JP2003133405A - 基板収納容器の蓋体係止機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板収納容器が大型化しても、容器本体と蓋
体とをしっかりと施錠でき、落下衝撃があっても蓋体が
開くことがなく、精密基板の破損片でクリーンルームを
汚染することがない基板収納容器の蓋体係止機構を提供
すること。 【解決手段】 表面と内面との二重構造に構成された蓋
体とを備えた基板収納容器の蓋体係止機構であって、前
記蓋体内部に設けられ、蓋体表面外部から回転操作可能
に取り付けられた円板状の回転プレート２２と、該回転
プレートに係合し、回転プレートの回転によってスライ
ドする連結プレート２３と、連結プレートがスライドす
ると、その他端部が蓋体周縁部に形成された穴から突出
・後退するクランプ部品２５と、前記クランプ部品の前
記他端部に軸支され、係止凹部に嵌合する係止部品とを
有し、該係止部品を、容器本体に設けられた係止凹部と
面接触する形状に構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部に半導体ウェ
ーハやマスクガラス等の精密基板を収納し、精密基板の
輸送、保管、精密基板の加工に用いられる標準化された
機械的インターフェースを有する装置に接続可能な基板
収納容器の蓋体に関するものであり、特に、異なる種類
の自動機での開閉や自動搬送に好適な基板収納容器の蓋
体係止機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウェーハ（以下ウェーハと
いう）の加工装置に接続されて使用される基板収納容器
は、１つの開口部を有する容器本体と、シール部材であ
るシールガスケットを有して該開口部をシール可能に閉
鎖する蓋体とから構成されている。該蓋体には、容器本
体との施錠、解錠を行うための蓋体係止機構が蓋体の中
央部に取り付けられていて、加工装置に接続されて使用
されている。前記基板収納容器は、容器本体の天部に設
けられたハンドルや側部又は底部のレールがＯＨＴ（オ
ーバーヘッドホイストトランスファー）、ＡＧＶ（オー
トメーテッドガイディドバイスクル）、ＲＧＶ（レール
ガイディドバイスクル）等の自動搬送装置によって支持
又は保持されて工程内を搬送されている。

【０００３】前記自動搬送装置を用いた搬送によって、
基板収納容器は精密基板への各種の処理や加工を行う加
工装置に搭載される。次に、加工装置に設けられた蓋体
開閉装置により、基板収納容器の蓋体の開閉が自動的に
行われる。

【０００４】前記基板収納容器の蓋体係止機構として
は、特開平４−５０５２３４号公報や特開平８−３４０
０４３号公報で提案されたように、カムやリンク機構を
用いて回転プレートの運動をラッチプレートの直進運動
に変換し、係止爪を蓋体側面の貫通孔から出没させ、該
係止爪を容器本体の凹部に係止させるものが以前から知
られていた。

【０００５】更に、蓋体係止機構としては、特開２００
０−５８６３３号公報で提案されているように、蓋体の
外表に設けられた１対の孔部のそれぞれによって外部か
らアクセス可能な回転プレートと、これに係合する連結
プレートと、該連結プレートの先端部に配置され連結プ
レートの動きと連動するクランプ部品とからなるものが
知られていた。

【０００６】前記回転プレートは、円形のプレートであ
り、その円周上に複数個の係合突起を有し、ＳＥＭＩ規
格Ｅ６２で定められた加工装置の回転機構によって操作
可能な位置に回転自在に配置される。前記連結プレート
には、回転プレートの係合突起が挿嵌される案内溝が形
成されていて、回転プレートの円運動を枢動運動に変換
している。

【０００７】また、連結プレートの両側には、連結プレ
ートの立体的な動きをガイドする曲線状の溝を形成する
ガイドリブが、蓋体の各プレートに設けられている。連
結プレートは、回転プレートが回転するとこの溝い沿っ
て動き、図９に示す先端部に配置されたクランプ部品６
０を作動させる。

【０００８】クランプ部品６０は、連結プレート６１の
先端に回転可能に取り付けられる第１アーム６２と、第
１アーム６２の一端に固定される第２アーム６３とから
なる。

【０００９】第１アーム６２は、連結プレート６１と第
２アーム６３とに連結されていて、連結プレート６１は
回動自在な第１の軸部で連結されていて、第２アーム６
３とは枢動運動の起点となる第２の軸で連結され、容器
本体７０に設けられた係止凹部７１の近傍の蓋体プレー
ト６６に固定されている。尚、蓋体６５は、前記蓋体プ
レート６６と、その外部側前面を閉鎖する表面プレート
６７とを有する構成である。

【００１０】第２アーム６３は係止凹部７１と接触する
ことなく移動可能な屈曲部を有していて、先端部に蓋体
を容器本体に係止させる係止部品６４を有する。また、
前記係止部品６４は、第１アーム６２と直角な方向にな
るように配置されている。

【００１１】連結プレート６１が容器本体７０の係止凹
部７１から後退した位置にある時は、第２アーム６２の
係止部分は係止凹部７１から完全に引っ込んでいて、第
２アーム６３の２つの端部を結ぶ直線が連結プレート６
１に対してほぼ垂直となる。連結プレート６１が前記係
止凹部７１の方向へ直進した位置にある時は、第１アー
ム６２が連結プレート６１に対して固定軸を起点に垂直
になると共に、第２アーム６３の先端が容器本体７０の
係止凹部７１に係止される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の蓋体係止機構では、前記自動搬送装置のトラブルあ
るいはセッティングミス等によって、搬送途中やハンド
リング時に、前記自動搬送装置から基板収納容器が床上
に落下した場合、瞬間的な落下衝撃のために、蓋体係止
部のローラーが容器本体の係止凹部から外れて蓋体が容
器本体の開口部から外れ、また収納していた精密基板が
粉砕し、その微粉砕片が、精密基板を加工するためにク
リーン度クラス１以下と高度にクリーン化されたクリー
ンルームを汚染する危険性があるという問題点があっ
た。特に、基板収納容器が大型化し重量が重くなると、
落下により蓋体が容器本体から外れる危険性が大きくな
る。

【００１３】また、前記精密基板の微粉砕片は、半導体
部品の回路製作過程において極めて有害な異物となるの
で、速やかに除去する必要があるが、微粉砕片なので空
中に浮遊し易く回収が極めて困難である。そのため、ク
リーンルームの空調を長時間空運転した後、フィルター
を交換するといった処置をとる必要があるなど、長時間
に渡って環境を著しく破壊し、環境回復には多大な手間
と費用及び時間が掛かるという問題点があった。

【００１４】本発明は、前記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、基板収納容器が大型化しても、容
器本体と蓋体とをしっかりと施錠でき、落下衝撃があっ
ても蓋体が開くことがなく、精密基板の破損片でクリー
ンルームを汚染することがない基板収納容器の蓋体係止
機構を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、一端に開口部
を有し、内部に基板を収納する容器本体と、該容器本体
の開口部を封止する蓋体とを備えた基板収納容器の蓋体
係止機構であって、前記蓋体内部に設けられ、蓋体表面
外部から回転操作可能に取り付けられた円板状の回転プ
レートと、該回転プレートに係合し、回転プレートの回
転によってカム方式により蓋体の周縁方向にスライドす
る連結プレートと、前記蓋体にその中央部が軸支される
とともに、その一端部が前記連結プレートの先端部に連
結され、連結プレートがスライドすると、その他端部が
蓋体周縁部に形成された穴から突出・後退するクランプ
部品と、前記クランプ部品の前記他端部に軸支され、ク
ランプ部品の他端部が蓋体周縁部に形成された穴から突
出した際に、容器本体に形成された係止凹部に嵌合する
係止部品とを有し、該係止部品を、容器本体に設けられ
た係止凹部と面接触する形状に構成したものである。ま
た、前記係止部品は、その軸方向に垂直な断面形状が多
角形であるものが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
一実施形態について説明する。図１は、本発明による基
板収納容器の蓋体係止機構の実施形態を示す正面図であ
る。図２は、図８のＡ−Ａ線断面図である。図７は、図
１の蓋体係止機構を用いた基板収納容器の分解斜視図で
ある。

【００１７】先ず、本発明の実施形態の基板収納容器の
蓋体係止機構（以下、蓋体係止機構２０という）を備え
た基板収納容器１について説明する。図７に示すよう
に、一端に開口部を有する容器本体５０と、シール部材
であるシールガスケット１１を有し、開口部をシール可
能に閉鎖する蓋体１０とからなる。容器本体５０の相対
する内壁には、基板を垂直方向に一定寸法隔離して支持
する支持部５１が相対するように配置されている。容器
本体５０の底部には、加工装置に容器本体５０を位置決
めして固定するのに使用されるボトムプレート（図示せ
ず）が設けられている。また容器本体５０の外側壁に
は、１対のマニュアル把持部品５２が、それぞれ着脱可
能に取付けられている。

【００１８】蓋体１０の容器本体５０側には、容器本体
５０の支持部５１の溝内に載置される基板の振動を防止
する１ないし複数個のリテーナ１２が取り付けられる。
また、蓋体１０は断面コ字状をした蓋体プレート１３
と、蓋体プレート１３の開口部に取り付けられる表面プ
レート１４とからなり、内部に２対の蓋体係止機構２０
が設けられていて、表面プレート１４には蓋体係止機構
２０を操作する操作キーが出没可能な貫通孔１５が設け
られている。また、蓋体１０の側面には、蓋体係止機構
２０の係止部品２１が出没する角穴１６が複数箇所、こ
こでは４箇所に設けられている。尚、蓋体係止機構２０
は、２組に限らず、必要に応じた組数を備えればよい。

【００１９】次に、蓋体１０に内包された蓋体係止機構
２０について詳細に説明する。図１に示すように、蓋体
係止機構２０は、回転プレート２２とこれに係合して枢
動する連結プレート２３及び、連結プレート２３の先端
部２４と結合し係止部近傍に配置されるクランプ部品２
５とからなる。蓋体１０の外面になる表面プレート１４
には、基板加工装置の外部回転機構のアタッチメントが
挿入される貫通孔１５が設けられている。回転プレート
２２は蓋体１０の外部からアクセス可能なキー孔２６を
有し、前記基板加工装置の外部回転機構のアタッチメン
トがキー孔２６に係合し、これを９０°回転させる。な
お、前記外部回転機構との接続位置並びに寸法は、ＳＥ
ＭＩ規格で基板収納容器のサイズ毎に定められるもので
あり、この接続位置に回転プレート２２の中心位置がく
るように配置される。例えば、３００ｍｍウェーハ用の
基板収納容器の蓋体の規格は、ＳＥＭＩ規格のＥ６２に
対応して定められている。

【００２０】回転プレート２２は、例えば、円板状であ
り、回転した時に各連結プレート２３を枢動させるため
の第１案内溝２７又は円柱状の係合突起を円周部に有
す。第１案内溝２７又は前記係合突起と連結プレートと
２３の接触部分には、摩擦による樹脂紛の発生を防止す
るために、例えば、連結プレート２３の第１案内溝２７
との接触部分に回転ローラーを取り付けることが好まし
い。

【００２１】連結プレート２３は略長方形をした板状体
であり、長手方向の中心軸が、回転プレートの中心点を
通るように配置するのが望ましい。また、連結プレート
２３の一端に、回転プレート２２の円弧状の第１案内溝
２７と係合する係合突起２８を有する。

【００２２】第１案内溝２７は、図１に示す変曲部を有
する溝として形成されている。第１案内溝２７を前記形
状の溝とすることで、回転プレート２２の回転に従い、
係合突起２８は、回転プレート２２の中心に最も近い位
置から離れる方向に移動し、所定角度回転プレート２２
が回転したした後は、前記移動速度よりも遅く更に離れ
る方向に移動する。

【００２３】各連結プレート２３は、更に両側に係合突
起２９を有し、係合突起２９は、相対する蓋体プレート
１３と表面プレート１４とに配置されたガイド３０によ
り形成される第２案内溝に係合する。但し、第２案内溝
の幅（蓋体プレート１３及び表面プレート１４に設けら
れたガイド間距離）は、表面プレート１４の立体的な動
きに対応した係合突起２９の動きに対して、係合突起２
９が支障なく動ける幅に設定されている。

【００２４】回転プレート２２が回転することで、連結
プレート２３は、第２案内溝に沿って後退位置から前進
位置まで駆動する。各々の連結プレート２３の中間部に
は容器本体の係止凹部５３への直進方向の動きをガイド
するための長穴３１が形成され、そこに蓋体プレート１
３から立設された円柱突起３２が挿入される。

【００２５】円柱突起３２にも、前記したような回転ロ
ーラーを取り付けるのが望ましい。また、別の実施形態
として連結プレート２３の両側部に、カムフロアを設け
てもよい。

【００２６】連結プレート２３の先端部２４には、容器
本体５０に設けられた係止凹部５３に挿入し、蓋体１０
を係止するためのクランプ部品２５がさらに設けられて
いる。

【００２７】クランプ部品２５は、図４と図５に詳細を
示すように、両端部に２つの取り付け軸部である第１軸
部４０と第２軸部４１を有する基軸４２と、両者の中間
部から屈曲して基軸４２に対して直角方向に突出する自
由端部４３を有する略倒Ｔ字形に形成される。基軸４２
の一端の第１軸部４０は連結プレート２３の先端部２４
と共通の軸部品により回動自在に取り付けられ、他端の
第２軸部４１は蓋体プレート１３に軸支される。

【００２８】自由端部４３には第３軸部４４が形成され
ていて、ここに係止部品２１が回動可能に取り付けられ
る。クランプ部品２５の配置位置は、先端に設けられる
係止部品２１が、容器本体５０の係止凹部５３内を円運
動可能なように決められるものであり、蓋体１０の厚さ
を最小限の寸法とするために、容器本体５０の係止凹部
５３の近傍が望ましい。

【００２９】クランプ部品２５の先端には、係止部品２
１が第３軸部４４によってさらに軸支されるように取り
付けられる。係止部品２１は、第３軸部４４の取り付け
軸に垂直な方向の断面形状が略四角形であり、その一平
坦面が係止凹部５３の一端面と面接触するように、第３
軸部４４の取り付け軸の両側に１対設けられている。
尚、係止部品２１は、前記断面形状が三角形やその他の
多角形状で、その一平坦面で係止凹部５３の一端面と面
接触するものであってもよい。

【００３０】また、係止凹部５３への係止部品２１の引
っ掛かり量は、係止部品２１の取り付け位置と移動可能
な半径を考慮に入れて、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲に設定さ
れ、好ましくは３ｍｍ〜４ｍｍの範囲である。係止凹部
５３との接触面積は、基板収納容器１における合計で、
１．０〜４．０ｃｍ^２の範囲に設定することが好まし
い。

【００３１】また、係止部品２１の係止凹部５３との接
触部分の平坦面の面積を単に増やしても、成形時の変形
やひけ、組立時の誤差、部品の撓み等により平坦面全て
が均一に接触するかどうかが問題であり、局部的に強く
当ってしまい実質的な接触面積が減少しないように、変
形やひけに強い形状とするため、中央部に逃がし用の段
差を設けて両側に必要最小限度の平坦面を設けるのが効
果的である。

【００３２】容器本体５０の開口部を閉鎖するために蓋
体１０が挿嵌されたときの状態を図３（ａ）に示す。こ
の時、クランプ部品２５の係止部品２１は、容器本体５
０の係止凹部５３から後退している。容器本体５０に蓋
体１０を係止する場合は、図３（ｂ）に示すように、蓋
体１０の外部の加工装置にある外部回転機構によって回
転プレート２２を操作し、蓋体１０の外側から見て反時
計回りに約９０°回転させ、連結プレート２３を枢動し
てクランプ部品２５を作動させ、係止部品２１を容器本
体５０の係合凹部５３内を移動させて係止凹部５３の一
端面と係合させた状態にする。

【００３３】連結プレート２３のトグルレバー効果及び
係止部品２１の係止凹部５３との接触面積を大きくした
効果により、係止部品２１は、長時間に渡って安定的に
大きな力が加えられることとなり、容器本体５０に蓋体
１０をしっかりと係止する。係止部品２１は、容器本体
５０の係止凹部５３内を移動する間、容器本体５０と擦
れ合うことがないので、汚染源であるパーティクルの発
生を回避できる。

【００３４】更に、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、
係止部品２１は５°〜２０°の範囲で正逆方向に回動可
能に軸支されているので、係止部品２１が片当りするこ
となく、常に係止凹部５３の一端面と面接触可能なよう
に自動的に調整される。図中、４５、４６は係止部品の
回転方向。

【００３５】また、係止部品２１を交換可能としている
ので、長期の使用で摩耗した場合には、消耗部品である
係止部品２１だけを交換すればよく、蓋体１０の使用可
能期間を長期化できる。

【００３６】以上で示した本発明の実施形態の蓋体係止
機構２０では、連結プレート２３の枢動に関して、連結
プレート２３に備えられた係合突起２８に係合する第１
溝２７が設けられた回転プレート２２を用いた例を述べ
たが、その他、ラックアンドピニオンやネジ機構、回転
カムとのリンク機構を用いても同様な蓋体係止機構とし
て構成できる。

【００３７】尚、ラッチ及びクランプ部品２５を構成す
る各部品は、摺動性が良好で十分な強度を有する材料か
ら適宜選択して成形される。例えば、ポリアセタール樹
脂やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリカ
ーボネート、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフイド）、Ｐ
ＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、フッ素樹脂、Ｐ
ＥＩ樹脂と言った樹脂の使用が考えられる。また、フッ
素樹脂等が含有され摺動性が改善された各種樹脂を用い
ることもできる。

【００３８】更に、機械的強度を増すために、前記樹脂
にガラス繊維、カーボン繊維等の充填剤を加えても良い
し、金属部品等を内部にインサートして、成形しても良
い。

【００３９】

【実施例】本発明の効果を確認するため基板収納容器の
落下試験を行った。基板収納容器に、直径３００ｍｍの
ダミーウェーハを２５枚収納し、蓋体を取り付けて施錠
し、これを９０ｃｍの高さから落下させた。尚、この
時、基板収納容器の蓋体係止機構が衝撃によって大きく
撓むように、蓋体係止機構が落下方向に対して直角にな
るように、基板収納容器を横向きすなわち一方の側壁
（図７の矢印方向）を下向きにして落下させた。

【００４０】（実施例１）本発明の実施形態の図６に示
す係止部品２１を有する蓋体係止機構２０が組み込まれ
た基板収納容器について、前記記落下試験を３回行っ
た。落下試験によって蓋体が容器本体から外れたか否か
を確認した結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】（比較例１）図９に示す従来の係止部品６
４を有する蓋体係止機構が組み込まれた基板収納容器に
ついて、前記落下試験を３回行った。落下試験によって
蓋体が容器本体から外れたか否かを確認した結果を前記
表１に示す。尚、係止部品６４は、クランプ部品６０の
軸部に回動可能に軸支されたローラー状のもので、その
側面で容器本体７０の係止凹部７１の一端面と略線接触
する。

【００４３】実施例１の基板収納容器では、落下によっ
て蓋体は外れなかったが、比較例１では３回とも蓋体が
外れた。従って、本発明の実施形態の蓋体係止機構を用
いれば、基板収納容器を落下させても、蓋体が容器本体
から外れ難いことが分かる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、基板収納容器の蓋体係
止機構において、クランプ部品を蓋体に軸支するととも
に、クランプ部品の先端に軸支された係止部品の断面形
状が多角形であるため、蓋体を強固に容器本体に施錠で
きるので、容器本体の開口部の全域に渡って、蓋体と容
器本体との間に高いシール性を維持すると共に、予期せ
ぬ衝撃が加えられて収納した基板を破損した場合でも、
蓋体は容器本体から外れず、汚染物をクリーンルーム内
に飛散させることがないので、被害を最小限度に留める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による基板収納容器の蓋体係止機構の実
施形態を示す正面図である。

【図２】図８のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図８のＢ−Ｂ線断面を示し、（ａ）はクランプ
部品の係止していない状態を示す断面図、（ｂ）はクラ
ンプ部品の係止状態を示す断面図である。

【図４】図３のクランプ部品の側面図である。

【図５】図３のクランプ部品の正面図である。

【図６】図４の係止部品の回転動作の説明図であり、
（ａ）は係止部品が時計回りに回転した状態を示す図、
（ｂ）は係止部品が反時計回りに回転した状態を示す図
である。

【図７】図１の蓋体係止機構を用いた基板収納容器の分
解斜視図である。

【図８】図８の蓋体を容器本体側から見た図である。

【図９】従来の係止部品を示す図である。

【符号の説明】 １ 基板収納容器 １０ 蓋体 １１ シールガスケット １２ リテーナ １３ 蓋体プレート １４ 表面プレート １５ 貫通孔 １６ 角穴 ２０ 蓋体係止機構 ２１ 係止部品 ２２ 回転プレート ２３ 連結プレート ２４ 先端 ２５ クランプ部品 ２６ キー孔 ２７ 第１案内溝 ２８ 係合突起 ２９ 係合突起 ３０ ガイド ３１ 長穴 ４０ 第１軸部 ４１ 第２軸部 ４２ 基軸 ４３ 自由端部 ４４ 第３軸部 ４５、４６ 係止部品の回転方向 ５０ 容器本体 ５１ 支持部 ５２ マニュアル把持部品 ５３ 係止凹部 ６０ クランプ部品 ６１ 連結プレート ６２ 第１アーム ６３ 第２アーム ６４ 係止部品 ６５ 蓋体 ６６ 蓋体プレート ６７ 表面プレート ７０ 容器本体 ７１ 係止凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 直人 新潟県糸魚川市大和川715 新潟ポリマー 株式会社内 Ｆターム(参考） 3E068 AA33 AB04 AC05 BB05 BB11 BB16 CC03 CD02 CE03 DD25 DD28 DE02 EE09 EE22 EE36 3E084 AA05 AA14 AB10 BA02 CA03 EA01 EB03 FA09 FC14 FC18 FD01 GA08 GB12 GB19 GB26 3E096 AA06 BA16 BB03 CA01 CB03 CC02 DA17 DC04 EA02X EA02Y FA22 FA31 GA07 5F031 CA02 CA05 CA07 DA08 EA12 PA08 PA18 PA26

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に開口部を有し、内部に基板を収納
   する容器本体と、該容器本体の開口部を封止する蓋体と
   を備えた基板収納容器の蓋体係止機構であって、 前記蓋体内部に設けられ、蓋体表面外部から回転操作可
   能に取り付けられた円板状の回転プレートと、 該回転プレートに係合し、回転プレートの回転によって
   カム方式により蓋体の周縁方向にスライドする連結プレ
   ートと、 前記蓋体にその中央部が軸支されるとともに、その一端
   部が前記連結プレートの先端部に連結され、連結プレー
   トがスライドすると、その他端部が蓋体周縁部に形成さ
   れた穴から突出・後退するクランプ部品と、 前記クランプ部品の前記他端部に軸支され、クランプ部
   品の他端部が蓋体周縁部に形成された穴から突出した際
   に、容器本体に形成された係止凹部に嵌合する係止部品
   とを有し、 該係止部品を、容器本体に設けられた係止凹部と面接触
   する形状に構成したことを特徴とする基板収納容器の蓋
   体係止機構。
2. 【請求項２】 前記係止部品は、その軸方向に垂直な断
   面形状が多角形であることを特徴とする請求項１記載の
   基板収納容器の蓋体係止機構。