JP2004273603A - シール部材およびシール構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クリーンボックス開口周囲にフランジ状の部分4を設け、ロードポート側にこのフランジ状の部分4が嵌合可能となる円環状の突出部を設ける。シール部材101は気体の挿気により膨張可能な構造とし、この突出部の内周部に設けた溝部57に収容することとし、膨張によってフランジ部外周部4bと密着可能となるようにする。
【選択図】図1A
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、減圧或いは高純度窒素に満たされた空間等を形成する際に用いられるシール部材に関する。より詳細には、フラットパネルディスプレイ用の基板、半導体用のウェハ等の被搬送物を収容し、移送するために用いられるクリーン搬送装置(クリーンボックス)から、被搬送物を各処理室に対して移載しあるいは取り出すため用いられるロードポート、および当該ロードポートにおいて用いられるシール部材に関する。
【0002】
【従来技術】
【特許文献1】特許第3167970号公報
【特許文献2】特許第3189227号公報
【特許文献3】特許第3184480号公報
【特許文献4】特許第3184479号公報
【特許文献5】特許第3167970号公報
【0003】
例えば、半導体用ウエハを収容するクリーンボックスとして、
【特許文献1】
乃至
【特許文献5】において本出願人等が提案する構成のものが挙げられる。当該クリーンボックスは、正面に開口部を有するボックス本体と、当該開口部と対向して開口部の開閉に供せられるドア部とから構成される。また、密閉空間とされるボックス内部の排気および内部への不活性ガス等の供給等を行うポートが、このボックス本体に設けられている。
【0004】
更に、開口部周囲にはフランジが設けられており、このフランジ部はドア部の外周部と協動して環状の吸着用空間を形成するように構成されている。この吸着用空間は、フランジ部あるいは当該フランジ部と対向するドア部周囲の内の一方に設けられた真空吸着用環状溝、当該溝と対向する他方における平坦面、およびこの環状溝の内周側と外周側とに配置された二つのシール用Oリングとから形成される。この吸着用空間内部を減圧することによって、大気圧によってドア部外周とフランジ部とを強固に密着させ、クリーンボックス内部の気密性を高めている。
【0005】
クリーンボックス内に収容されているウェハは、ロードポートと呼ばれる基板搬送用の空間を介して、成膜装置等の基板処理装置へ運ばれる。また、当該装置において各種処理を施された後、再度ロードポートを経てクリーンボックスに収容される。このロードポートは通常大気開放されているが、クリーンボックスが基板移載位置におかれると、その内部を密閉空間とし、減圧後に高清浄な窒素等の雰囲気に満たされる。基板の移載等はこの窒素雰囲気下において行われる。
【0006】
この密閉空間の形成およびその内部の減圧化を行うために、クリーンボックスとロードポートとの接合部分には通常Oリング、パッキン等のシール材が用いられている。具体的には、クリーンボックス側の接合部分にはフランジ部分が形成され、ロードポート側の接合部分にはこのフランジ部分と対応する壁部分が形成される。更にフランジ部分および壁部分の少なくとも一方に、環状の溝が形成され、ここにOリング等が埋め込まれている。
【0007】
接合時にフランジ部分と壁部分との間隔を各部で均一に保ちながら互いを接近させ、このOリングを他方と略同時に密着させることにより、上述の密閉空間の気密性が良好に保たれる。Oリングの密着が部分的に為されない場合には、クリーンボックスをロードポート側に押圧し、Oリングを圧縮変形等させることで、Oリング全周での密着性を確保し、気密性を得ることとなる
【0008】
また、現在、クリーンボックスが収容する対象物の一つである半導体用ウエハは、種々の要請からその大径化が進められている。更には、半導体用ウエハにおけるこれまでの実績から、当該ボックスを、例えばフラットパネルディスプレイ用の基板に対しても用いようとする試みが進められている。この場合、クリーンボックスは、その構成要素であるボックス本体、開口部およびドア部等、全てが大型化されて用いられることとなる。
【0009】
この様な大型クリーンボックスにおいては、従来のボックスと同様の構成では、基板収容空間の気密性を保つことが困難となることが予想される。本出願人は、その対応策として、基板等の収容空間とは別個に、ドアをボックス本体に真空吸着させるための真空室空間を設け、当該室の真空吸着作用を利用して、大型のクリーンボックスにおいてもドア部とボックス本体との十分な密着性を得る構成を提案している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ここで述べた、クリーンボックスの大型化に応じて、ロードポートも大型化が図られている。その際、クリーンボックス−ロードポート間での気密性を保持するためのに用いられるOリングは、その長さを延長することでこの大型化に対応することとなる。しかしながら、各構成の大型化に伴って、前述のクリーンボックスにおけるフランジ部分と、ロードポートにおける壁部分と正対させ、且つその間隔を均一に保ちながら互いを接近させることはより困難なものとなる。このため、通常はOリングの径を大きなものとし、フランジ部分と壁部分との間隔が部分的に異なった場合であっても、その差をOリングの圧縮変形によって補償することとなる。
【0011】
Oリングにはゴム等の弾性体がその材料として用いられるが、常に一方向の圧縮変形が繰り返される場合、準塑性的な変形を生じ形状が復元しなくなる傾向がある。また、変形量があまり大きくなった場合、その変形に要する付加圧力も大きなものとなり、クリーンボックスの変形が生じかねない等、種々の問題を生じる恐れもある。このため、Oリングの径を大きくする対処法には限度が生じる。
【0012】
更なる対策として、例えばOリングとして変形能の比較的高い中空のチューブを用いることとし、このチューブ内部に加圧された空気等を送ることも考えられる。当該方法によれば、比較的小さな付加圧力であってもOリングとして高い変形能が得られ、フランジ部分と壁部分との距離が相違する部分があったとしても空気の挿入により良好な密着性を得ることが可能となる。また、仮に準塑性的な変形が生じたとしても、空気の挿入によりもとの形状は容易に回復でき、Oリングとしての準塑性的変形の可能性も大幅に低減できる。
【0013】
しかしながら、この様なチューブ式のOリングを用いた場合、これを収容するいわゆるOリング溝の幅は、通常のOリング溝の幅と比較して相当に幅広くなると考えられる。上述のフランジ部分あるいは壁部分に、この様な幅広い尾リング溝を形成し、またこれと対向する部分を形成することは、クリーンボックス等の構成上困難となる場合も考えられる。また、特にクリーンボックスが大型化した場合、これらの形成スペースを確保することは更に困難となると思われる。
【0014】
また、クリーンボックスが弾性変形能の大きなOリングを介してロードポートに固定されることとなることから、ロードポートとクリーンボックスとの間隔が安定せず、クリーンボックスの位置決め精度が低下する恐れがある。十分な位置決め精度を確保しようとした場合には、フランジ部分がOリングから受ける反力より十分以上に大きな荷重によって、クリーンボックスをロードポート側に押圧する必要がある。従って、この押圧用に従来より大型なアクチュエータ等が求められる、あるいは密着状態を更に機械的にロックする装置等を付加する等の対策が必要となる。
【0015】
本発明は以上の状況に鑑みて為されたものであり、より大型なクリーンボックスの使用に際して、付随的なアクチュエータ等を用いることなく、クリーンボックス−ロードポート間にて気密性の高い空間を形成し得るシール材、およびシール材を用いた容器(クリーンボックス)および容器収容部(ロードポート)からなるシール構造を提供することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るシール部材は、第一の面と第一の面の周囲を囲む突出部分とを有する第一の部材と、第一の面と略当接する第二の面を有する第二の部材と共に用いられて密閉空間を形成するシール部材であって、その内部に気体を送気あるいは内部から気体を排気することにより膨張あるいは収縮可能な構造を有し、且つ突出部分の内周部に配置されることを特徴としている。
【0017】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るシール構造は、第一の面と第一の面の周囲を囲む突出部分とを有する第一の部材、第一の面と略当接する第二の面を有する第二の部材、およびシール部材を用いて密閉空間を形成するシール構造であって、第一の面と第二の面との当接状態において、突出部分の内周領域に第二の部材は嵌合しており、且つ第二の部材は突出部分の内周面と対向する第三の面を有し、シール部材はその内部に気体を送気あるいは内部から気体を排気することにより膨張あるいは収縮可能な構造を有し、シール部材は、突出部分の内周部あるいは第三の面の内、何れか一方に形成されており、気体の送気によって他方と密着することを特徴としている。
【0018】
なお、上記シール構造においては、シール部材は突出部分の内周部に形成されることが好ましい。
【0019】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るシール部材は、被保持物を収容可能な空間、空間からの被保持物の挿脱を可能とする開口部、および開口部の周囲に設けられたフランジ部を有する容器と、フランジ部と略当接する面およびフランジ部の外周面を囲む面を有し容器と接合されて密閉空間を形成する容器収容部材との間で用いられるシール部材であって、その内部に気体を送気あるいは内部から気体を排気することにより膨張あるいは収縮可能な構造を有し、フランジ部の外周面あるいはこれを囲む面の何れか一方に設けられた溝部に収容されることを特徴としている。
【0020】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るシール構造は、被保持物を収容可能な空間、空間からの前記被保持物の挿脱を可能とする開口部、および開口部の周囲に設けられたフランジ部を有する容器と、フランジ部と略当接する面およびフランジ部の外周面を囲む面を有し容器と接合される容器収容部材と、シール部材とによって形成される密閉空間を形成するシール構造であって、フランジ部の外周面あるいはこれを囲む面の何れか一方に溝部が設けられ、シール部材は、その内部に気体を送気あるいは内部から気体を排気することにより膨張あるいは収縮可能な構造を有し、更にシール部材は、溝部に収容されることを特徴としている。
【0021】
なお、上述にシール構造において、溝部は、フランジ部の外周面を囲む面に設けられることが好ましい。更に、上記シール構造においては、容器はクリーンボックスであり、容器収容部材はロードポートであることが好ましい。
【0022】
【実施例】
本発明に係るシール材の一実施例に関し、以下に図面を参照して説明する。図1A乃至1Cは、本発明に係るシール部材、当該シール部材が取り付けられたロードポートの一部、および当該シール部材と当接するクリーンボックスの一部各々の断面概略を示す図である。図1Aはクリーンボックスとロードポートとが接続される前の状態、図1Bは接合状態を、図1Cは接合を解除する際の状態を各々示している。尚、ロードポートおよびクリーンボックスの構成については後段にて詳述する。
【0023】
本発明に係るシール部材101は、内部に中空部分を有するチューブ構造からなり、所定の気体を中空部分に送るための送気管102が当該中空部に連通されている。本発明において、シール部材101は、クリーンボックスをロードポートに近づける際の進行方向とは垂直となる面、すなわち前述の壁部分51bに配置されていない。クリーンボックス本体3は、当該壁部分51bと対向するフランジ部4を有するが、このフランジ部4の外周面4bと対向するロードポート突出部51c内に、シール部材101は収容されている。
【0024】
具体的には、ロードポート突出部51cにおいてフランジ外周面4bと対向する面51dに形成された溝部57内に、当該シール部材101は収容されている。すなわち、本発明に係るシール部材101は、クリーンボックスにおけるフランジ部4の外周面4bの周囲を取り巻く形に配置されている。
【0025】
次に、当該シール部材の実際の動作について述べる。図1Aに示す様に、待機状態において、シール部材101に対する所定気体の送気は為されておらず、シール部材101は、溝部57内から突出する部分を生じさせることなく、すなわち面51dから突出する部分を生じさせることなく、あるいは極僅かな部分を突出させた状態にてその形状を維持されている。従って、クリーンボックス本体3をロードポート51に接近させる際に、シール材101は何ら障害とはならない。
【0026】
クリーンボックス本体3とロードポート51とが接合され、クリーンボックスフランジ部4の端面4aとロードポート壁部分51bとが接触し、図1Bに示す状態にてクリーンボックスのロードポート51側への移動が停止される。ここで、送気管102を介して所定の気体が、シール部材101に送気される。この送気によって、シール部材101は膨張変形し、フランジ部側面4bと対向する内周面101aが側面4b側に膨らみ、これと接触する。
【0027】
その結果、この接触部分において、クリーンボックスとロードポートとによって形成される空間の密閉が為される。この状態にて、クリーンボックスにおける不図示のドア部の開閉、クリーンボックス内の基板移送等の操作が行われる。以上の操作終了後、図1Cに示す様に、シール部材101からの所定気体の排出が為され、シール状態の解除が行われる。この状態にてロードポート51からのクリーンボックスの離間操作が行われる。
【0028】
当該配置にて用いられることにより、シール部材101に対して実質的に加えられる負荷は、ほぼ気体導入に起因するもののみとなる。実際には、シール部材101におけるクリーンボックスの下方側のフランジに対向する部分は、クリーンボックスの重量に伴う荷重を受けることとなる。しかし、例えばロードポート側にこの荷重を受けるピン等を植設しておくことにより、実質的な荷重の負荷を無くすことが可能となる。従って、当該シール部材101においては、過度の負荷を受けた状態での変形が無くなり、準塑性的な変形を生じる蓋然性は格段に小さなものとなる。
【0029】
また、本発明においては、クリーンボックスとロードポートとの接合時に、これらの間隔は、フランジ端面4aが壁部分51bと当接により規定され、ほぼ一定の値を維持することとなる。従って、クリーンボックス本体3に対して簡単な固定操作を施すことにより、クリーンボックス−ロードポートの位置関係は安定して保たれる。本実施例においては端面4aと壁部分51bとの当接により位置関係が規定されることとしている。しかしながら、例えばこれらの間隔を所定の値とする位置決め部材を配置することにより、シール部材101の存在に拘わらず、高い位置精度にてクリーンボックスをロードポートに接合することが可能となる。
【0030】
更に、本発明に係るシール部材においては、当該シール部材の取付位置は、クリーンボックスのフランジ部外周と対向する部分、すなわち、クリーンボックスがロードポートに対して嵌合する際の側面にに配置されることとなる。従って、シール部材の形成スペースを小さく保つことが可能となり、装置の小型化が可能となる。なお、本実施例においては、当該シール部材をロードポート側に取り付けいることとしているが、これをクリーンボックスにおけるフランジ外周面に取り付けることとしても良い。
【0031】
次に、本発明に係るシール部材を用いたロードポートに関して、実際にクリーンボックスをこれと接合する際の操作について詳述する。説明に際しては、まずクリーンボックスの構成について簡単に述べた後、実際の接合動作について説明する。本実施例にて用いたクリーンボックスの縦断面を側方から見た状態を示す図2を用いて、当該クリーンボックスの構成について説明する。クリーンボックス1は、ボックス本体3とドア部20とから構成されており、ボックス本体3はドア部20との対向面側に開口部を有している。ボックス本体は、隔壁5によって第1の空間6と、隔壁を挟んでこの第1の空間6の外周部に配置される第2の空間7とに分離されている。
【0032】
従って、本ボックス本体3をドア部方向から見た場合、略中央に配置された第1の空間の開口部6a、当該開口部を規定する隔壁端面5a、隔壁端面を挟んで第1の空間開口部6aを囲む第2の空間の開口部7a、および第2の開口部7aの外周を規定するボックス本体の外壁3aの順で配置されることとなる。すなわち、第1の空間6は隔壁5によってその領域が画定されているといえる。
【0033】
隔壁5のドア部20に面した端面5aには第1のOリング11が配置されており、ドア部20におけるボックス本体との対向面がこの第1のOリング11と密着することにより、第1の空間6の気密性が確保される。第2の空間7の外壁ともなるクリーンボックス外壁におけるドア部20との対向端面3aには第2のOリング12が配置されており、ドア部20におけるボックス本体3との対向面が第1および第2のOリング11、12と密着することにより、第2の空間7の気密性が確保される。
【0034】
第1の空間6は、ガラス基板15等を収容するための収容室として用いられる。また、第2の空間7は、開閉バルブ16および真空吸引路17を介して後述するポートエリアに連通可能となっており、真空室として用いられる。この真空吸引路17は、第2の空間7に対して第2のOリングの外側に設けられており、通常大気と連通している。なお、本実施例においては、第1の空間6の内部に基板支持用の突起15aが設けられており、ガラス基板15等は当該突起によって略一定の間隔を空けて当該空間内部に保持されることとなる。
【0035】
なお、ドア部20には、ボックス本体に対する対向面とは逆の面(ドア部表面)20a上に、当該ドア部20の開閉に用いられるラッチ機構25が設けられている。図2においては、クリーンボックス自体の説明を容易なものとするために省いているが、ドア部20の表面20aおよび当該ラッチ機構25を正面から見た図を図3に示し、これについて簡単に説明する。
【0036】
第1および第2の空間の位置関係についての理解を容易なものとするために、図中第1の空間6、隔壁5、第2の空間7各々の境界に対応する部分を点線によって示している。ラッチ機構25は同一軸上において一直線に配置された上部ラッチ25aおよび下部ラッチ25bの一対から構成されており、その配置および駆動方向が各々対称となるだけでその形状は同一となっている。各々のラッチの外側端部には、ボックス本体の開口部周囲に設けられたラッチ受け部18と係合する係合爪27が設けられている。
【0037】
上部および下部のラッチ25a、25bの間には、外部操作機構としてのラッチ駆動軸40が配置され、当該ラッチ駆動軸40には各ラッチをロックおよびアンロックの二位置に駆動するためのここのラッチに対応した駆動用ピン41が二つ設けられている。各々のラッチ25a、25bの内側端部には、ラッチを駆動する際に駆動用ピン41と係合する鈎爪28が設けられている。また、各々のラッチの略中央部にバネ29が配置されており、各ラッチは、これらバネ29によって係合爪27がラッチ受け部18と係合する方向に付勢されている。
【0038】
駆動軸40が回転し、図示の状態となることによって駆動用ピン41は鈎爪28と係合する。駆動軸40が図中矢印Aの方向に更に回転することによって、各ラッチ駆動用ピン41がバネによる付勢方向とは略逆となる方向にラッチ25a、25bを引っ張り、係合爪27がラッチ受け部18から隔置される。
【0039】
また、駆動軸40が矢印Aとは逆の方向に回転することによって、鈎爪28が駆動用ピン41によって引っ張られた状態から解放され、バネ29の付勢力によって係合爪27がラッチ受け部18と係合することとなる。この係合爪27とラッチ受け部18とが係合状態にある場合には、ドア部20がラッチ機構25を介してボックス本体3の開口部に押し付けられている。当該係合状態が解除されることによって、ボックス本体3とドア部20とが隔置可能な状態となる。
【0040】
次に、図4A乃至4Cを参照して、クリーンボックスとドア部との隔置操作すなわちドア部の開操作について述べる。本発明に係るシール部材101は、ロードポート突起部51cに配置されており、送気管102は、供給バルブ64を介して不図示の気体供給系に接続され、排気バルブ66を介して不図示の排気系に接続されている。なお、ここでは空のクリーンボックスに対して基板を収容させる場合について述べる。図は、ドア部開閉機構50と当該機構におけるドア部の開閉位置に配置されるクリーンボックス本体3およびドア部20を側面から見た場合の概略構成に関し、クリーンボックス1のロードポートへの接続前、ドア部20の開閉動作時、開口部の開放状態をそれぞれ示すものである。
【0041】
ドア部開閉機構50は、ロード用開口部51aを有する略閉鎖空間であるロードポート51と、ロード用開口部51aと連続するポートエリア61とを有している。ロード用開口部51aは、ドア部20が通過可能な大きさを有している。ロードポート51内部には、ロード用開口部51aを閉鎖可能な大きさのポートドア52およびポートドア52を開口部51aに対して接近、隔置するためにポートドア52と接続されたポートドア移動用のシリンダ53が配置されている。
【0042】
ポートドア52の略中央部には、前述のラッチ機構25の駆動に用いられるラッチ駆動軸40がロードポート51の外部、すなわちクリーンボックス1の配置方向に向けて突出するように配置されている。当該駆動軸40には不図示の回転機構が接続されている。また、ポートドア52は、ロードポート51内部側のロード開口部51a外周と接触可能となる大きさを有しており、この接触部分に第3および第4のOリング54、55が配置されている。
【0043】
ポートエリア61は、ロード用開口部51aとは逆側にポート開口部61aが形成されており、当該ポート開口部61aもロード用開口部51aと同様にドア部20が通過可能な大きさを有している。また、ポートエリア61に対しては、不図示の窒素供給バルブを介して窒素供給系が、また排気バルブ63を介して不図示の排気系が接続されている。
【0044】
クリーンボックス1は、位置調整機構70によって、ドア部20がロードポート51側に向かい、且つドア部20に設けられたラッチ機構25の中央部とラッチ駆動軸40の先端が一致するようにその保持位置が調整される。この状態を図4Aに示す。
【0045】
保持位置調整後、クリーンボックス1の背後に配置されているクリーンボックス移動用のシリンダ71によって、クリーンボックス1はロードポート51側に移動される。クリーンボックス1の移動は、クリーンボックスのドア部20の外周に配置されたフランジ部4の端面4aが、ポート開口部61aの位置調整機構側の外周に形成された壁部分51bに対して略当接状態となったときに停止される。この状態を図4Bに示す。ここで、供給バルブ64および送気管102を介して窒素ガスがシール部材内部に送気され、シール部材101を膨張させて、クリーンボックス本体3とロードポート51との間をシールする操作が行われる。
【0046】
図4Bの状態において、ドア部20、ドア部外周に位置するボックス本体のフランジ部4、シール部材101、第3のOリング54、およびポートドア52によって、ポートエリア61は密閉空間とされる。なお、この状態において、クリーンボックス1に設けられた真空吸引路17は、ポートエリア61と連通している。また、ラッチ駆動軸40の先端はラッチ機構25の略中心であって、ラッチ機構25を駆動可能な位置に存在することとなる。この状態においてラッチ駆動軸40が回転することによって、駆動用ピン41が鈎爪28と係合する。ラッチ駆動軸40が更に回転することによって、各ラッチ25a、25bはラッチ機構25の略中央部に引っ張られ、係合爪27がラッチ受け部18から隔置される。
【0047】
なお、この状態では、ポートエリア61には大気圧の空気が存在しているため、この空気にから受ける圧力によって、ドア部20はクリーンボックス本体3に密着している。続いて、排気バルブ63を介してポートエリア61内の排気を行う。この排気操作は、ポートエリア61内部の圧力が第2の空間7内部の所定圧力値と略一致する、第1の所定圧力までは続けられることが好ましい。
【0048】
また、この時、クリーンボックス本体3に設けられた真空吸引路17内部もポートエリア61と共に排気されることとなる。ポートエリア61内部の排気が終了した後、不図示の窒素供給バルブを開き、当該バルブを介して窒素供給系よりポートエリア61内部に窒素が導入される。本実施例において所定の気体として選択された窒素は、ポートエリア61内部が第2の圧力となるまで導入される。
【0049】
更に、クリーンボックス本体3に設けられた開閉バルブ16を開くことにより、第2の空間7は真空吸引路17を介してポートエリア61と連通し、第2の空間7内部にも窒素が導入されることとなる。第2の空間7内部が窒素によって満たされ、その内部圧力がポートエリア61内部の圧力とほぼ同一の第2の圧力となることにより、ドア部20に対して周囲の気体より受ける圧力はほぼゼロとなる。その結果、ドア部20をクリーンボックス本体3に対して保持する力はラッチ駆動軸40からによるもののみとなる。
【0050】
図4Cに示す様に、ポートドア移動用のシリンダ53を用いてポートドア52を後退させ、更に不図示の駆動機構によりポートドア52を下方に移動させる。当該操作により、ラッチ駆動軸40に保持されたドア部20はポートドア52と共に移動し、クリーンボックス内部に対する基板等の挿脱が容易に行える状態となる。なお、当然のことながら、ポートドア52の移動に際しては、ロードポート51内部の空間もポートエリア61内部の空間と同様に窒素によってほぼ同一圧力とされていることを要する。
【0051】
以上の操作によって、クリーンボックス1のドア部20が取り除かれ、クリーンボックス本体3内部への基板15の挿入が可能となる。基板15等の挿入は、ロードポート51内に配置された不図示の基板搬送機構によってなされる。その際、ロードポート51内部およびポートエリア61内部が高純度の窒素ガスによって満たされていることにより、基板収容室である第1の空間6も高純度の窒素により満たされることとなる。
【0052】
基板15の挿入が終了した後、ドア部20を保持したポートドア52が駆動され、ドア部20が第1および第2のOリング11、12と接触したところで、その駆動が停止される。駆動停止後、ラッチ駆動軸40が回転し、鈎爪28が駆動用ピン41から解放され、バネ29の付勢力によって係合爪27がラッチ受け部18に填り、ドア部20はクリーンボックス本体3に対して固定される。
【0053】
この状態で、ポートエリア61に設けられた排気バルブ63を開き、ポートエリア61およびこれと連通状態にある第2の空間7内部の排気を行う。この排気操作は、ポートエリア61内部等が第3の所定圧力となるまで続けられる。なお、その際第1の空間6内部には窒素が満たされているため、これによりドア部20はポートエリア61側に向け圧力を受ける。従って、ラッチ機構25は、この圧力に抗し得るだけの強度を有する必要がある。
【0054】
所定の圧力値までポートエリア61等の排気が為された後、排気バルブ63およびクリーンボックス1側の開閉バルブ16が閉じられる。その後、ポートエリア61に設けられた不図示の窒素供給バルブを開き、ポートエリア61内が大気圧と略等しい圧力となるまで、窒素を導入する。更に、排気バルブ66を開放し、シール部材101内部の窒素を排気して、当該シール部材によるクリーンボックス−ロードポート間の密閉状態を解除する。
【0055】
以上の操作によって、ドア部20はクリーンボックス本体3の開口部3aを完全に閉鎖し、第2の空間7がドア部20を真空吸着することによって、充分な強度を伴って第1および第2の空間6、7を密閉状態とする。また、ポートエリア61が大気圧となることによって、クリーンボックス1はポートエリア61から容易に隔置することが可能となる。なお、基板15の取り出しに際しては、以上に述べた手順を逆に行うことで可能であるため、ここで改めの述べることは省略する。
【0056】
なお、本発明は、いわゆるクリーンボックスとロードポートとを接合する際に用いられるシール部材あるいはシール構造として、その実施例を述べている。しかしながら、本発明の用途は上述の事項に限られない。具体的には、基板等の被保持物を収容する空間、当該空間からの被保持物挿脱を可能とする開口部、および当該開口部周囲に設けられたフランジ部あるいはこれと等価の部分を有する容器と、当該フランジ部端面と略当接する面および前記フランジ部の外周面を囲む面を有して容器と接合される容器収容部材とによって形成される空間を密閉化するシール部材およびこれらからなるシール空間に適応することも可能である。この場合、容器がクリーンボックスに、容器収容委部材がロードポートに対応している。また、前述の実施例においては、シール部材はここで述べた容器収容部材側に設けられているが、フランジ部外周部に溝部を設け、ここにシール部材を収用することとしても良い。
【0057】
また、上述の容器収容部材を第一の部材とし、上述のフランジ部端面と当接する容器収容部材側の面を第一の面とし、この面の周囲に設けられた上述の実施例におけるロードポート突起部を突出部分とし、容器を第二の部材とし、容器におけるフランジ部端面を第二の面とした場合、これらの構成を有するものであれば、本発明におけるシール部材およびシール構造を適応することが可能である。なお、この場合、第一の面と第二の面とが略当接することとなり、シール部材を収容する溝部は、上述の突出部分の内周部あるいは突出部分との内周部と対向する面の何れか一方に形成されることとなる。
【0058】
【本発明の効果】
以上述べた如く、本発明に係るシール部材が、クリーンボックスフランジ部とロードポート突起部との嵌合部分に位置することにより、当該シール部材を用いることで、装置としての小型化を図ることが可能となる。また、本実施例に係るシール部材を用いることにより、従来技術とは異なり、クリーンボックスとロードポートとの当接面に弾性体を介在させる必要が無くなる。従って、これら当接面を基準面として個々の位置を保持することが可能となり、高い位置精度を保ちながら、クリーンボックスに対する基板等の挿脱操作を行うことが可能となる。また、弾性体を押圧するための大型のアクチュエータ等も不要となる。
【0059】
また、本発明に係るシール部材においては、その中空部分に気体を送気してこれを膨張させて、シール機能を生じせしめることから、シール材に対して従来加えられてきた圧縮変形のための負荷が無くなる。従って、シール部材としての効果もより長時間保つことが可能となる。更に、シール部材に対する気体の挿排気によって、シール部材自身によるクリーンボックスフランジ部の把持および解放の効果も得られる。
【0060】
以上の効果により、本発明の実施により、より大型なクリーンボックスの使用に際して、付随的なアクチュエータ等を用いることなく、クリーンボックス−ロードポート間にて気密性の高い空間を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1A】本発明に係るシール部材、当該シール部材が取り付けられたロードポートの一部、およびロードポートと接合されるクリーンボックスの一部各々の断面を示す図である。
【図1B】本発明に係るシール部材、当該シール部材が取り付けられたロードポートの一部、およびロードポートと接合されるクリーンボックスの一部各々の断面を示す図である。
【図1C】本発明に係るシール部材、当該シール部材が取り付けられたロードポートの一部、およびロードポートと接合されるクリーンボックスの一部各々の断面を示す図である。
【図2】本発明に係るシール部材を用いたロードポートに接合されるクリーンボックスの断面形状について、これを側方より見た場合の概略構成を示す図である。
【図3】図2に示すクリーンボックスについて、ドア部をその正面から見た状態の構成を示す図である。
【図4A】図2および3に示したクリーンボックスに対して基板を収納する場合の手順を示す図である。
【図4B】図2および3に示したクリーンボックスに対して基板を収納する場合の手順を示す図である。
【図4C】図2および3に示したクリーンボックスに対して基板を収納する場合の手順を示す図である。
【符号の説明】
1:クリーンボックス
3:ボックス本体
4:フランジ部分
5:隔壁
6:第1の空間(基板収容室)
7:第2の空間(真空室)
11:第1のOリング
12:第2のOリング
15:基板
16:開閉バルブ
17:真空吸引路
18:ラッチ受け部
20:ドア部
25:ラッチ機構
27:係合爪
28:鈎爪
29:バネ
40:ラッチ駆動軸
41:駆動用ピン
50:ドア部開閉機構
51:ロードポート
52:ポートドア
53:ポートドア用シリンダ
54:第3のOリング
55:第4のOリング
57:環状溝
61:ポートエリア
62:窒素供給バルブ
63:窒素供給系
64:排気バルブ
70:位置調整機構
71:シリンダ
101:シール部材
102:送気管
Claims (7)
- 第一の面と前記第一の面の周囲を囲む突出部分とを有する第一の部材と、前記第一の面と略当接する第二の面を有する第二の部材と共に用いられて密閉空間を形成するシール部材であって、
その内部に気体を送気あるいは内部から気体を排気することにより膨張あるいは収縮可能な構造を有し、且つ前記突出部分の内周部に配置されることを特徴とするシール部材。 - 第一の面と前記第一の面の周囲を囲む突出部分とを有する第一の部材、前記第一の面と略当接する第二の面を有する第二の部材、およびシール部材を用いて密閉空間を形成するシール構造であって、
前記第一の面と第二の面との当接状態において、前記突出部分の内周領域に前記第二の部材は嵌合しており、且つ前記第二の部材は前記突出部分の内周面と対向する第三の面を有し、
前記シール部材はその内部に気体を送気あるいは内部から気体を排気することにより膨張あるいは収縮可能な構造を有し、
前記シール部材は、前記突出部分の内周部あるいは前記第三の面の内、何れか一方に形成されており、前記気体の送気によって他方と密着することを特徴とするシール構造。 - 前記シール部材は前記突出部分の内周部に形成されることを特徴とする請求項2記載のシール構造。
- 被保持物を収容可能な空間、前記空間からの前記被保持物の挿脱を可能とする開口部、および前記開口部の周囲に設けられたフランジ部を有する容器と、前記フランジ部と略当接する面および前記フランジ部の外周面を囲む面を有し前記容器と接合されて密閉空間を形成する容器収容部材との間で用いられるシール部材であって、
その内部に気体を送気あるいは内部から気体を排気することにより膨張あるいは収縮可能な構造を有し、前記フランジ部の外周面あるいはこれを囲む面の何れか一方に設けられた溝部に収容されることを特徴とするシール部材。 - 被保持物を収容可能な空間、前記空間からの前記被保持物の挿脱を可能とする開口部、および前記開口部の周囲に設けられたフランジ部を有する容器と、前記フランジ部と略当接する面および前記フランジ部の外周面を囲む面を有し前記容器と接合される容器収容部材と、シール部材とによって形成される密閉空間を形成するシール構造であって、
前記フランジ部の外周面あるいはこれを囲む面の何れか一方に溝部が設けられ、
前記シール部材は、その内部に気体を送気あるいは内部から気体を排気することにより膨張あるいは収縮可能な構造を有し、
前記シール部材は、前記溝部に収容されることを特徴とするシール構造。 - 前記溝部は、前記フランジ部の外周面を囲む面に設けられることを特徴とする請求項5記載のシール構造。
- 前記容器はクリーンボックスであり、前記容器収容部材はロードポートであることを特徴とする請求項5あるいは6何れかに記載のシール構造。
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- 2003-03-06 JP JP2003059636A patent/JP2004273603A/ja active Pending
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