構，除了可達到至少二彈力臂32d(32d’)形變，使得晶圓可穩固地抵持於墊片32a上外，彈性結構亦有吸震的功效，可避免晶圓因突然的震動而產生異位或往容器10的開口12方向移動。複數個抵持單元32緊密排列於該抵持件30上，該抵持件30卡合於門板20內表面22的凹槽26上。而在其他基於本發明概念可能實施的實施例中，抵持件30亦可與門板20內表面22直接一體成形。

在其他有可能的實施例中，墊片32a與晶圓接觸的地方可以表面包覆一種耐磨耗材，如聚醚醚酮(PEEK)材質，以減少摩擦及微粒粉塵的產生。而本實施例墊片32a的高度及寬度可以大於晶圓的厚度，以避免晶圓的上下移動而陷入墊片32a間的縫隙。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。

Claims (12)

1. 一種容器門板抵持結構，包含：一容器，具有一開口；一門板，與該開口蓋合；一抵持件，設於該門板上；以及複數個抵持單元，緊密排列於該抵持件上，每個該抵持單元包含：一墊片；至少一凸角，設於該墊片上；至少一凹角，設於該墊片上；以及至少二彈力臂，與該墊片左右兩側連接；其中，彼此緊鄰之該複數個抵持單元間透過該至少一凸角與該至少一凹角使該墊片間緊密靠近，且每個該墊片上之該至少一凸角與該至少一凹角數量相等。
2. 如請求項1所述之容器門板抵持結構，其中該容器為前開式標準晶圓盒(Front Opening Unified Pod,FOUP)。
3. 如請求項1所述之容器門板抵持結構，其中該門板上更設有一凹槽，該凹槽卡合該抵持件。
4. 如請求項1所述之容器門板抵持結構，其中每個該至少一凸角突出該墊片7-9毫米(mm)的距離。
5. 如請求項1所述之容器門板抵持結構，其中每個該至少一凹角內凹入該墊片7-9毫米(mm)的距離。
6. 如請求項1所述之容器門板抵持結構，其中該抵持件的厚度為9毫米(mm)。
7. 如請求項1所述之容器門板抵持結構，其中該至少二彈力臂為弧形，且該至少二彈力臂將該墊片撐起，使該墊片距離該門板9毫米(mm)的距離。
8. 如請求項1所述之容器門板抵持結構，其中該墊片更包含四圓角瓣狀部，兩兩設於該墊片的四周。
9. 如請求項8所述之容器門板抵持結構，其中該至少一凸角兩側之該圓角瓣狀部彼此對稱；該至少一凹角兩側之該圓角瓣狀部彼此對稱。
10. 如請求項8所述之容器門板抵持結構，其中該四圓角瓣狀部、該至少一凸角、該至少一凹角及該墊片共構為一星芒狀結構。
11. 如請求項1所述之容器門板抵持結構，其中每個該至少二彈力臂之底面更設有至少一支撐部。
12. 如請求項1所述之容器門板抵持結構，其中該墊片的背面更設有一交叉肋條。