KR19980703788A - 진공 작동 기계 래치 - Google Patents

Abstract

기밀 밀봉 가능한 컨테이너 (10) 에 부착할 수 있는 진공 작동 기계 래치 (34) 가 기술된다. 래치 (34) 는 컨테이너 (10) 의 도어 (12) 에 부착되거나, 형성되거나, 또는 아니면 결합된다. 래치 (34) 는 처리 장치 (14) 에 의해 용이하게 맞물리고 분리된다. 또, 래치 (34) 는 마모된 미진의 양을 최소화 하도록 설계되고, 더욱이 발생된 어떤 미진을 격리시킨다. 또한, 도어 (12) 가 컨테이너 (10) 에 래치될 때에, 래치 (34) 는 충돌하거나 진동하는 것에 의해 용이하게 제압당하지 않는다. 래치 (34) 의 유도면 (88) 은 래치 (34) 가 제 1 잠금위치 쪽으로 강제될 때에 마찰을 최소화 시키도록 각이 진다.

Description

진공 작동 기계 래치

반도체 제조에 사용되는 재료의 오염에 대한 민감성은 반도체 제조자에게는 대단히 중요하다. 표준 기계 인터페이스 시스템 (standardized mechanical interface system) (SMIF) 은 감수성이 강한 이들 재료의 처리, 수송 및 저장시에, 공중 분산된 미진이나 증기로부터 오염을 감소시키도록 설계되어 왔다. SMIF 시스템은 감수성이 강한 재료로 제조된 반도체 기판을 수송하는데 사용된 기밀 밀봉 가능한 컨테이너를 포함한다. SMIF 카셋트는 SMIF 컨테이너내에 반도체 기판을 수용하도록 전형적으로 사용된다. 반도체 기판은 웨이퍼, LCD, 평판 표시장치를 포함할 수 있으며, 또는 메모리 디스크를 포함할 수 있다. 목적을 논의하기 위해, 제한 없이 반도체 웨이퍼에 대하여 기준이 마련되게 된다.

반도체 웨이퍼의 처리, 수송 및 저장시에, 반도체 웨이퍼는 미진으로부터 손상과 격리되는 것이 중요하다. 반도체 웨이퍼에 손상을 주는 미진의 크기는 반도체의 기하구조에 따라 결정된다. 반도체의 기하구조가 줄어들면, 제거될 미진의 크기는 역시 줄어든다. 환경내의 증기나 정전하의 존재는 또한 웨이퍼 자체를 포함하여 반도체 제조를 손상시킨다. 그래서, 낮게 기체가 빠지는 특성을 갖는 재료의 사용이 요구된다.

반도체 웨이퍼를 포함한 SMIF 시스템에 대한 미세한 마모가 유해성 미진을 발생시킬 수 있음이 밝혀졌다. 정전기는 마모된 유해성 미진을 SMIF 컨테이너나 또는 반도체 웨이퍼 자체로 유인한다. 미진이 SMIF 컨테이너의 내면에 흡입되면, 컨테이너를 이동시키는 것이 미진을 공중분산 시킬 수 있으므로, 반도체 웨이퍼상에 가라앉은 후에 반도체 웨이퍼를 손상시킨다. SMIF 컨테이너내의 공기 또는 다른 가스를 순환시켜 여과하여도 SMIF 컨테이너의 내면에서 미진을 쉽게 제거할 수 없게 된다. SMIF 컨테이너가 세척된다 하더라도, 컨테이너에서 컨테이너의 내면에 유인된 미진을 완전히 제거하기가 곤란하다.

반도체 웨이퍼를 수송, 처리 및 저장시에 쾌적한 환경의 유지가 중요하다. 자동 처리 장비는 유해성 미진에 대하여 반도체 웨이퍼의 접촉과 노출을 최소화 시키도록 개량되어 왔다. 또한, 컨테이너 또는 격리 구조는 웨이퍼를 보호하여 처리 장비에 의해 로버트식으로 조작될 수 있도록 개량되어 왔다. 전형적으로, 격리구조 또는 SMIF 컨테이너는 도어나 뚜껑에 의해 외부환경과 기밀 밀봉되어 처리공구의 포트 도어에 의해 청결한 최소한의 환경에서 사용될 때에만 열린다. 이와 같은 방법에 있어서, 오염 위험이 실질적으로 줄어든다. 따라서, 청결한 환경에서 처리장비에 의해 분리되지 않는다면, SMIF 컨테이너의 도어가 기밀 밀봉되는 것이 중요하다.

기밀 밀봉이 형성되면, 도어는 컨테이너에 고정되어 유지되어야 한다. 여러 가지 래칭 배열이, 기계 운동량과 미진 발생을 최소화 시키면서, 갈라퍼 (gallagher) 등에 의한 미국특허번호 제 5,291,923 호 (´923 특허) 에 이런 장치가 개시되어 있다. 이 특허는 가요성, 조립식의 막이나 또는 브래이더 타입 밀봉을 개시하고 있다. 진공은 매니폴드를 통하여 SMIF 컨테이너를 밀봉하는데 사용된 밀착 부재의 내부에 가해진다. 진공이 가해지면, 밀봉부을 찌그러지게 하여 도어를 분리시킨다. 진공이 해제되면, 밀봉부는 서서히 그 최초 형태로 팽창한다. 밀봉부가 최초 형태로 팽창하여 도어를 컨테이너에 밀봉시키는데 걸리는 시간량을 줄이려면, 정압력이 가해질 수 있다.

갈라퍼 등에 의해 개시된 배열은 다양한 환경에서 효과적 임이 밝혀졌다. 그러나, 심한 충돌이나 진동이 발생하면 도어를 컨테이너로부터 분리시켜서 컨테이너내에 저장된 반도체 웨이퍼를 오염시킬 수 있다. 전형적인 제조 설비 시설에서는 이와 같은 충돌이나 진동은 대단히 자주 발생한다. 또, 진공 배열은 가공설비가 도어를 컨테이너에 대하여 분리시키거나 맞물리는데 필요한 시간을 증가시킨다. 그래서, 신속하게 맞물림되거나 또는 분리될 수 있으면서, 충돌이나 진동으로 쉽게 분리되지 않는 래칭부재가 필요하다.

파리크 (parikh) 등에 의한 미국특허번호 제 4,724,874 호에 개시된 바와 같은, 여러 가지 래치들이 일부 성공적으로 사용된다. 그러나, 래치가 맞물리고 분리시에 미진 발생을 제거하도록 이런 래치들을 설계하는 노력은 성공적이지 못하였다. 상술한 바와 같이, 발생한 어떤 미진양도 반도체 웨이퍼를 손상시킬 수 있다.

따라서, 무엇보다도, (1) 처리설비 (2) 에 의해 효과적으로 맞물리고 분리될 수 있으며, (2) 컨테이너를 충격하거나 진동시켜도 용이하게 허락하지 않으며, (3) 래치 작동시에 오염성 미진의 발생을 최소화 시키며, (4) 미진이 컨테이너의 내용물을 오염시키지 못하도록 래치로부터 마모된 미진을 격리해서 제거하는 래치가 필요하다. 본 발명은 이와 같은 래치를 제공하는 데 있다.

발명의 개요

본 발명은 도어를 컨테이너의 개구 (opening) 에 고정시키는데 사용될 수 있는 진공 작동 기계 래치를 제공한다. 래치는 작동시에 미진의 발생을 최소화 되도록 설계된다. 래치는 또한 래치에 의해 발생된 미진을 분리시켜 제거하도록 설계되어, 미진이 컨테이너의 내부나 주변 환경을 오염시키지 못하도록 한다. 진공 작동 기계 래치는 기밀 밀봉된 컨테이너상에서 사용되도록 개조되지만, 그러나, 기술한 목적을 위하여 SMIF 컨테이너에 대하여 기준이 정해진다. 당업자는 진공 작동 기계 래치가 다른 형태나 또는 다른 크기의 컨테이너상에서 사용되도록 개조된다.

바람직한 실시예에 있어서, 진공 작동 기계 래치는 하우징과, 플런저와, 압축 스프링을 포함한다. 하우징은 그 안에 제공된 모티스를 갖기 때문에, 플런저가 제 1 잠금위치와 제 2 후퇴위치 사이의 모티스내에서 미끄러질 수 있다. 모티스는 하우징의 외면에서 신장하여, 개구를 하우징내에서 한정시킨다. 모티스는 하우징내에서 끝나고, 모티스의 폐쇄단을 형성한다. 플런저가 제 1 잠금위치에 있는 경우, 일부의 플런저는 하우징의 개구를 통하여 하우징에서 신장한다. 압축 스프링은 모티스를 통하여 제 1 잠금위치 쪽으로 플런저를 편향시키는 기능을 한다. 덕트는 스프링력을 극복하도록 가해질 수 있는 모티스 쪽으로 신장함으로써, 제 1 잠금위치에서 제 2 후퇴위치까지 풀런저를 작동시킨다.

래치는 컨테이너에 기밀 밀봉된 도어의 외부밑면에 부착된다. 컨테이너는 4 개의 감싸여진 면과, 감싸여진 상부와, 개구 바닥을 갖는다. 개구 바닥은 립에 의해 감싸여 진다. 컨테이너의 립 내면상에는 리세스가 형성된다. 플런저가 제 1 잠금위치에 있을 때에, 각각의 리세스는 상응하는 래치의 플런저와 합체됨으로써, 도어를 컨테이너에 고정시킨다. 물론, 래치는 컨테이너내에서 일체로 형성되도록 삽입될 수 있고, 도어내에 형성된 리세스에 래칭된다. 바람직한 실시예에 있어서, 분리한 래치들은 컨테이너의 내면 각각과 맞물린다. 당업자는 컨테이너 또는 포드 (pod) 가 원통형인 경우, 예컨대 등변 간격의 세 개의 래치가 컨테이너에 대하여 밀봉된 도어를 고정하기에 충분하다는 것을 이해하고 있다.

도어가 컨테이너에 고정되는 경우, 진공이 래치에 가해져서 래치를 리세스에서 후퇴시킨다. 래치가 진공에 의해 후퇴되는 경우에, 래치내의 어떤 미진은 진공에 의해 래치로부터 추출되어 미진이 컨테이너의 내부나 또는 외부 환경을 오염시키지 못하게 한다. 진공은 스프링이 플런저를 잠금위치 쪽으로 편향시키도록 감소되는 경우, 플런저가 모티스를 통하여 미끄러질 때에 발생하는 미진을 제거하는 역압을 발생시키도록 약간의 진공이 가해진다.

모티스의 폐쇄단 근처의 모티스 쪽으로 신장하는 덕트를 통하여 진공이 가해진다. 진공은 압축 스프링력을 억제하기에 충분하게 강한 덕트를 통하여 가해짐으로써, 플런저와 헤드를 모티스 쪽으로 인출시킨다. 플런저 헤드가 하우징에서 돌출하면, 플런저는 제 1 잠금위치에 있게 되고, 플런저 헤드가 모티스 쪽으로 후퇴하면, 플런저는 제 2 후퇴위치에 있게 된다. 압축 스프링으로 가해진 힘은 컨테이너가 충돌이나 또는 진동된다 하더라도, 플런저를 잠금위치에 유지시키기에 충분하게 된다.

바람직한 실시예에 있어서 플런저와 모티스는 명확한 양립가능한 형상을 가진다. 플런저는 일단에 헤드를 형성시키고 타단에 시트를 형성시킨 통 (barrel) 으로 구성된다. 압축 스프링은 플런저의 시트와, 모티스의 폐쇄단 사이에 위치한다. 통은 헤드에 대하여 말단의 단부로부터 종방향으로 신장하는 쇼울더를 가지며, 이 쇼울더는 제 1 대직경에서 제 1 소직경까지 경사진다. 이 테이퍼는 플런저가 하우징으로부터 완전하게 미끄러지지 않도록 보장하는 정지부로서 기능한다.

플런저는 통 부분의 종축선을 따라 플런저 쪽으로 신장하는 리세스를 가질 수 있다. 일부의 압축 스프링이 상기 리세스내에 위치될 수 있다. 부가적으로, 관형 채널을 시트의 평면내에 형성될 수 있다. 가스켓이나 O - 링은 시트에 형성된 채널내에 위치할 수 있다. 플런저가 진공에 의해 제 2 개방위치로 인출되면, O - 링은 모티스의 폐쇄단과 밀봉 가능하게 맞물린다.

플런저가 모티스의 폐쇄단에 대하여 밀봉되면, 진공 압력이 변한다. 이러한 압력변화는 래치가 제 2 개방 위치까지 후퇴하는 처리설비에 대하여 지시계로서 사용될 수 있다. 플런저가 모티스의 폐쇄단에 대하여 밀봉하기 전에, 래치에 의해 발생된 어떤 미립자는 진공에 의해 흡입되고, 나아가 어떤 유해성 미진으로부터 반도체 웨이퍼를 격리시킨다.

바람직한 선택예에 있어서, 래치는 도어 자체내에 형성된다. 도어는 4 개의 래치 모두에 대하여 하우징으로 기능한다. 도어의 측면 각각에는 모티스가 제공됨으로써, 플런저는 제 1 잠금위치와 제 2 후퇴위치 사이의 모티스내에서 미끄러질 수 있다. 덕트가 도어의 밑면에서 각각의 모티스 쪽으로 신장한다. 상기 방법에서, 포트 도어는 도어의 외부 주변에 대해 밀봉할 수 있으므로, 일부의 래치의 덕트 모두를 중앙 진공 라인에 연결시키는 매니폴드를 형성한다.

바람직한 또 다른 선택예에 있어서, 래치는 플런저의 헤드에 부착된 가요성 이래스토머릭 밀봉제를 포함한다. 밀봉제는 모티스의 캐비티내에서 진공 쳄버를 만들고 더욱이 플런저와 스프링을 외부환경과 격리시킨다.

어떤 제한 없이 이와 같은 진공 작동 기계 래치에 의해 세 가지 이상의 이점이 제공된다. 첫째, 도어와 컨테이너는 확고하게 함께 고정된다. 둘째, 래치가 작동되면, 공기의 쿠숀이 폴런저를 모티스내에 띄우도록 모티스와 플런저 사이에 존재함으로써, 플런저가 모티스내에서 미끄러질 때에 모티스와 플런저 사이에서 긁히는 것을 감소시킨다. 셋째, 진공은 발생될 수 있는 어떤 미진을 래치로부터 인출하도록 기능한다. 따라서, 상기 설계는 몇 가지 독특한 이점을 제공한다.

따라서 본 발명의 주목적은 도어를 컨테이너에 고정시키는 진공 작동 기계 래치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 충돌력이나 또는 진동력에 의해 극복되지 않는 SMIF 컨테이너용의 래치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 래치에 의해 발생된 미진의 양을 최소화하고 격리시키는 기계 래치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 자동처리설비에 의해 용이하게 맞물리도 효과적으로 이탈되는 래치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 래치가 개방위치에 있을 때에 처리설비에 대한 지시 수단을 포함하는 래칭 시스템을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 래치내에 함유된 이동 기구의 주요부를 외부환경으로부터 밀봉시키는 래칭 시스템을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 래치를 작동시키는 데에 필요한 외부진공양을 감소시키는 래칭 시스템을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적과, 상기 및 기타 특징과 이점들은 첨부도면과 청구항과 연결하여 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명을 살펴보면 당업자에게는 자명하게 될 것이다.

본 발명은 일반적으로 도어나 또는 뚜껑을 컨테이너에 고정시키는데 사용되는 기계 래치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 도어를 컨테이너에 래치시켜서 도어를 기밀 밀봉 위치로 유지시키는 진공 작동 기계 래치에 관한 것이다. 컨테이너를 충돌시키거나 또는 진동시켜도 래치는 컨테이너로부터 이탈하거나 또는 분리되지 않는다.

도 1 은 처리장치의 일부를 위로 상승시킨 도어와 컨테이너를 도시하는 분해사시도이다.

도 2 는 래치를 도어에서 제거시킨 것을 도시하는 사시도이다.

도 3 은 프런저를 제 1 잠금 위치로 하여 도 2 에 도시된 형태의 래치 하우징의 바닥 정지부를 도시하는 평면도이다.

도 4 는 도 2 에 도시된 형태의 래치 하우징의 상부 정지부를 도시하는 밑면도이다.

도 5 는 플런저를 제 2 후퇴위치로 하여 도 2 에 도시된 형태의 래치 하우징의 바닥 정지부를 도시하는 평면도이다.

도 6 은 도 3 에 도시된 형태의 프런저를 도시하는 사시도이다.

도 7 은 압축스프링을 제거하여 도 3 에 도시된 형태의 프런저를 도시하는 평면도이다.

도 8 은 처리장치의 바람직한 선택예에 따라 위로 상승시킨 도어와 바람직한 선택적인 프런저를 도시하는 평면도이다.

도 9 는 프런저를 제 1 잠금 위치로 하여 래치 하우징의 바닥 정지부의 바람직한 선택예를 도시하는 평면도이다.

도 10 은 프런저를 제 1 잠금 위치로 하여 래치 하우징의 바닥 정지부의 바람직한 또 다른 선택예를 도시하는 평면도이다.

먼저, 도 1 을 살펴보면, 보통 컨테이너 (10) 와, 반도체 웨이퍼 처리공구 (14) 의 포트 도어 위에 올려진 도어 (12) 가 도시되어 있다. 컨테이너 (10) 는 봉합 상부 (16) 와 측벽 (18) 을 가진다. 립 (20) 은 컨테이너 (10) 의 개방단 (22) 을 한정하는 컨테이너 (10) 의 주변 주위를 신장한다. 밀봉면 (24) 은 립 (20) 의 내부 (26) 상에 형성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 래칭 리세스 (28) 는, 컨테이너 (10) 의 각각의 내측상에서, 밀봉면 (24) 아래의 립 (20) 의 내부 (26) 내에 형성된다.

도어 (12) 는 평면형이고 컨테이너 (10) 의 밀봉면 (24) 에 대하여 밀봉되도록 크기를 가진다. 압축성 밀봉부 (30) (도시되지 않음) 가 립 (20) 의 밀봉면 (24) 과 맞물리는 도어 (12) 의 상부면 주변상에 배열된다. 컨테이너 (10) 에 대하여 도어 (12) 를 기밀 밀봉하려면 약 5 파운드의 압축력이 필요하다.

래치 (34) 가 종래의 수단에 의해 도어 (12) 에 부착되어 래치 리세스 (28) 와 일치하도록 배열된다. 도어 (12) 가 밀봉 가능하게 컨테이너 (10) 에 맞물릴 때, 약 5 파운드 미만의 압축력으로 래치 (34) 각각이 상응하는 컨테이너 (10) 의 리세스 (28) 와 맞물림으로써, 도어 (12) 의 이탈을 방지한다. 맞물린 래치 (34) 는 또한 도어 (12) 가 도어 (12) 와 함께 밀봉 가능한 맞물림부에서 이동하거나 진동되는 것을 방지한다. 컨테이너가 잘못 취급되거나 거꾸로 된다 하여도, 래치는 컨테이너 (10) 에서 도어 (12) 의 이탈을 방지한다.

반도체 제조 공정시에 사용된 여러 가지 장치들은 주위의 미진, 증기 또는 정전하를 줄이는 특성을 보유해야 한다. 컨테이너 (10) 는 폴리탄소염과 부피가 약 10 - 30 ％ 인 폴리테트라플루오르에틸렌 (PTFE) 의 조합으로 제한되지 않고서 바람직하게 성형되고, 도어 (12) 는 바람직하게 폴리탄소염으로 제조되고 래치 (34) 는 가스발산이 적고, 마찰계수가 낮으며, 절연계수가 높은 재료로 바람직하게 제조된다. 이런 재료 중 하나가 E.I. dupont de Nemours Co. (Inc.) 에서 시판되는 DELRIN (상표) 이다.

다음은 도 2 에 대해 살펴보면, 래치 (34) 는 하우징 (36) 과, 플런저 (38) 와 압축스프링 (40) 을 포함한다. 도 3 내지 도 7 에 도시된 바와 같이, 플런저 (38) 의 형상은 하우징 (36) 이 상부 및 하부 부재 (42 및 44) 로 구성됨을 나타낸다. 당업자는 플런저의 형상이 변할 수 있기 때문에 하우징은 하나의 단일 부재로 구성될 수 있는 것으로 이해하게 된다. 상부 및 하부 부재 (42 및 44) 는 자체의 태핑 나사를 구비한 보어 (46) 를 통하여 체결될 수 있거나 또는 다른 공지의 수단에 의해 함께 결합될 수 있다. 지금부터 래치 (34) 의 특정요소를 보다 상세히 설명하겠다.

다음은 도 3 과 도 4 에 대하여 살펴보면, 상부 및 하부 하우징 부재 (42 및 44) 가 보다 상세히 도시되어 있다. 상부 하우징 (42) 은 안에는 상부 모티스 (50) 가 형성되어 있고, 하부 하우징의 안에는 하부 무티스 (52) 가 형성되어 있다. 상부 및 하부 하우징 부재 (42 및 44) 가 정렬되어 맞물리면, 상부 및 하부 모티스 (50 및 52) 는 보통 하우징 (36) 의 모티스 (48) 를 배열하여 형성한다. 상부 및 하부 모티스 (51 및 52) 는 동일하다.

일반적으로, 모티스 (48) 는 부분적으로 하우징 (36) 쪽으로 신장되어 모티스의 밀봉단 (54) 이 된다. 모티스의 개방단 (56) 은 하우징 (36) 의 외단면 (58) 상에 형성된다. 도 3 내지 도 7 에 도시된 바람직한 실시예에 있어서, 모티스 (48) 는 플런저 (38) 의 전체형상을 갖는다. 모티스 (48) 는 제 1 원통부 (60) 와, 제 1 원통부 (60) 에서 좀 더 작은 제 2 원통부 (64) 까지 경사진 경사부 (62) 를 가진다. 제 2 원통부 (64) 는 하우징 (36) 의 외단면 (58) 으로 열리는 캐비티 (66) 까지 신장한다 (도 4 참조). 진공 덕트 (68) 가 바닥 하우징 (44) 의 바닥면 (70) 에서 모티스 (48) 의 밀봉단 (54) 쪽으로 신장한다.

지금부터 도 6 및 도 7 을 참조하면, 보통 플런저 (38) 가 도시되어 있다. 사용시에 플런저 (38) 는 제 1 밀폐 잠금위치 (72) (도 3 에 도시됨) 와 제 2 개방위치 (74) (도 5 에 도시됨) 사이에서 미끄럼운동을 위해 모티스 (48) 내에 설치된다. 플런저 (38) 는 일단에 형성된 헤드 (78) 와 타단에 형성된 시트 (80) 를 갖는 통이나 몸체 (76) 에서 시작하는 큰 직경에서 작은 제 2 직경 (86) 까지 통 (76) 의 종축선을 따라 경사진다. 플런저 (38) 의 헤드 (78) 는 플런저가 컨테이너 (10) 의 리세스 (28) 쪽으로 강제될 때에 마찰을 최소화 시키는 경사진 유도면 (88) 을 가진다.

플런저 (38) 의 시트 (80) 는 통 (76) 의 종축선을 따라 통 (76) 쪽으로 신장하는 리세스 (90) 를 가진다. 압축 스프링 (40) 이 상기 리세스 (90) 에 삽입되어서, 더 긴 압축 스프링의 사용을 허용한다. 도 3 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 압축 스프링 (40) 은 모티스 (48) 의 폐쇄단 (54) 과 플런저 (38) 사이에 위치한다. 압축 스프링 (40) 은 플런저 (38) 를 제 1 잠금위치 (72) 쪽으로 편향되도록 크기를 가진다.

바람직한 실시예에 있어서, 관형 채널 (72) 은 시트 (80) 의 평면의 주변을 따라 형성된다. 교체 가능한 가스켓 또는 O - 링 (94) 은 시트 (80) 의 채널 (92) 내에서 맞물릴 수 있다. 진공 덕트 (68) 의 직경은 시트 (80) 의 외경과 O - 링 (94) 의 내경 보다 작다. 플런저 (38) 가 제 2 개방위치 (74) 로 후퇴하면, O - 링 (94) 은 모티스 (48) 의 폐쇄단 (54) 에 대하여 밀봉한다. 당업자는 진공 덕트 (68) 가 하우징 (36) 의 외면에서 모티스 (48) 의 다른 부위로 신장할 수 있음을 이해한다. 그러나, 모티스 (48) 의 폐쇄단 (54) 쪽으로 덕트 (68) 를 신장시키면, 플런저 (38) 를 제 2 개방위치 (74) 로 후퇴시키는데 필요한 진공양을 최소화 시키게 된다.

플런저 (38) 의 쇼울더 (82) 와 모티스 (48) 의 경사부 (62) 는, 압축스피링 (40) 이 플런저 (38) 를 잠금위치 (72) 로 강제할 때에, 쇼울더 (82) 가 모티스 (48) 의 경사부 (62) 에 대하여 정지부로서 기능하도록 크기를 가짐으로써, 플런저 (38) 의 이동거리를 제한시킨다 (도 3 및 도 5 참조).

플런저 (38) 의 헤드 (78) 는 모티스 (48) 의 개방단 (56) 보다 약간 작은 크기를 가진다. 립 (96) 은 플런저의 헤드 (78) 상에 형성된다. 플런저의 헤드 (78) 가 하우징 (36) 의 개구 (56) 를 통하여 강제되면, 립 (96) 은 모티스 (48) 의 개방단 (56) 의 내부 주변면 (98) (도 4 참조) 과 접촉하여, 개방단 (56) 을 봉쇄한다. 헤드 (78) 의 립 (96) 이 봉쇄위치에 있으면, 플런저 (38) 의 미끄럼운동으로부터 발생되는 미진도 모티스 (48) 내에서 경사진다. 진공이 가해져서 래치 (34) 를 컨테이너 (10) 로부터 이탈시키면, 진공은 모티스 (48) 내에 함유된 어떤 미진을 흡입하여 가져간다.

당업자는, 스프링 (40) 의 편향력이 극복되면 플런저 (38) 는 후퇴위치 (74) 로 이동만 할 것이라고 즉시 이해할 것이다. 본 발명에 있어서는, 진공이 진공덕트 (68) 를 통해 가해져서 스프링 (40) 을 극복하게 된다. 플런저 (38) 를 이동시키도록 진공을 사용하면 플런저 (38) 와 모티스 (48) 사이의 공기 쿠숀을 발생하여 스크랩핑을 줄이는 이점을 또한 제공한다. 이와 같은 진공은 진공을 통하여 래치 (34) 내에 형성될 수 있는 어떤 미진을 흡입하도록 또한 기능한다. 플런저 (38) 가 후퇴위치 (74) 에서 잠금위치 (72) 로 편향되면, 미세한 진공이 가해져서 공기 큐손을 발생하여 래치 (34) 를 통하여 덕트 (68) 밖으로 미진을 흡입하기에는 충분할 수 있으나, 스프링 (40) 의 편향력을 극복하기에는 충분하지 않다.

다음은 도 8 을 참조하면, 도어 (12) 가 도어 (12) 자체내에 형성된 래치 (34) 를 갖는 바람직한 선택예가 도시된다. 도어 (12) 는 모든 4 개의 래치 (34) 에 대한 하우징 (36) 으로 작용한다. 모티스 (48) 는 도어 (12) 의 각 단부상에 제공됨으로써, 플런저 (38) 는 제 1 잠금위치 (72) 와 제 2 후퇴위치 (74) 사이의 모티스 (48) 내에서 미끄러진다. 각각의 진공덕트 (68) 는 도어 (12) 의 바닥면 (100) 에서 각각의 모티스 (48) 의 폐쇄단 (54) 쪽으로 신장한다. 종래 구조의 대체 가능한 밀봉부 (102) 가 처리 장치 (14) 의 포트 도어 (104) 의 주변 주위에 위치한다. 이 실시예에서는, 처리 장치 (14) 의 포트 도어 (104) 는 도어 (12) 의 외부 바닥면 (100) 을 밀봉하고, 래치 (34) 일부의 진공덕트 (68) 모두를 중앙선 (108) 을 통하여 중앙진공용기 (106) 에 연결시키는 매니폴드를 형성한다.

지금부터 도 9 에 대하여 살펴보면, 바람직한 선택적인 래치의 바닥 정지부가 도시되어 있다. 모티스 (48) 의 페쇄단 (54) 근처에서, 진공 캐비티 (112) 가 모티스내에 형성된다. 캐비티는 플런저 통 (76) 이 미끄러지는 개구 (114) 를 가진다. 교체 가능한 벨로우 (116) 중 일단은 진공 캐비티 (112) 의 외측상에서 모티스 (48) 내의 홈 (118) 에 부착된다. 벨로우 (116) 의 타단은 플런저 (38) 의 헤드 (78) 에 부착됨으로써, 플런저 (38) 의 주요부를 외부 환경으로부터 밀봉시킨다. 진공이 가해지는 동안 대기압은 벨로우 (116) 를 안쪽으로 밀리도록 유지시키게 된다. 플런저 (38) 가 제 1 잠금위치 (72) 와 제 2 후퇴위치 (74) 사에에 이동하고 벨로우는 그 자체 위에서 단지 접히도록, 벨로우 (116) 는 가요성 이래스토머릭 폴리머로 바람직하게 제조된다. 벨로우는 또한 처리 장치 진공의 흡입능력을 향상시킨다.

도 10 은 래치 (34) 의 또 다른 바람직한 선택예를 도시하고 있다. 이 실시예에서는, 단일의 폴드 벨로우는 일단을 종래의 수단을 사용하여 하우징 (36) 에 부착시키고, 타단을 플런저 (38) 의 헤드 (78) 에 부착시킴으로써, 플런저 (38) 의 주요부를 외부 환경으로부터 밀봉시킨다. 모티스 (48) 의 캐비티 (66) 는 진공 캐비티 (112) 로 기능한다. 당업자는 벨로우의 가요성 이래스토머릭 폴리머가 압축스프링 (40) 의 필요성을 제거시켜서, 가해진 진공양이 감소할 때에 제 1 잠금위치에 플런저를 강제하게 될 수 있는 것으로 이해하고 있다. 따라서, 어떤 제한이 의도됨이 없이, 당업자는 벨로우 (116) 또는 스프링 (40) 중 하나가 플런저를 제 1 잠금위치로 강제하는 수단으로 작용할 수 있으며, 여기서 스프링과 벨로우는 제 2 개방위치로 후퇴할 수 있는 것으로 이해하고 있다. 또한, 플런저 (38) 가 벨로우 (116) 에 의해 하우징 (36) 내에 밀봉되기 때문에, O - 링 (94) 은 필요하지 않을 수도 있다. 종래구조의 리테이너 링 (120) 은 하우징 (36) 의 외단면 (58) 에 대하여 벨로우 (116) 를 수용하도록 사용된다.

본 발명의 구조적인 특징을 설명하였듯이, 지금부터는 사용 모드를 설명한다. 도 1 에 도시된 바람직한 실시예에 있어서, 사용자는 도어 (12) 를 처리 장치 (14) 의 포트 도어 (104) 위에 중심을 맞추어서, 각각의 래치 (34) 가 처리 장치 (14) 의 흡입부 (110) 와 정렬되도록 한다. 바람직한 실시예에 있어서, 음의 진공이 각각의 흡입부 (110) 를 통하여 가해짐으로써, 플런저 (38) 를 제 1 잠금위치 (72) 에서 제 2 개방위치 (74) 로 유도한다. 당업자는 진공 용기 (106) 가 제 2 개방위치 (74) 로 플런저 (38) 를 유도하는데 충분한 흡입을 발생하도록 필요한 시간양을 최소화 시킬 필요가 있을 수도 있음을 이해하고 있다. 또, 이 용기는 래치 (34) 가 개방위치 (74) 에 있을 때의 지시로 사용될 수 있다. 진공이 래치 (34) 에 가해지면, 플런저 (38) 는 제 2 개방위치 (74) 쪽으로 흡입된다. 일단 O - 링 (94) 이 모티스의 폐쇄단 (54) 에 대하여 밀봉되면, 용기 (106) 내의 압력은 변화하게 되어, 래치 (34) 가 완전히 후퇴하였음을 나타낸다. 압력 게이지는 처리 장치 (14) 와 소통하여 연결될 수 있는데, 여기서, 압력변화가 일단 소정의 문턱값에 도달하면, 프로세서 또는 사용자는 래치 (34) 가 제 2 개방위치 (74) 로 있도록 유도할 수 있다.

처리 장비 또는 사용자가 래치 (34) 가 (진공 용기내의 압력을 모니터링 함으로써) 개방위치에 있게 하여, 반도체 웨이퍼를 수용하는 카셋트가 도어 (12) 의 상부에 위치시켜서 컨테이너 (10) 가 도어 (12) 위까지 낮추도록 결정한다. 밀봉부 (30) 를 가압하여 컨테이너와 도어를 기밀 밀봉되도록 도어 (12) 에 힘이 가해진다. 진공은 스프링 (40) 이 플런저 (38) 를 편향시키도록 허용하기에 충분할 만큼 해제된다. 압축 스프링 (40) 은 모티스 (48) 를 통하여 플런저 (38) 를 가하여 제 1 잠금위치 (72) 에 대하여 단부 (56) 를 개방시킨다. 따라서, 컨테이너 (10) 에 대한 압축력이 해제될 수 있다. 컨테이너는 래치된 상태로 되어 도어에 대하여 기밀 밀봉된다.

도어 (12) 를 컨테이너 (10) 로부터 이탈시키려면, 사용자는 흡입부 (110) 를 각각의 래치 (34) 에 정렬시켜서, 음의 진공을 래치 (34) 에 가한다. 진공은 플런저 (38) 를 후퇴된 제 2 개방위치 (74) 로 유도한다. 따라서 도어 (12) 는 컨테이너 (10) 로부터 제거될 수 있다.

여기에서는 본 발명은, 특허법과 일치시켜서 새로운 원리를 제공하는데 필요한 정보를 당업자에게 제공하고 필요한 이와 같은 특정의 구성요소로 구성되어 사용하기 위하여 존 더 상세히 서술되었다. 그러나, 본 발명은 특히 여러 가지의 장치에서 수행될 수 있으며, 장치 세부 사항과 작동 절차와 함께, 여러 가지 정정이 본 발명 자체의 범위를 벗어나지 않고서 수행될 수 있는 것으로 이해된다.

Claims (21)

1. 밀봉 가능한 맞물림으로 도어를 컨테이너에 고정되도록 사용되는 진공 작동 기계 래치에 있어서,

   a. 폐쇄단에서 끝나는 하우징의 일부를 통하여 신장하는 모티스와, 이 하우징의 외면에서 모티스 쪽으로 신장하는 보어를 갖는 하우징과,

   b. 제 1 잠금위치와 제 2 개방위치 사이에서 상기 하우징의 모티스와 미끄럼 가능하게 맞물리는 플런저와,

   c. 상기 플런저를 상기 제 1 잠금위치로 강제하고, 상기 제 2 개방위치로 후퇴할 수 있으며, 상기 하우징과 상기 플런저와 맞물리도록 강제하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 작동 기계 래치
2. 제 1 항에 있어서, 상기 플런저를 상기 제 1 잠금위치에서 상기 제 2 개방위치로 작동시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 작동 기계 래치
3. 제 1 항에 있어서, 상기 플런저는 통의 일단상에 형성된 헤드와 이 헤드에 대한 말단에서 통의 타단상에 형성된 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 작동 기계 래치
4. 제 3 항에 있어서, 상기 통은 상기 시트에서 상기 헤드로 신장하는 종방향으로 경사진 쇼울더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 작동 기계 래치
5. 제 3 항에 있어서, 상기 시트에 맞물리고, 상기 플런저를 상기 모티스의 폐쇄단에 밀봉 가능하게 맞물림시키는 가스켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 작동 기계 래치
6. 제 4 항에 있어서, 상기 시트에 맞물리고, 상기 플런저를 상기 모티스의 폐쇄단에 밀봉 가능하게 맞물림시키는 가스켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 작동 기계 래치
7. 제 3 항에 있어서, 상기 플런저의 상기 헤드는 상기 플런저가 상기 제 1 잠금위치로 강제될 때에 마찰을 최소화 시키는 각진 (angled) 유도면을 가지는 것을 특징으로 하는 진공 작동 기계 래치
8. 제 1 항에 있어서, 상기 강제 수단은 압축 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 작동 기계 래치
9. 제 1 항에 있어서, 상기 강제 수단은, 제 1 단이 상기 하우징에 부착되고 제 2 단이 상기 플런저에 부착되는 벨로우를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 작동 기계 래치
10. 안에 위치시킨 반도체 웨이퍼 운반용 컨테이너로서, 컨테이너와 결합된 진공 작동 기계 래치를 갖는 컨테이너에 있어서,

    a. 폐쇄 상부와, 측벽과, 개방 바닥단과, 이 개방 바닥단을 밀폐시키기 위해 기밀 밀봉 가능한 도어를 갖는 컨테이너와,

    b. 상기 도어가 상기 컨테이너에 래치되는 제 1 잠금위치와, 상기 도어가 상기 컨테이너에서 제거될 수 있는 제 2 후퇴위치 사이에서, 상기 도어를 상기 컨테이너에 기계적으로 래칭 (latching) 시키기 위한 수단과,

    c. 상기 래칭 수단을 상기 제 1 잠금위치에서 상기 제 2 후퇴위치 쪽으로 조작하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 운반용 컨테이너.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 도어를 상기 컨테이너에 기계적으로 래칭시키는 상기 수단은 일단상에 형성된 헤드와, 헤드에 대한 말단에서 그 타단상에 형성된 시트를 갖는 통 (barrel) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 운반용 컨테이너.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 통은 상기 시트에서 상기 헤드로 신장하는 종방향으로 경사진 쇼울더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 운반용 컨테이너.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 시트에 맞물린 가스켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 운반용 컨테이너.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 시트에 맞물린 가스켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 운반용 컨테이너.
15. 제 11 항에 있어서, 상기 헤드는, 상기 도어가 상기 컨테이너에 래치될 때에 마찰을 최소화 시키는 각진 유도면을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 운반용 컨테이너.
16. 진공 작동 기계 래치를 갖는 밀봉 가능한 반도체 웨이퍼 컨테이너에 있어서,

    a. 폐쇄 상부와, 측벽과, 개방 바닥단과, 이 개방 바닥단을 밀폐시키기 위해 기밀 밀봉 가능한 도어를 갖는 컨테이너와,

    b. 상기 도어가 상기 컨테이너에 래치되는 제 1 잠금위치와, 상기 도어가 상기 컨테이너에서 이탈될 수 있는 제 2 후퇴위치 사이에서, 상기 도어를 상기 컨테이너에 기계적으로 래칭 (latching) 시키기 위한 복수의 래치와,

    c. 상기 복수의 래치를 상기 제 1 잠금위치에서 상기 제 2 후퇴위치 쪽으로 유도하기 위한 진공 작동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 컨테이너.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 래치는 하우징과, 플런저와, 압축 스프링을 더 포함하고, 상기 하우징은 상기 하우징의 외면에서 폐쇄단까지 신장하는 모티스와, 상기 보어의 외면에서 상기 모티스 쪽으로 신장하는 보어를 가지며, 상기 플런저는 상기 하우징의 모틱스와 미끄럼 가능하게 맞물리면서, 상기 플런저는 통의 일단상에 형성된 헤드와, 이 헤드의 말단의 그 타단상에 형성된 시트를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 컨테이너.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 래치는 하우징과, 플런저와, 벨로우를 더 포함하고, 상기 하우징은 상기 하우징의 외면에서 폐쇄단까지 신장하는 모티스와, 상기 보어의 외면에서 상기 모티스 쪽으로 신장하는 보어를 가지며, 상기 플런저는 상기 하우징의 모티스와 미끄럼 가능하게 맞물리면서, 상기 플런저는 통의 일단상에 형성된 헤드와, 이 헤드에 대한 말단에서 그 타단상에 형성된 시트를 가지며, 상기 벨로우의 제 1 단은 상기 하우징에 부착되고 상기 벨로우의 제 2 단은 상기 플런저에 부착되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 컨테이너.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 통은 상기 시트에서 상기 헤드 쪽으로 종방향으로 경사진 쇼울더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 컨테이너.
20. 제 17 항에 있어서, 상기 시트에 맞물리면서, 상기 플런저를 상기 모티스의 폐쇄단에 밀봉 가능하게 맞물리는 가스켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 컨테이너.
21. 제 17 항에 있어서, 상기 플런저의 헤드는 상기 플런저가 상기 제 1 잠금위치로 강제될 때에 마찰을 최소화 시켜서 상기 컨테이너의 내부 리세스와 맞물리는 각진 유도면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 컨테이너.