JP2012049217A - Substrate storage container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェーハからなる基板等の物品を収納、保管、搬送、輸送等する際に使用される基板収納容器に用いられるシールガスケットに関する。 The present invention relates to a seal gasket used for a substrate storage container used for storing, storing, transporting, transporting articles such as a substrate made of a semiconductor wafer.
基板収納容器としては、正面に開口を有し、内部に複数の基板を一定間隔で整列させて収納する容器本体と、この開口をシール可能に閉鎖する蓋体とを有する基板収納容器が知られている。こうした基板収納容器の蓋体には、外部から操作可能な施錠機構が内蔵されていて、蓋体の内面側に基板を保持するフロントリテーナが取り付けられる。蓋体の側壁には、シール用のガスケットが設けられていて、基板収納容器本体の開口は、蓋体によって、シール可能に閉鎖されている。
蓋体は、加工装置等に設けられる蓋体開閉装置(LP装置)によって、自動で開閉されて、基板のローディングやアンローディングが行なわれる。
As a substrate storage container, there is known a substrate storage container having a container body that has an opening in the front and stores a plurality of substrates arranged in a fixed interval inside, and a lid that closes the opening in a sealable manner. ing. The lid of the substrate storage container incorporates a locking mechanism that can be operated from the outside, and a front retainer that holds the substrate is attached to the inner surface of the lid. A gasket for sealing is provided on the side wall of the lid, and the opening of the substrate storage container body is closed by the lid so as to be sealed.
The lid is automatically opened and closed by a lid opening / closing device (LP device) provided in the processing apparatus or the like, and the substrate is loaded or unloaded.
基板収納容器には、天面に設けられるロボティックフランジや、底面に設けられるコンベアレールなど各種の搬送手段が取り付けられていて、天井搬送やコンベア搬送などの自動搬送が可能となっている。基板を加工や処理する工程内で搬送したり、保管したりすることに使用されている。 Various conveying means such as a robotic flange provided on the top surface and a conveyor rail provided on the bottom surface are attached to the substrate storage container, and automatic conveyance such as ceiling conveyance and conveyor conveyance is possible. It is used to transport and store a substrate in a process for processing and processing.
基板収納容器のガスケットとしては、特許文献1にあるように、嵌合溝に嵌まり込むエンドレス部と、このエンドレス部の一方の側から斜め外方向に延びる突片が容器本体の開口内面と接触してシールを形成するものが知られている。
As disclosed in
昨今、半導体ウェーハは、直径300mmから450mmへの移行が検討され始めている。一方、半導体ウェーハに加工する電子回路は、最小線幅が90nmから40nmあるいはこれ以下へと、益々細線化してきていて、半導体ウェーハを基板収納容器に収納して搬送したり、保管したりするときに、半導体ウェーハがパーティクルや有機汚染物等によって汚染されることが無いように、より一層の配慮が必要とされる。
そのために、基板収納容器には、外部から基板収納容器内部にパーティクルや有機汚染物等が侵入しないように、長期にわたって密封できるようにすることが必要とされる。また、大きな開口を備えた容器本体の内周面を均一にシールするには、寸法誤差などから、難しかった。
Nowadays, semiconductor wafers are beginning to be examined for a transition from a diameter of 300 mm to 450 mm. On the other hand, electronic circuits that are processed into semiconductor wafers are becoming increasingly finer with a minimum line width of 90 nm to 40 nm or less, and when semiconductor wafers are transported and stored in substrate storage containers. In addition, further consideration is required so that the semiconductor wafer is not contaminated by particles or organic contaminants.
Therefore, the substrate storage container is required to be sealed for a long period of time so that particles, organic contaminants, and the like do not enter the substrate storage container from the outside. In addition, it has been difficult to uniformly seal the inner peripheral surface of the container body having a large opening due to dimensional errors.
一方で、ガスケット部材のシール性能を十分に発揮させようと強く圧縮していくと、容器本体の開口部内面とガスケットとが面接触してしまうので、貼りつきやすくなってしまうこととなる。また、容器本体に蓋体を閉めたままの状態で長期間保管しておくと、ガスケットがクリープ変形して、シール形成部が線接触から面接触へと変化して接触面積が増加してしまうことで、容器本体に貼りつくこととなり、蓋体を取り除くときの抵抗が大きくなってしまうと言うことも起こる。
このように接触面積が大きくなり貼り付き力が大きくなると、LP装置を使って容器本体から蓋体を取り除くときに、ガスケットの貼り付きによる負荷のために、蓋体の開閉動作が中止されてしまうトラブルが生じることがあった。
On the other hand, if it compresses strongly so that the sealing performance of a gasket member may be exhibited sufficiently, the inner surface of the opening of the container main body and the gasket will come into surface contact with each other, which makes it easy to stick. In addition, if the container body is stored for a long time with the lid closed, the gasket creeps and the seal forming part changes from line contact to surface contact, increasing the contact area. As a result, it sticks to the container body, and it may occur that the resistance when removing the lid increases.
If the contact area is increased and the sticking force is increased in this way, when the lid is removed from the container body using the LP device, the opening / closing operation of the lid is stopped due to a load caused by the sticking of the gasket. Trouble occurred.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の基板収納容器は、開口を有し、基板を収納可能な容器本体と、容器本体の開口を閉鎖する蓋体と、蓋体に備えられるシール用のガスケットとを有する基板収納容器であって、容器本体に蓋体を取り付けて固定し、初期状態の蓋体の取り外し力をF0とし、72時間経過後の蓋体の取り外し力をF1とするときに、F0が20Nより小さく、かつ、(F1−F0)/F0の値が2.0以下であることを特徴とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and the substrate storage container of the present invention has an opening, a container main body capable of storing a substrate, a lid for closing the opening of the container main body, and a lid. A substrate storage container having a sealing gasket provided on the body, the lid body being attached and fixed to the container main body, the removal force of the lid body in the initial state is F0, and the lid body is removed after 72 hours When the force is F1, F0 is smaller than 20N, and the value of (F1-F0) / F0 is 2.0 or less.
前記ガスケットは、エンドレス部と、シールを形成する突片とを有し、エンドレス部の少なくとも一方は、蓋体に形成される嵌合溝に嵌入され、エンドレス部の嵌合溝の開口側に位置する他方側には、突片が突出形成されていて、この突片のシール形成面側には、さらに貼り付き防止手段が形成されているか、貼りつき防止策が施されていること、蓋体を閉めるときの前記ガスケットの突片の潰し代が0.6mm以下となるように規制されていること、が好ましい。 The gasket has an endless portion and a projecting piece that forms a seal, and at least one of the endless portions is fitted into a fitting groove formed in the lid, and is positioned on the opening side of the fitting groove of the endless portion. A protrusion is formed on the other side of the protrusion, and a sticking prevention means is further formed or a sticking prevention measure is provided on the seal forming surface side of the protrusion; It is preferable that the crushing margin of the protruding piece of the gasket when closing is restricted to be 0.6 mm or less.
さらに、前記貼り付き防止手段が、シール形成面と向き合うように突出形成された球状突起部であり、この球状突起部が容器本体のシール形成面と接触するものであること、前記突片が、エンドレス部から水平に伸びる水平部と、水平部の末端から湾曲形成される湾曲部とを有するものであること、も好ましい。 Furthermore, the sticking prevention means is a spherical protrusion formed so as to face the seal forming surface, and the spherical protrusion is in contact with the seal forming surface of the container body, the protruding piece, It is also preferable to have a horizontal part that extends horizontally from the endless part and a curved part that is curved from the end of the horizontal part.
本発明のガスケットは、シールを形成する突片のシール形成面と向き合う部分に球状突起を貼り付き防止手段を形成しているので、シール性能を維持しながら、ガスケット部材の貼り付きを防止できるようになる。これにより、基板収納容器を長期間に渡って密封状態を維持して、基板の汚染を防止できる。さらに、蓋体開閉装置での蓋体の開閉の際に負荷が増加することがなく、基板を加工するときの生産性が低下することがない。 In the gasket of the present invention, since the spherical protrusion is prevented from adhering to the portion facing the seal forming surface of the projecting piece forming the seal, it is possible to prevent the gasket member from adhering while maintaining the sealing performance. become. Accordingly, the substrate storage container can be kept sealed for a long period of time, and contamination of the substrate can be prevented. Further, the load does not increase when the lid is opened and closed by the lid opening / closing device, and the productivity when processing the substrate is not lowered.
図1は、半導体ウェーハを収納する基板収納容器の斜視図であり、基板収納容器は、半導体ウェーハを収納する開口3を前面に備え、内側壁に1対の支持部4を有する容器本体1と、容器本体1の開口3を閉鎖する蓋体2と、半導体ウェーハを保持するフロントリテーナ5とを有していて、蓋体2には、容器本体1に蓋体2を固定する施錠機構6が内蔵されていて、蓋体2の側部にはシール用のガスケット7が設けられている。容器本体1の開口3は、蓋体2によって閉鎖されることで密閉される。
FIG. 1 is a perspective view of a substrate storage container for storing a semiconductor wafer. The substrate storage container includes a container
容器本体1の天面には、搬送用のロボティックフランジ8が取り付けられていて、底部には、搬送用のコンベアレールを備えたボトムプレート(図示せず)が備えられている。ボトムプレートと容器本体1の底面には、図示せぬ三箇所の位置決め部材が配設されていて、装置の位置決めピンに嵌合して、装置と基板収納容器との芯出しが行われる。
A
蓋体2に内蔵される一対の施錠機構6は、図2に拡大して示すように、外部からアクセス可能な操作孔10と、操作孔10によって回転操作される回転部材11と、回転部材11の動きにあわせて、図の上下方向に移動するラッチバー12と、ラッチバー12の先端に係止されて、蓋体側壁の貫通穴13から容器本体1の係止凹部14(図1)内に出没する係止部15とを有している。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the pair of
図3は、本発明の実施形態のガスケットを表す平面図であり、図4は、図3のA−A線部を切断した状態のガスケットの要部を表す拡大断面図である。ガスケット7は、略矩形をしたエンドレス部16と、エンドレス部16の外側から突出形成されるシール形成用の突片17を有している。エンドレス部16の上面には嵌合用のリブ18a、18bが2列形成されていて、内側のリブ18aの断面は先端が円弧状の柱状に形成され、外側のリブ18bは、傾斜面19を備えた、より大きくて高い断面三角形状に形成されている。
FIG. 3 is a plan view showing the gasket of the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the gasket in a state where the AA line part of FIG. 3 is cut. The
突片17は、エンドレス部16の外側上方のコーナー部から、水平に伸びる水平部20と、水平部20の端部から上方斜めに延びる湾曲部21とを有していて、湾曲部21の先端には球状突起22が形成されている。湾曲部21の上方の面には、断面半円状をした貼り付き防止手段23となる球状突起がさらに設けられている。
The projecting
図5、図6は、蓋体に内蔵された施錠機構6の部分拡大断面図で、図5は開錠時の、図6は施錠時の状態を示す。
すなわち、図5は、係止部15が係止凹部14から離間して、蓋体2が容器本体1の開口から僅かに突出するように移動して、蓋体2と容器本体1との間のシールが解消されている状態を表している。なお、24はガスケット収納凹部、25はシール形成面である。
また、図6は、図5の状態から、施錠機構5が施錠されて、係止部15が係止凹部14に挿入されて係合し、蓋体2が容器本体1との間にシールを形成した状態を表している。
5 and 6 are partially enlarged cross-sectional views of the
That is, in FIG. 5, the
6 shows that the locking mechanism 5 is locked from the state of FIG. 5, the
ここで、本実施形態のガスケットには、シール形成部分となる突片17に、貼り付き防止手段23を形成していて、突片17の接触面積の増加を制限しているので、蓋体が長時間取り付けられた状態であっても、突片が過度にシール形成面と接触して、貼り付くことを防止できる。また、貼り付き防止手段23を、シール形成面25に向き合うように形成しているので、施錠機構が開錠されることで圧縮されていた貼り付き防止手段が元の形状に戻ろうとするので、シール形成面から突片を少し浮かせる状態とすることができ、蓋体を容器本体から取り除くときに、蓋体開閉装置に過度の負荷をかけることが無く、ガスケットの貼り付きによる蓋体開閉装置の停止トラブルを防止でき、基板の生産性を低下させることがない。
Here, in the gasket of the present embodiment, the sticking prevention means 23 is formed on the projecting
ガスケット材料は、フッ素系ゴム、EPDM、NBR、ウレタン系ゴムなどのゴムや、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリスチレン系などの各種の熱可塑性エラストマーなどから形成することができる。好ましくは、こうした原材料の硬度を、JIS6253タイプAの測定方法に従って測定したときの値が、60°以上で80°以下とでき、特には60°以上70°以下の範囲が好ましい。硬度が60°以上であれば、貼り付け防止手段を設けることで、ガスケット部材のシール形成部がクリープ変形によって、容器本体のシール形成面と面接触してしまい、貼り付いてしまうことを防止でき、自動機での蓋体を開閉するときに蓋体開閉動作が停止されることが無い。80°以下であれば、蓋体を容器本体に押し付けるときの反力を装置の容量を超えない110N以下とできるので、現行の蓋体開閉装置での取り扱いが可能とできる。また、60°以上70°以下の範囲とすることで蓋体を繰り返し開閉したときのパーティクルの発生も最小限の増加とできる。 The gasket material can be formed from rubber such as fluorine rubber, EPDM, NBR, urethane rubber, various thermoplastic elastomers such as polyester, polyolefin, and polystyrene. Preferably, the hardness of such raw materials can be 60 ° or more and 80 ° or less, particularly preferably in the range of 60 ° or more and 70 ° or less when measured according to the measurement method of JIS 6253 type A. If the hardness is 60 ° or more, by providing a sticking prevention means, it is possible to prevent the seal forming portion of the gasket member from coming into surface contact with the seal forming surface of the container body due to creep deformation and sticking. The lid opening / closing operation is not stopped when the lid is opened and closed by an automatic machine. If it is 80 ° or less, the reaction force when the lid is pressed against the container body can be 110 N or less which does not exceed the capacity of the device, so that it can be handled by the current lid opening / closing device. In addition, by setting the range to 60 ° or more and 70 ° or less, the generation of particles when the lid is repeatedly opened and closed can be minimized.
また、ガスケットのシール部の潰し量Tを規制することでも、ガスケット部材の貼り付き抵抗が経時的に増大することを防止できる。
ガスケットのシール部の潰し量Tは、H0を、ガスケットがシール形成面と接触する前の高さ、H1を、ガスケットがシール形成面と接触して、シールを形成している状態の高さとするとき、T=H0−H1で定義される。
本実施形態では、蓋体を容器本体に取り付けたときのガスケットの潰し量Tが1mm未満、好ましくは0.6mm以下となるように、ガスケットのシール形成部の突出量を小さくすることで、貼り付き抵抗の経時変化量を著しく低下させることができるようになった。
Moreover, it is possible to prevent the sticking resistance of the gasket member from increasing with time by regulating the crushing amount T of the seal portion of the gasket.
The crushing amount T of the seal part of the gasket is H0, the height before the gasket comes into contact with the seal formation surface, and H1, the height when the gasket is in contact with the seal formation surface and forms a seal. Is defined by T = H0−H1.
In this embodiment, when the cover is attached to the container body, the gasket is crushed by reducing the protrusion amount of the seal forming portion of the gasket so that the collapse amount T of the gasket is less than 1 mm, preferably 0.6 mm or less. The amount of change with time of the attached resistance can be significantly reduced.
本実施形態では、ガスケットに貼り付き防止手段を形成したが、より効果を出すために、ガスケットのシールを形成する突片や、容器本体のシール形成面に、ダイヤモンドライクカーボンコーティングやシリコン系の樹脂コーティングをしたり、シールを損なわない程度に表面にシボをかけて貼り付きを防止したりすることができる。 In this embodiment, the sticking prevention means is formed on the gasket. However, in order to obtain a more effective effect, a diamond-like carbon coating or a silicon-based resin is formed on the projecting piece forming the gasket seal or the seal forming surface of the container body. It is possible to prevent the sticking by coating the surface to the extent that it does not impair the seal.
図4のような断面形状でシール部に球状突起を有し、シール形成部の潰し量をそれぞれ0.2mm、0.3mm、0.4mmとしたものを実施例1、2、3とし、図7に示すように、シール部に球状突起を形成する代わりに、シール部の高さを低くして潰し量を0.6mmとしたものを実施例4、5とした。
これらのガスケットを、硬度が60°と70°と75°のフッ素ゴムから形成し、基板収納容器に組み込み、蓋体を容器本体に施錠した初期状態での蓋体取り外しに必要な荷重を測定し、その後、所定の時間蓋体を閉じた状態で保管した後の蓋体取り外しに必要な荷重を測定した。同様に硬度65°のフッ素ゴムから、潰し代が0.6mmとなるように形成したガスケットを実施例6とした。
また、直径300mmの半導体ウェーハを25枚収納した基板収納容器を蓋体自動開閉装置にセットして、蓋体を繰り返し100回開閉した前後の基板上のパーティクルの発生個数を市販の基板の面研機を用いて確認した。
初期状態の個数と開閉テスト後の個数との比較を行い、パーティクルの増加個数が10個以下の場合を合格とした。
Examples having the cross-sectional shape as shown in FIG. 4 having spherical protrusions in the seal portion and the crushing amount of the seal forming portion being 0.2 mm, 0.3 mm, and 0.4 mm, respectively, are designated as Examples 1, 2, and 3. As shown in FIG. 7, instead of forming spherical protrusions on the seal portion, Examples 4 and 5 were used in which the height of the seal portion was lowered and the crushed amount was 0.6 mm.
These gaskets are made of fluororubber with hardness of 60 °, 70 °, and 75 °, incorporated in the substrate storage container, and the load required to remove the lid in the initial state when the lid is locked to the container body is measured. Then, the load required for removing the lid after storing the lid in a closed state for a predetermined time was measured. Similarly, Example 6 was a gasket formed from fluoro rubber having a hardness of 65 ° so that the crushing margin was 0.6 mm.
In addition, a substrate storage container containing 25 semiconductor wafers with a diameter of 300 mm is set in a lid automatic opening / closing device, and the number of particles generated on the substrate before and after the lid is repeatedly opened and closed 100 times is measured. This was confirmed using a machine.
A comparison was made between the number in the initial state and the number after the open / close test, and the case where the number of particles increased was 10 or less was regarded as acceptable.
比較のため、硬度が65°と70°と85°のフッ素ゴムを材料として、シール部に球状突起を形成していないガスケットを、潰し量が1.5mmと1.0mmとなるように形成したものを比較例1,2、3として、同様に蓋体の取り外しに必要な荷重を測定した。
上記の蓋体取り外しに必要な荷重の経時変化を表1にまとめた。
なお、表1において、蓋体取り外しに必要な荷重の経時変化((F1−F0)/F0))は、2未満であることが好ましい。
For comparison, a fluororubber having a hardness of 65 °, 70 °, and 85 ° was used as a material, and a gasket having no spherical protrusion formed on the seal portion was formed so that the crushed amount was 1.5 mm and 1.0 mm. As the comparative examples 1, 2, and 3, the load necessary for removing the lid was measured in the same manner.
Table 1 summarizes the change over time in the load required for removing the lid.
In Table 1, it is preferable that the change with time of the load necessary for removing the lid ((F1-F0) / F0)) is less than 2.
1 容器本体
2 蓋体
3 開口
4 支持部
5 フロントリテーナ
6 施錠機構
7 ガスケット
8 ロボティックフランジ
10 操作孔
11 回転部材
12 ラッチバー
13 貫通穴
14 係止凹部
15 係止部
16 エンドレス部
17 突片
18a、b リブ
19 傾斜面
20 水平部
21 湾曲部
22 球状突起
23 貼り付き防止手段
24 ガスケット収納凹部
25 シール形成面ガスケット当接部
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