(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉部を容器に対して封止可能に係合させて固定するために使用される真空駆動機械ラッチであって、
ａ．閉止端部において終端するハウジングの一部を介して延在するほぞ穴を有し、前記ハウジングの外側表面からほぞ穴へと延在する穴部をさらに有するハウジングと、
ｂ．第１の位置（閉止位置）と第２の位置（開放位置）との間で前記ハウジングのほぞ穴に対して摺動可能に係合したプランジャと、
ｃ．第１の端部が前記ハウジングに取り付けられ、且つ第２の端部が前記プランジャに取り付けられるとともに、前記プランジャを前記第１の位置へと付勢する一方で、真空吸引手段の吸引作用に基づく前記第１の端部側への変位によって前記プランジャを前記第２の位置へと引込可能とするベローズと、
を備え、
前記真空吸引手段は、前記ハウジングに設けられていることを特徴とする真空駆動機械ラッチ。
【請求項２】
請求項１記載のラッチにおいて、前記プランジャは、バレルを有し、前記バレルは、該バレルの一端部に形成されたヘッドと、前記ヘッドに対して遠位の他端部に形成された着座部とを備えることを特徴とするラッチ。
【請求項３】
請求項２記載のラッチにおいて、バレルが、前記ヘッドに向かって前記着座部から延在する長手方向にテーパーを有する肩部をさらに備えることを特徴とするラッチ。
【請求項４】
請求項２記載のラッチにおいて、前記着座部に係合するガスケットまたはＯリングをさらに備え、前記ガスケットまたは前記Ｏリングにより、ほぞ穴の閉止端部に対してプランジャが封止可能に係合することを特徴とするラッチ。
【請求項５】
請求項３記載のラッチにおいて、前記着座部に係合するガスケットまたはＯリングをさらに備え、前記ガスケットまたは前記Ｏリングにより、ほぞ穴の閉止端部に対してプランジャが封止可能に係合することを特徴とするラッチ。
【請求項６】
請求項２記載のラッチにおいて、前記プランジャのヘッドは、プランジャが前記第１の閉止位置へと付勢される際に摩擦を最小とする角度を有する導入表面を有することを特徴とするラッチ。
【請求項７】
請求項１記載のラッチにおいて、前記第１の閉止位置へと前記プランジャを付勢するための圧縮スプリングをさらに備えることを特徴とするラッチ。
【請求項８】
真空駆動機械ラッチを有する封止可能な半導体ウエハ容器であって、
ａ．閉止された頂部と、側壁部と、開放された底部端部と、開放された底部端部を閉止するための密封封止可能な開閉部とを有する容器と、
ｂ．容器に対して開閉部が締結される第１の位置（閉止位置）と前記容器から開閉部を取り外し可能な第２の位置（開放位置）との間で前記容器に対して前記開閉部を機械的に締結するために、前記底部端部に対向して前記開閉部に設けられる複数のラッチと、
ｃ．前記第１の位置から第２の位置へと前記複数のラッチを吸引するために、前記開閉部を介して前記容器の外側に配置される真空吸引手段とを備え、
前記各ラッチが、ハウジングと、プランジャと、ベローズとをさらに備え、前記ハウジングが、前記ハウジングの外側表面から閉止端部へと延在するほぞ穴を有し、外側表面からほぞ穴へと延在する穴部をさらに有し、前記プランジャは、前記ハウジングのほぞ穴に摺動可能に係合し、前記プランジャは、バレルを備え、前記バレルは、その一端部に形成されたヘッドと、遠位の他端部に形成された着座部とを有し、前記ベローズの第１の端部がハウジングに取り付けられ、前記ベローズの第２の端部が前記プランジャに取り付けられていることを特徴とする封止可能な半導体ウエハ容器。
【請求項９】
請求項８記載の容器において、前記ラッチが、圧縮スプリングをさらに備えることを特徴とする容器。
【請求項１０】
請求項９記載の容器において、バレルが、着座部から前記ヘッドに向かって延在する長手方向にテーパーを有する肩部をさらに備えることを特徴とする容器。
【請求項１１】
請求項９記載の容器において、前記着座部に係合するガスケットまたはＯリングをさらに備え、前記ガスケットまたは前記Ｏリングにより、ほぞ穴の閉止端部に対してプランジャが封止可能に係合することを特徴とする容器。
【請求項１２】
請求項９記載の容器において、前記プランジャのヘッドは、プランジャが前記第１の位置に付勢される際に摩擦を最小とする角度を有する導入表面を有し、これにより前記容器の内側凹部に係合することを特徴とする容器。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
Ｉ．発明の分野
この発明は、一般に、開閉部または蓋部を容器に固定するための機械ラッチに関する。さらに詳しくは、この発明は、真空駆動機械ラッチに関し、これは開閉部を容器に対して締結し、開閉部を密閉封止した位置に保持するものである。容器に対する衝撃または衝突によって、ラッチが容器から離脱または解放されることはない。
ＩＩ．関連技術の説明
半導体を製造するのに使用される材料の汚染に対する感受性は、半導体の製造業者が直面する極めて重要な問題である。このような感受性の材料の処理、輸送または保存の際の、空気中の浮遊粒子および蒸気による汚染を低減するために、標準化されたメカニカルインターフェース（Standardized Mechanical Interface,ＳＭＩＦ）システムが設計されている。ＳＭＩＦシステムは、感受性のある材料から作製された半導体基板を輸送するために使用される密閉封止可能な容器を備えている。ＳＭＩＦカセットは、典型的には、ＳＭＩＦ容器内に半導体基板を閉じ込めるために使用される。半導体基板には、ウエハ、ＬＣＤ、フラットパネルディスプレイ、および／または記憶ディスクが含まれ得る。説明の目的のために、限定されるものではないが、半導体ウエハに言及することとする。
半導体ウエハの処理、輸送および保存の際には、半導体ウエハを、損傷を与える微粒子から隔離することが非常に重要である。半導体ウエハに対して損傷を与える微粒子の大きさは、半導体の幾何学的形状によって決定される。半導体の幾何学的形状が減少するにつれて、除去されるべき微粒子の大きさも同様に減少する。環境中に蒸気または静電放電が存在することも、ウエハ自体を含む半導体の製造に有害である。よって、低いガス放出特性を有する材料を使用することが望ましい。
半導体ウエハを内蔵するＳＭＩＦシステムに対する僅かな摩耗により、損傷を与える微粒子が生成し得ることが認められている。摩耗により損傷を与える微粒子は、静電気によって、ＳＭＩＦ容器の内側表面へと、または半導体ウエハ自体へと誘引され得る。微粒子がＳＭＩＦ容器の内側表面へと誘引されると、容器が動いた場合に、微粒子が空気中を浮遊することとなり、半導体ウエハ上に着地し、その後に半導体ウエハに損傷を与えることとなる。空気または他のガスをＳＭＩＦ容器内で循環させてフィルタ処理を行ったとしても、ＳＭＩＦ容器の内側表面から微粒子を除去することは容易ではない。ＳＭＩＦ容器は浄化されているかもしれないが、容器の内側表面へと誘引された微粒子に対して容器を完全に浄化することは困難である。
半導体ウエハの輸送、処理および保存の際には、適切に浄化された環境を維持することが非常に重要である。損傷を与える微粒子に対する半導体ウエハの接触および露呈を最小とするために、自動化された処理装置が開発されている。同様に、ウエハを保護すると共に、処理装置によってロボット的に操作を行うことのできる容器または隔離構造体が開発されている。典型的には、隔離構造体またはＳＭＩＦ容器は、開閉部または蓋部によって外部環境から密閉封止されており、処理用具のポート開閉部によって清浄な微小環境内で係合が行われた場合にのみ、開成される。このようにして、汚染の危険性が実質的に低減されている。このため、清浄な環境内で処理装置によって離脱が行われない限り、ＳＭＩＦ容器の開閉部が密閉封止された状態で維持されることが重要である。
密閉封止体が一旦形成されたならば、容器に対して開閉部を固定したままの状態としなければならない。機械的な移動および微粒子の生成の量を最小としながら、容器に対して開閉部を固定するために、種々のラッチ構成が開発されている。この種の装置の１つは、ギャラハー（Gallagher）らによる米国特許第5,291,923号（'923特許）に開示されている。この特許には、可撓性で折り畳み可能な膜型または袋型の封止体が開示されている。ＳＭＩＦ容器を封止するために使用される閉止部材の内部に対して、マニホールドを介して真空を適用する。真空が適用されると、封止体が折り畳まれ、これにより開閉部を取り外すことができる。真空が解除されると、封止体は徐々にその元の形状へと膨張する。封止体がその元の形状へと膨張して容器に対して開閉部を封止するのに要する時間の長さを減少させるために、正の圧力を加えることができる。
ギャラハー（Gallagher）らによって開示された構成は、種々の状況下で有効であることが示されている。しかしながら、ひどい衝突や衝撃があると、開閉部が容器から離脱し、容器内に保存された半導体ウエハが汚染されることがある。このような衝突や衝撃は、典型的な製造施設において極めてしばしば起こる。また、この真空による構成では、処理装置が、容器に対して開閉部を離脱または係合させるのに要する時間が増加する。よって、迅速に係合または離脱することができ、衝撃または衝突によって容易に離脱しないラッチ部材に対する必要性が存する。
パリック（Parikh）らによって米国特許第4,724,874号に開示されているような種々の機械ラッチは、ある程度の成功を収めながら使用されている。しかしながら、ラッチが係合および離脱する際の微粒子の生成を排除するようなラッチを設計するという努力は、不成功に終わっている。前記したように、生成した何らかの量の微粒子が、半導体ウエハに対して損傷を与え得る。
よって、中でも、（１）処理装置によって効率的に係合、離脱させることができ、（２）容器に対する衝突または衝撃に対して容易に屈することなく、（３）ラッチの駆動の際の汚染微粒子の生成を最小とし、（４）このような微粒子が容器の内容物の汚染しないように、摩耗によってラッチから生じた粒子を隔離、除去するようなラッチに対する必要性がある。本発明は、このようなラッチを提供するものである。
発明の要旨
本発明のよれば、容器の開口部に対して開閉部を固定するのに使用することのできる真空駆動機械ラッチが提供される。このラッチは、駆動される際に、微粒子の生成を最小とするように設計されている。このラッチは、ラッチによって生成される微粒子を隔離、除去するようにも設計されており、これによりこの種の微粒子が、容器の内部または周囲の環境を汚染することがない。この真空駆動機械ラッチは、あらゆる密閉封止された容器に対して使用されるように適合しているが、説明の目的のために、ＳＭＩＦ容器に言及することとする。当業者であれば、他の種類のまたは寸法の容器に対して使用するために、この真空駆動機械ラッチを適合させることができることが理解されよう。
好適な態様では、真空駆動機械ラッチは、ハウジングと、プランジャと、圧縮スプリングとからなる。ハウジングは、内部に設けられたほぞ穴を有し、これによりプランジャは、第１の位置（ロック位置）と第２の位置（引込位置）との間で、ほぞ穴内を摺動可能である。ほぞ穴は、ハウジングの外側表面から延在し、ハウジング内に開口部を画成する。ほぞ穴は、ハウジング内で終端し、ほぞ穴の閉止された端部を形成する。プランジャが第１の位置にある場合、プランジャの一部がハウジングの開口部を介してハウジングの外側へと延在する。圧縮スプリングは、第１の位置へとほぞ穴を介してプランジャを偏向させるよう作用する。ダクトが、ほぞ穴へと延在しており、これを介して真空を適用してスプリングの力に打ち勝つことができ、これにより第１の位置から第２の位置へとプランジャを駆動することができる。
ラッチは、容器に対して密閉封止される開閉部の外側底部表面に取り付けられている。容器は、４つの封止された側部と、封止された頂部と、開放された底部とを有する。開放された底部はリップ部によって囲繞されている。容器のリップ部の内側表面に凹部が形成されている。プランジャが第１の位置にある場合、それぞれの凹部は対応するラッチのプランジャと対合し、これにより容器に対して開閉部が固定される。勿論、これに代えて、容器と一体的にラッチを形成することができ、開閉部内に形成された凹部に対して締結を行うことができる。好適な態様では、別々のラッチが容器のそれぞれの内側側部と係合する。当業者であれば、例えば、容器またはポッドた円筒形の形状である場合、等辺に離間された３つのラッチにより容器に対して封止された開閉部を保持するのに十分であることが理解されよう。
容器に対して開閉部を固定する場合は、ラッチに対して真空を適用してラッチを凹部から引き込む。ラッチが真空によって引き込まれると共に、ラッチ内のあらゆる粒子が真空によってラッチから吸引除去され、これにより粒子は、容器の内側または外部環境を汚染し得ない。スプリングによってロック位置へと向けてプランジャを偏向させるように真空を減少させる場合は、僅かな真空を適用して背圧を生成し、これによりプランジャがほぞ穴を介して摺動するにつれて、生成された微粒子が除去される。
ほぞ穴の閉止端部に近接してほぞ穴内へと延在するダクトを介して真空を適用する。圧縮スプリングの力に対向するのに十分強くなるようにダクトを介して真空を適用し、これによりプランジャおよびヘッドをほぞ穴へと吸引する。プランジャヘッドがハウジングから突出したときに、プランジャは第１の位置にあり、プランジャヘッドがほぞ穴へと引き込まれたときに、プランジャは第２の位置にある。圧縮スプリングによって適用される力は、容器が衝突または衝撃を受けた場合であっても、プランジャをロックされた位置に保持するのに十分なものでなければならない。
好適な態様では、プランジャおよびほぞ穴は、別個の適合した形状を有するものとする。プランジャは、バレルの一端部に形成されたヘッドと、バレルの他端部に形成された着座部とを有するバレルにより構成される。圧縮スプリングは、プランジャの着座部とほぞ穴の閉止端部との間に配置される。バレルは、ヘッドの遠位端部から長手方向に延在する肩部を有し、これは、より大きい第１の直径からより小さい第２の直径へと至るテーパーを有する。このテーパーは停止体として作用し、これによりプランジャがハウジングから摺動して完全に出て行くのが防止される。
プランジャは、バレル部分の長手方向軸線に沿ってプランジャ内へと延在する凹部を有することができる。圧縮スプリングの一部をこの凹部内に配置することができる。加えて、着座部の平面表面内に環状チャンネルを形成することができる。着座部に形成されたチャンネル内にガスケットまたはＯリングを配置する。プランジャが真空によって第２の位置へと吸引されると、Ｏリングは、ほぞ穴の閉止端部に封止可能に係合する。
ほぞ穴の閉止端部に対してプランジャを封止すると、真空の圧力が変化する。この圧力の変化は、処理装置に対して、ラッチが第２の開放位置へと引き込まれたことを示す指標として使用することができる。プランジャがほぞ穴の閉止端部に対して封止を行う前に、ラッチによって生成したあらゆる微粒子が、真空によって吸引され、半導体ウエハは、あらゆる損傷を与える微粒子からさらに隔離される。
他の好適な態様では、ラッチを開閉部自体の内部に形成する。開閉部は、４つの全てのラッチのためのハウジングとして作用する。開閉部のそれぞれの側部にほぞ穴を設け、これによりプランジャは、第１の位置と第２の位置との間でほぞ穴内を摺動可能となる。開閉部の底部表面からそれぞれのほぞ穴へとダクトが延在する。この様式では、処理用具のポート開閉部は、開閉部の外側周辺部に対して静止を行うものとすることができ、幾つかのラッチの全てのダクトを中心の真空ラインに連通させるマニホールドが形成される。
他の好適な態様では、ラッチは、プランジャのヘッドに取り付けられた可撓性のエラストマー性の封止体を備える。封止体により、ほぞ穴のキャビティ内に真空隔室が形成され、プランジャおよびスプリングが外部環境からさらに隔離される。
限定されるものではないが、このような真空駆動機械ラッチによって少なくとも３つの重要な利点が与えられる。第１に、開閉部および容器が互いに強固に保持される。第２に、ラッチを駆動させる際に、ほぞ穴とプランジャとの間に空気の緩衝体が存在してプランジャをほぞ穴内で浮遊させ、これによりプランジャがほぞ穴内を摺動する際に、ほぞ穴とプランジャとの間の磨滅が低減される。第３に、真空は、生成し得るあらゆる粒子をラッチから吸引除去するように作用する。よって、この設計により幾つかの独特の利点が与えられる。
よって、本発明の主たる目的は、容器に対して開閉部を固定するための真空駆動機械ラッチを提供することにある。
本発明の他の目的は、衝撃または衝突の力に屈しないＳＭＩＦ容器のためのラッチを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ラッチによって生成される微粒子の量を最小とすると共に隔離を行う機械ラッチを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、自動化された処理装置によって効率的かつ容易に係合離脱されるラッチを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、処理装置に対して、ラッチが開放位置にあることを示す手段を備えたラッチシステムを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ラッチ内に内臓された可動機構の主要部分を外部環境から封止するラッチシステムを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ラッチを駆動するのに必要な外部真空の量を低減するラッチシステムを提供することにある。
本発明のこれらの目的および他の目的、並びにこれらの特徴および利点並びに他の特徴および利点は、添付の図面および特許請求の範囲と併せて、以下の好適な態様の詳細な説明を概観することから、当業者にとって容易に明らかとなろう。
図面の説明
図１は、処理装置の一部の上方に展開された容器および開閉部の分解斜視図である。
図２は、開閉部から取り外したラッチの斜視図である。
図３は、第１の位置にあるプランジャを備えた、図２に示す種類のラッチハウジングの底部半体の頂部平面図である。
図４は、図２に示す種類のラッチハウジングの頂部半体の底部平面図である。
図５は、第２の位置にあるプランジャを備えた、図２に示す種類のラッチハウジングの底部半体の頂部平面図である。
図６は、図３に示す種類のプランジャの斜視端面図である。
図７は、圧縮スプリングを取り外した、図３に示す種類のプランジャの頂部平面図である。
図８は、他の好適な態様の処理装置の上方に展開した他の好適な容器および開閉部の分解部分断面側部立面図である。
図９は、第１の位置にあるプランジャを備えた、ラッチハウジングの底部半体の他の好適な態様の頂部平面図である。
図１０は、第１の位置にあるプランジャを備えた、ラッチハウジングの底部半体のさらに他の好適な態様の頂部平面図である。
好適な態様の詳細な説明
図１を参照すると、半導体ウエハ処理用具１４のポート開閉部の上方に展開された容器１０および開閉部１２が一般的に示されている。容器１０は、閉止された頂部１６と側壁部１８とを有する。リップ部２０が容器１０の周辺部の周囲に延在し、容器１０の開放された端部２２を画成する。封止表面２４が、リップ部２０の内側部分２６に形成されている。好適な態様では、締結用凹部２８が、容器１０のそれぞれの内側側部であって、封止表面２４の下部においてリップ部２０の内側部分２６内に形成されている。
開閉部１２の形状は平面的であり、容器１０の封止表面２４に対して封止を行うような寸法とされている。圧縮可能な封止体３０（不可視）が、開閉部１２の上部表面の周辺部３２に整列配置されており、これによりリップ部２０の封止表面２４が係合されている。容器１０に対して開閉部１２を密閉封止するためには、約５ポンドの圧縮力が必要である。
ラッチ３４は、開閉部１２に対して公知の手段によって取り付けられており、ラッチ凹部２８と対応するよう整列配置されている。約５ポンドの圧縮力の下で、容器１０に対して開閉部１２を封止可能に係合させる場合、それぞれのラッチ３４が、容器１０の対応する凹部２８に係合し、これにより開閉部１２の取り外しが阻止される。係合したラッチ３４により、容器１０に対する封止可能な係合から、開閉部１２が移動または衝撃により外れることも阻止される。容器の取り扱いを誤った場合や逆さまにしたような状況下であっても、ラッチ３４によって、開閉部１２が容器１０から外れることが阻止される。
半導体製造プロセスにおいて使用される種々の装置は、環境中の小さな粒子、蒸気、または静電放電の量を低減する特性を有していなければならない。限定されるものではないが、容器１０は、好ましくはポリカーボネートと約１０〜３０容量％のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）との組合せから成形され、開閉部１２は、好ましくはポリカーボネートから成形され、ラッチ３４は、好ましくはガス放出性が低く、摩擦係数が低く、誘電率が高い材料から製造される。このような材料の１つとして、イー・アイ・デュポン・デ・ネモアース・アンド・シーオー（株式会社）（E.I. duPont de Nemours & Co.（Inc.））から入手可能なＤＥＬＲＩＮ（商標名）がある。
次に図２を参照すると、ラッチ３４が一般的に示されている。ラッチ３４は、ハウジング３６と、プランジャ３８と、圧縮スプリング４０とを備えている。図３乃至図７に示すように、プランジャ３８の形状からすれば、ハウジング３６が、頂部および底部部材４２、４４よりなる。当業者であれば、プランジャの形状は、ハウジングが１つの単一の部材から構成され得るように変化させることができることが理解されよう。頂部および底部部材４２、４４は、タッピンねじによって穴部４６を介して互いに係止することができ、または他の公知の手段によって互いに結合させることができる。ラッチ３４の特定の構成部材について、ここにさらに詳細に説明する。
次に、図３および図４を参照すると、頂部および底部ハウジング部材４２、４４が極めて詳細に示されている。頂部ハウジング４２は、内部に形成された上部ほぞ穴５０を有し、低部ハウジング４４は、内部に形成された下部ほぞ穴５２を有する。上部および下部ハウジング４２、４４が整列配置されて係合されると、上部および下部ほぞ穴５０、５２が整列配置され、全体としてハウジング３６のほぞ穴４８が形成される。上部および下部ほぞ穴５０、５２は同一である。
一般に、ほぞ穴４８は、ハウジング３６内をほぞ穴の閉止端部５４へと部分的に延在する。ほぞ穴の開放端部５６は、ハウジング３６の外側端部表面５８に形成されている。図３乃至図７に示す好適な態様では、ほぞ穴４８は、プランジャ３８の全体的な形状を有する。ほぞ穴４８は、第１の円筒形部分６０とテーパー部分６２とを備え、テーパー部分６２は、第１の円筒形部分６０から、第２のより小さい円筒形部分６４とテーパーが付与されている。第２の円筒形部分６４は、ハウジング３６の外側端部表面５８へと開放するキャビティ６６へと延在している（図４参照）。真空ダクト６８が、底部ハウジング４４の底部表面７０から、ほぞ穴４８の閉止端部５４へと延在している。
ここで図６および図７を参照すると、プランジャ３８が一般的に示されている。プランジャ３８は、使用に際して、第１の位置（プランジャ３８が進動した位置、すなわち閉止位置、図３参照）と第２の位置（プランジャ３８が退動した位置、すなわち開放位置、図５参照）との間で摺動可能に移動を行うために、ほぞ穴４８内に取り付けられている。プランジャ３８は、一端部に形成されたヘッド７８と他端部に形成された着座部８０とを有するバレルまたは本体７６からなる。テーパーを有する肩部８２は、プランジャ３８の着座部８０の近傍から開始するより大きい直径８４から、バレル７６の長手方向軸線に沿う第２のより小さい直径８６へと至るテーパーを有する。プランジャ３８のヘッド７８は、角度を有する導入表面８８を有し、これによりプランジャが容器１０の凹部２８へと付勢される際の摩擦が最小となる。
プランジャ３８の着座部８０は、バレル７６の長手方向軸線に沿ってバレル７６内へと延在する凹部９０を有する。圧縮スプリング４０がこの凹部９０内に挿入され、これにより、より長い圧縮スプリングを使用することができる。図３および図５に示すように、圧縮スプリング４０は、ほぞ穴４８の閉止端部５４とプランジャ３８との間に配置されている。圧縮スプリング４０は、第１の位置（図３参照）に向かってプランジャ３８を偏向させるような寸法とされている。
好適な態様では、環状チャネルが、着座部８０の周辺部の平面表面に沿って形成される。取り替え可能なガスケットまたはＯリング９４を、着座部８０のチャンネル内に係合させることができる。真空ダクト６８の直径は、着座部８０の外側直径およびＯリング９４の内側直径より小さいものとする。プランジャ３８が第２の位置（図５参照）へと引き込まれると、Ｏリング９４は、ほぞ穴４８の閉止端部５４に対して封止を行う。当業者であれば、真空ダクト６８は、ハウジング３６の外側表面からほぞ穴４８の他の部分へと延在し得るものであることが理解されよう。しかしながら、ほぞ穴４８の閉止端部５４へとダクト６８を延在させることにより、前記第２の位置（図５参照）へとプランジャ３８を引き込むために必要な真空の量が最小となる。
プランジャ３８の肩部８２およびほぞ穴４８のテーパーを有する部分６２は、圧縮スプリング４０が第１の位置（図３参照）へとプランジャ３８を付勢する際に、肩部８２が、ほぞ穴４８のテーパー部分６２に対する停止体として作用し、これによりプランジャ３８の移動距離を規制するような寸法とされている（図３および図５参照）。
プランジャ３８のヘッド７８は、ほぞ穴４８の開放端部５６より僅かに小さい寸法とされる。プランジャのヘッド７８にリップ部９６が形成されている。プランジャのヘッド７８が、ハウジング３６の開放端部５６を介して付勢されると、リップ部９６は、ほぞ穴４８の開放端部５６の内側周辺表面９８（図４参照）と接触し、開放端部５６を遮断する。ヘッド７８のリップ部９６が遮蔽位置にある場合、プランジャ３８の摺動移動によって発生したあらゆる微粒子は、ほぞ穴４８内に取り込まれる。真空を適用してラッチ３４を容器１０から離脱させると、この真空により、ほぞ穴４８内に含まれるあらゆる微粒子が吸引除去される。
当業者であれば、スプリング４０の偏向力が克服されたならば、プランジャ３８は、引込位置７４へと移動するのみであることが直ちに理解されよう。本発明においては、真空ダクト６８を介して真空を適用し、スプリング４０の力を克服するものである。プランジャ３８を移動させるために真空を使用することにより、プランジャ３８とほぞ穴４８との間の空気の緩衝を生成して磨滅を低減するという利点も与えられる。このような真空を適用することにより、ラッチ３４内で形成され得るあらゆる微粒子を、真空を介して吸引するように作用させることもできる。第２の位置から第１の位置へとプランジャ３８を偏向させる際には、空気緩衝を発生させてラッチ３４を介してダクト６８の外へ粒子を吸引するのに十分な僅かな真空を適用すればよく、これはスプリング４０の偏向力を克服するのに十分でなくてもよい。
次に、図８を参照し、他の好適な態様を示すが、この場合、開閉部１２は、開閉部１２自体の内部に形成されたラッチ３４を有する。開閉部１２は、４つの全てのラッチ３４のためのハウジング３６として作用する。ほぞ穴４８が、開閉部１２のそれぞれの端部に設けられており、これによりプランジャ３８は、第１の位置と第２の位置との間で、ほぞ穴４８内を摺動可能である。それぞれの真空ダクト６８は、開閉部１２の底部表面１００から、それぞれのほぞ穴４８の閉止端部５４へと延在する。公知の構成により取り替え可能な封止体１０２が、処理装置１４のポート開閉部１０４の周辺部の回りに配置されている。この様式において、処理装置１４のポート開閉部１０４によって、開閉部１２の外側底部表面１００が封止されており、中心ライン１０８を介して、幾つかのラッチ３４の真空ダクト６８の全てと中心の真空貯蔵器１０６とを連通させるマニホールドが形成される。
ここで、図９を参照すると、他の好適なラッチの底部半体が示されている。ほぞ穴４８の閉止端部５４に近接して、真空キャビティ１１２がほぞ穴内に形成されている。キャビティは開口部１１４を有し、これを介してプランジャバレルが摺動する。取り替え可能なベローズ１１６の一端部は、真空キャビティ１１２の外側側部において、ほぞ穴４８内の溝部１１８に取り付けられている。ベローズ１１６の他端部は、プランジャ３８のヘッド７８に取り付けられており、これによりプランジャ３８の主要部分が外部環境から封止される。真空が適用されている限り、大気圧によって、ベローズ１１６は内側に押圧されて保持されることとなる。プランジャ３８が、前記第１の位置と第２の位置との間を移動すると共に、ベローズがそれ自体の形状へと単純に折り畳まれるように、ベローズ１１６は、好ましくは可撓性のエラストマー性の重合体から作製する。また、ベローズは、処理装置の真空の吸引能力を増強するものである。
図１０は、ラッチ３４のさらに他の好適な態様を示す。この態様では、単一折り畳みベローズは、公知の手段によってハウジング３６に取り付けられた一端部を有し、他端部はプランジャ３８のヘッド７８に取り付けられており、これによりプランジャ３８の主要部分が外部環境から封止されている。ほぞ穴４８のキャビティ６６は、真空キャビティ１１２として作用する。当業者であれば、ベローズの可撓性のエラストマー性の特質により、圧縮スプリング４０を設ける必要性を除去することができ、これにより、適用される真空の量が減少した場合に、プランジャが第１の位置へと付勢され得ることが理解されよう。よって、如何なる限定をも意図するものではないが、当業者であれば、ベローズ１１６またはスプリング４０が、第１の位置へとプランジャを付勢するための手段として作用することができ、この場合、スプリングおよびベローズの両者は第２の位置へと引込可能であることが理解されよう。また、プランジャ３８が、ベローズ１１６によってハウジング３６内に封止されているため、Ｏリング９４を必要としなくてもよい。公知の構成による保持リング１２０を使用して、ハウジング３６の外側端部表面５８に対してベローズ１１６を保持することができる。
本発明の構成の特徴を既に説明したが、ここで使用方法を説明することとする。
図１に示す好適な態様では、それぞれのラッチ３４が、処理装置１４の吸引体１１０と整列するように、使用者は、処理装置１４のポート開閉部１０４の上方において、開閉部１２を中心に置くものとする。好適な態様では、吸引体１１０のそれぞれを介して負圧の真空を適用し、これにより第１の位置から第２の位置へとプランジャ３８を吸引する。当業者であれば、第２の位置へとプランジャ３８を吸引するのに十分な吸引力を発生させるのに必要な時間の長さを最小とするために、真空貯蔵器１０６が必要となり得ることが理解されよう。また、真空貯蔵器１０６は、ラッチ３４が開放位置にある場合の指標として使用することができる。ラッチ３４に対して真空を適用すると、プランジャ３８は、第２の位置に向かって吸引される。Ｏリング９４が、ほぞ穴の閉止端部５４に対して一旦封止を行ったならば、真空貯蔵器１０６内の圧力が変化し、ラッチ３４が完全に引き込まれたことが示される。処理装置１４と連通して圧力ゲージを連結することができ、この場合、圧力の変化が所定の閾値に一旦到達したならば、処理装置または使用者は、ラッチ３４が第２の位置にあることを導き出すことができる。
処理装置または使用者が真空貯蔵器１０６内の圧力をモニターすることによって、ラッチ３４が開放位置にあることを一旦決定したならば、半導体ウエハを内蔵するカセットを開閉部１２の頂部に載置し、その後に容器１０を開閉部１２上へと下降させる。封止体３０を圧縮し、容器および開閉部を密閉封止するために、開閉部１２に対して力を加える。スプリング４０がプランジャ３８を偏向させるのに十分となるよう、真空を解除する。圧縮スプリング４０は、ほぞ穴４８の開放端部５６を介して第１の位置へとプランジャ３８を付勢する。その後、容器１０に対する圧縮力を解除することができる。容器は、開閉部に対して、締結され密閉封止された状態とされる。
開閉部１２を容器１０から取り外すためには、使用者は、それぞれのラッチ３４に対して吸引体１１０を整列配置し、ラッチ３４に対して負圧の真空を適用する。この真空により、プランジャ３８は、引き込まれた第２の位置へと吸引される。その後、開閉部１２を容器１０から取り外すことができる。
特許法規に適合すると共に、当業者に対して、新規な原理を適用し、必要とされるこの種の特定の部材を構成して使用するのに必要な情報を提供するために、この発明をここに十分に詳細に説明した。しかしながら、この発明は、特定の異なる装置によって実施することができ、装置の詳細および操作手順の両者について、この発明自体の範囲から逸脱することなく種々の改変を加えることができることを理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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