JP2017092229A - 基板収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスケットの嵌合突起の形状の均一化を図ることができ、気密性やシール性の低下を防ぎ、容器本体内の基板の汚染を排除できる基板収納容器を提供する。
【解決手段】容器本体の正面内周部と蓋体との間をシールするガスケット２０を備え、ガスケット２０を、蓋体の取付溝１３に嵌入される基材部２１と、基材部２１から突出して取付溝１３の内面に接触する嵌合リブ２２と、基材部２１から突出して容器本体の正面内周部に接触するシール片とから形成し、嵌合リブ２２は、基材部２１からその反嵌入方向に傾斜する第一の傾斜辺２３と、第一の傾斜辺２３方向に突出する第二の傾斜辺２４と、第二の傾斜辺２４から傾斜しながら伸びて第一の傾斜辺２３に接続される第三の傾斜辺２５とを含み、第一、第三の傾斜辺２３・２５の形成角度を、第一の傾斜辺２３と第二の傾斜辺２４の延長線が形成する角度よりも大きくする。
【選択図】図６

Description

本発明は、半導体ウェーハ、ガラスウェーハ、マスクガラス等からなる基板を収納、保管、搬送、輸送等する基板収納容器に関するものである。

従来における基板収納容器は、図示しないが、複数枚の半導体ウェーハを収納可能なフロントオープンボックスの容器本体と、この容器本体の開口した正面を着脱自在に閉鎖する蓋体と、容器本体の正面内周部と蓋体との間に介在してシールする変形可能なガスケットとを備え、蓋体の裏面周縁部に、ガスケット用の取付溝が形成されている（特許文献１、２参照）。

容器本体と蓋体とは、それぞれ入れ子構造の専用の金型により射出成形される。また、ガスケットは、蓋体の取付溝に嵌入される平面枠形の基材部と、この基材部から突出して取付溝の内面に圧接する固定用の嵌合リブと、基材部から突出して容器本体の正面内周部に弾接する屈曲可能なシール片とから成形されている。このガスケットは、所定の弾性エラストマー等を用いた金型成形により一体化され、その基材部から嵌合リブまでの高さが蓋体の取付溝の高さよりも高く形成されている。嵌合リブは、例えば断面三角形や湾曲して先端部が先細る刃形等に形成され、基材部の表面全周からエンドレスに突出する。

特許第３５５６１８５号公報 特許第４９１６２５８号公報

従来における基板収納容器は、以上のようにガスケットの嵌合リブが断面三角形や刃形に形成されるが、嵌合リブの先端部を基材部の表面全周に亘って先細りに形成するのは容易ではなく、部分的にショートショットとなることがあり、その結果、嵌合リブの形状が不均一になるという問題が生じる。

係る問題を解消するため、従来においては、ガスケットの嵌合リブの先端部を半球形の丸いＲ形状にして成形不良を防止する方法が提案され、実施されている。しかしながら、この方法の場合、嵌合リブの形状を均一化することはできるものの、嵌合リブの先端部をＲ形状に形成するので、嵌合リブが肉厚となる。

その結果、蓋体の取付溝に基材部を嵌入する際、取付溝の内面に嵌合リブの先端部が十分に追従せず、金型の入れ子線等で取付溝に生じる僅かな凹凸により、気密性が低下するおそれがある。取付溝の内面に嵌合リブの先端部が十分に密接せず、気密性が低下してシール性が損なわれると、容器本体内に外部の気体が流入するので、容器本体内に収納された半導体ウェーハの汚染を招くこととなる。

本発明は上記に鑑みなされたもので、ガスケットの嵌合突起の形状の均一化に資することができ、気密性やシール性の低下を防ぐことにより、容器本体内の基板の汚染を排除することのできる基板収納容器を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、基板を収納可能な容器本体と、この容器本体の開口部を閉鎖する蓋体と、これら容器本体の開口部と蓋体との間に介在されてシールする変形可能なガスケットとを備え、容器本体の開口部と蓋体のいずれか一方に、ガスケット用の取付溝が形成されたものであって、
ガスケットは、取付溝に嵌め入れられる基材部と、この基材部から突き出て取付溝の内面に接触する固定用の嵌合突起と、基材部から突き出て容器本体の開口部内周と蓋体の周壁のいずれかに接触するシール片とを含み、
嵌合突起は、基材部から突き出て基材部の取付溝に対する反嵌め入れ方向に傾斜する第一の傾斜辺と、基材部から第一の傾斜辺方向に突き出る第二の傾斜辺と、この第二の傾斜辺から傾きながら伸びて第一の傾斜辺の先端部に接続される第三の傾斜辺とを含み、第一、第三の傾斜辺の形成する角度が、第一の傾斜辺と第二の傾斜辺の延長線とが形成する角度よりも大きいことを特徴としている。

なお、容器本体が正面の開口したフロントオープンボックスであり、蓋体の裏面周縁部に、ガスケット用の取付溝が形成されていることが好ましい。
また、ガスケットには、基材部の少なくとも表裏いずれかの面から突出して蓋体の取付溝の内面に接触する接触突起を含ませることができる。
また、ガスケットの基材部から嵌合突起の第一、第三の傾斜辺の接続部分までの高さが０．３〜３．０ｍｍであると良い。
また、嵌合突起の第一、第三の傾斜辺の形成する角度が４５°〜１３５°の範囲であると良い。

ここで、特許請求の範囲における基板には、少なくともφ２００、３００、４５０ｍｍの半導体ウェーハ、ガラスウェーハ、マスクガラス等が必要数含まれる。容器本体は、正面の開口したフロントオープンボックスが主ではあるが、上面の開口したトップオープンボックスでも良く、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。また、蓋体を、容器本体の開口部内に嵌め合わされる蓋本体と、この蓋本体の開口した表面を被覆する表面プレートとから形成し、これら蓋本体と表面プレートとの間に蓋体施錠用の施錠機構を介在することができる。

ガスケットの基材部、固定用の嵌合突起、シール片は、平面枠形等のエンドレスに形成することができる。固定用の嵌合突起は、基材部の表裏両面の少なくともいずれか一方の面の全周から必要数突き出ることが好ましい。

本発明によれば、容器本体あるいは蓋体にガスケットを取り付ける場合には、容器本体又は蓋体の取付溝にガスケットの基材部を嵌め入れ、ガスケットのシール片を外方向に向けて屈曲可能とすれば良い。この際、ガスケットの嵌合突起が取付溝の内面に強く接触して変形し、嵌合突起の第一の傾斜辺やその先端部が取付溝の内面に追従しながら一様に密接する。

本発明によれば、ガスケットの嵌合突起の形状の均一化に資することができ、しかも、気密性やシール性の低下を防ぐことにより、容器本体内の基板の汚染を有効に排除することができるという効果がある。

請求項２記載の発明によれば、容器本体あるいは蓋体の取付溝にガスケットの基材部を強固に固定し、ガスケットの位置ずれや脱落を有効に防ぐことができる。
請求項３記載の発明によれば、嵌合突起の先端部の先端が細く、先端部の根元が太いので、容器本体あるいは蓋体の取付溝に嵌合突起の第一の傾斜辺やその先端を隙間なく一様に密接させることができる。

本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す分解斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態におけるガスケットを模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体、蓋体、及びガスケットの関係を模式的に示す要部断面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態におけるガスケットの嵌合リブを模式的に示す要部拡大説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態におけるガスケットの嵌合リブを模式的に示す説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態におけるガスケットの固定時の嵌合リブを模式的に示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における基板収納容器は、図１ないし図６に示すように、複数枚の半導体ウェーハを整列収納可能な容器本体１と、この容器本体１の開口した正面２を閉鎖する蓋体１０と、容器本体１の正面内周部３Ａと蓋体１０との間に介在されてシールする密封封止用のガスケット２０とを備え、このガスケット２０の嵌合リブ２２を、基材部２１の取り外し方向に傾斜する第一の傾斜辺２３と、第一の傾斜辺２３の先端部方向に突出する第二の傾斜辺２４と、この第二の傾斜辺２４から伸びて第一の傾斜辺２３に接続される第三の傾斜辺２５とから形成し、第一、第三の傾斜辺２３・２５の形成する角度θ１を、第一の傾斜辺２３と第二の傾斜辺２４の延長線とが形成する角度θ２よりも大きくするようにしている。

各半導体ウェーハは、図示しないが、例えば７７５μｍの厚さを有するφ３００ｍｍのシリコンウェーハからなり、半導体部品の製造工程（５００〜６００工程にも及ぶ）で各種の加工や処理が適宜施され、容器本体１に２５枚が水平に挿入して収納されるとともに、容器本体１の上下方向に整列する。

容器本体１や蓋体１０は、所要の樹脂を含有する成形材料により複数の部品がそれぞれ射出成形され、この複数の部品の組み合わせで構成される。この成形材料に含まれる樹脂としては、例えばポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、液晶ポリマーといった熱可塑性樹脂やこれらのアロイ等があげられる。

これらの樹脂には、カーボン繊維、カーボンパウダー、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー等からなる導電物質やアニオン、カチオン、非イオン系等の各種帯電防止剤が必要に応じて添加される。また、ベンゾトリアゾール系、サリシレート系、シアノアクリレート系、オキザリックアシッドアニリド系、ヒンダードアミン系の紫外線吸収剤が添加されたり、剛性を向上させるガラス繊維や炭素繊維等も選択的に添加される。

容器本体１は、図１や図３に示すように、フロントオープンボックスタイプに形成されてその開口した正面２の周縁部３が幅方向外側に屈曲して張り出し形成され、開口した正面２を水平横方向に向けた状態で半導体製造工場の天井搬送機構に把持して工程間を搬送されたり、半導体加工装置に付属のロードポート上に位置決めして搭載される。この容器本体１は、その内部両側、換言すれば、両側壁の内面に、半導体ウェーハを略水平に支持する左右一対の支持片４がそれぞれ対設され、両側壁の内面後部に、半導体ウェーハの過剰な挿入を規制する位置規制部がそれぞれ一体形成される。

左右一対の支持片４は、上下方向に所定のピッチで配列され、上下方向に隣接する支持片４と支持片４との間に、支持片４から浮上した半導体ウェーハの周縁部側方を支持する支持溝が区画形成される。各支持片４は、半導体ウェーハの側部周縁を支持する細長い板形に形成され、前部表面に、半導体ウェーハの前方への飛び出しを規制する段差部が一体形成される。

容器本体１の底板裏面における前部両側と後部中央とには、容器本体１を位置決めする位置決め具がそれぞれ配設される。また、容器本体１の底板裏面には、別体のボトムプレートが螺子具を介して水平に螺着され、このボトムプレートが複数の位置決め具をそれぞれ露出させる。

容器本体１の区画された天板中央部には、半導体製造工場の天井搬送機構に把持される搬送用のトップフランジ５が着脱自在に装着され、容器本体１の正面内周部３Ａにおける上下部の両側には、蓋体１０の施錠機構１６用の施錠穴がそれぞれ穿孔される。また、容器本体１の背面壁内面の左右両側には、半導体ウェーハの周縁部後方を支持可能な左右一対のリアリテーナが並べて形成され、この一対のリアリテーナが容器本体１の上下方向に所定のピッチで配列される。また、容器本体１の両側壁中央部には、略Ｈ字形の装着部６がそれぞれ区画形成され、各装着部６に、握持操作用に機能するグリップ部が着脱自在に装着される。

蓋体１０は、図１や図３に示すように、容器本体１の開口した正面２内に圧入して嵌合される蓋本体１１と、この蓋本体１１の開口した正面を被覆する複数の表面プレート１４と、これら蓋本体１１と複数の表面プレート１４との間に介在配備される施錠用の施錠機構１６とを備え、蓋本体１１の周壁が容器本体１の開口した正面内周部３Ａに接触する。蓋本体１１は、基本的には底の浅い断面略皿形に形成され、内部に補強用や取付用のリブが複数配設されるとともに、内部の中央が開口方向に正面矩形に隆起しており、半導体ウェーハに対向する対向面である裏面に、半導体ウェーハを弾発的に保持するフロントリテーナ１２が装着される。

フロントリテーナ１２は、例えば蓋本体１１の裏面中央部に装着される縦長の枠体を備え、この枠体の左右両側部の間に、複数の弾性片が上下に並べて架設されており、各弾性片に、可撓性や弾性が付与される。各弾性片には、半導体ウェーハの前部周縁をＶ溝等で保持する保持ブロックが一体形成されるが、この保持ブロックには、Ｖ溝の代わりにＵ字溝が必要に応じて形成される。

蓋本体１１の裏面周縁部には枠形の取付溝１３が凹み形成され、この取付溝１３内に、容器本体１の正面内周部３Ａに圧接するガスケット２０が密嵌される。また、蓋本体１１の周壁における上下の両側部には、容器本体１の施錠穴に対向する施錠機構１６用の出没孔が貫通して穿孔される。

各表面プレート１４は、縦長の板に形成され、補強用や取付用のリブ、螺子孔等が複数配設されており、蓋本体１１の正面側方に覆着される。この表面プレート１４には、施錠機構１６用の操作孔１５がそれぞれ穿孔される。

施錠機構１６は、蓋本体１１の左右両側部にそれぞれ軸支されて外部から回転操作される左右一対の回転プレート１７と、各回転プレート１７の回転に伴い蓋体１０の上下方向にスライドする複数の進退動プレート１８と、各進退動プレート１８のスライドに伴い蓋本体１１の出没孔から出没して容器本体１の施錠穴に接離する複数の施錠爪１９とを備えて構成される。この施錠機構１６は、容器本体１や蓋体１０と同様の成形材料により射出成形される。各回転プレート１７は、蓋体１０の表面プレート１４の操作孔１５に対向し、この操作孔１５を貫通したロードポートの操作キーにより回転操作される。

ガスケット２０は、図１ないし図６に示すように、蓋体１０の取付溝１３内に嵌入される平面枠形の基材部２１と、この基材部２１の表裏両面からそれぞれエンドレスに突出して取付溝１３の内面に変形圧接する固定用の複数の嵌合リブ２２と、基材部２１から突出して容器本体１の正面内周部３Ａに弾接する屈曲可能なエンドレスのシール片２７とから一体成形される。このガスケット２０は、例えば耐熱性や耐候性等に優れるポリエステル系、ポリスチレン系、ポリオレフィン系の熱可塑性エラストマー、シリコーンゴム等を成形材料として弾性変形可能な平面枠形に射出成形される。

基材部２１は、断面矩形に形成され、表裏両面が取付溝１３の一対の内面にそれぞれ対向する。この基材部２１の表面あるいは裏面から嵌合リブ２２の先端部２６までの高さＨ（厚さ）は、蓋体１０の取付溝１３内の高さ（長さ）よりも高く形成される。

各嵌合リブ２２は、図３ないし図６に示すように、基材部２１の表面あるいは裏面から長く突出して基材部２１の取付溝１３に対する反嵌入方向、換言すれば、シール片２７方向に４０°〜４５°程度の角度で傾斜する第一の傾斜辺２３と、基材部２１の表面あるいは裏面から第一の傾斜辺２３の先端部方向に略垂直に起立して長く突出する第二の傾斜辺２４と、この第二の傾斜辺２４の自由端部から傾きながら伸びて第一の傾斜辺２３の先端部に接続される短い第三の傾斜辺２５とを備え、根元部が広く太く、先端部２６が切り欠き状態の薄く細い断面略鋸刃形（略縦挽鋸の刃形状）に形成される。

基材部２１の表面あるいは裏面から嵌合リブ２２までの高さＨ、より具体的には第一、第三の傾斜辺２３・２５の接続部分までの高さＨは、成形性や固定性を確保する観点から、０．３〜３．０ｍｍ、好ましくは０．４〜２．０ｍｍ、より好ましくは０．５〜１．５ｍｍの範囲とされる。

第一、第三の傾斜辺２３・２５は、嵌合リブ２２の先端部２６の先端を薄く細く形成し、先端部２６の根元を太く形成する。これら第一、第三の傾斜辺２３・２５が形成する頂角の角度θ１は、第一の傾斜辺２３と第二の傾斜辺２４の延長線とが形成する角度θ２よりも大きく形成される。

θ１の角度を形成する先端部（頂部）２６の高さは、０．０５〜０．２ｍｍ程度に形成される。これは、０．０５ｍｍ以上であれば、ショートショット等の成形性の問題がなく、シール性能の維持が期待できるからである。また、０．２ｍｍ以下であれば、嵌合リブ２２の根元にかけての肉厚が大きくならないので、図６に示すような嵌合リブ２２の柔軟性を確保することができ、シール性能を維持することができるからである。

第一、第三の傾斜辺２３・２５の形成する角度θ１は、具体的には、嵌合リブ２２の先端部２６の十分な気密性やシール性を確保し、良好な成形性を得る観点から、４５°〜１３５°、好ましくは８０°〜１００°、より好ましくは８５°〜９５°の範囲とされる。これに対し、第一の傾斜辺２３と第二の傾斜辺２４の延長線とが形成する角度θ２は、３０°〜４３°、好ましくは３３°〜４２°、より好ましくは３５°〜４０°の範囲とされる。

シール片２７は、基材部２１の外周縁部から幅方向外側にやや円弧形に湾曲しながら先細りになるよう突出し、容器本体１の開口した正面２に蓋体１０が圧入して嵌合される場合に、容器本体１の正面内周部３Ａの蓋体１０支持用の段差受面７に屈曲しながら弾接することにより、シール機能を発揮する。

上記構成において、蓋体１０にガスケット２０を取り付ける場合には、蓋本体１１の取付溝１３にガスケット２０の基材部２１を嵌入し、ガスケット２０のシール片２７を蓋本体１１の周壁方向に指向させて屈曲可能とすれば、蓋体１０にガスケット２０を取り付けることができる。この際、ガスケット２０の各嵌合リブ２２が取付溝１３の内面に圧接して潰れるよう変形し、各嵌合リブ２２の第一の傾斜辺２３やその先端部が取付溝１３の内面に隙間なく追従しながら一様に密接する（図６参照）。このような嵌合リブ２２の変形により、蓋体１０の取付溝１３にガスケット２０が固定され、ガスケット２０の位置ずれや脱落が有効に防止される。

上記構成によれば、嵌合リブ２２の先端部２６先端が狭く細いものの、先端部２６の根元が広く太い断面略鋸刃形なので、きわめて良好な成形性を得ることができ、嵌合リブ２２の形状の均一化を図ることができる。また、嵌合リブ２２の第一、第三の傾斜辺２３・２５が形成する角度θ１が第一の傾斜辺２３と第二の傾斜辺２４の延長線とが形成する角度θ２よりも大きいので、嵌合リブ２２の先端部２６が肉厚となることがない。

したがって、取付溝１３の内面に嵌合リブ２２の先端部２６が十分に追従するので、金型の入れ子線等で取付溝１３に生じる僅かな凹凸により、気密性やシール性が低下するおそれを確実に排除することができる。さらに、気密性やシール性を有効に維持することができるので、容器本体１内に外部の気体が流入することがなく、容器本体１内に収納された半導体ウェーハの汚染を防止することが可能になる。

なお、上記実施形態では蓋体１０にガスケット２０用の取付溝１３を区画形成したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、容器本体１の正面内周部３Ａにガスケット２０用の取付溝１３を区画形成し、この取付溝１３にガスケット２０の基材部２１を嵌入してそのシール片２７を蓋体１０の周壁に屈曲状態で圧接しても良い。また、ガスケット２０の基材部２１の表面あるいは裏面から嵌合リブ２２をエンドレスに突出させても良い。また、基材部２１の少なくとも表裏いずれかの面には、取付溝１３の内面に圧接する断面略半円形の接触突起を複数並べて配列形成しても良い。さらに、ガスケット２０のシール片２７の先端部を断面円形等に湾曲形成しても良い。

本発明に係る基板収納容器は、半導体や液晶ディスプレイ等の製造分野で使用される。

１ 容器本体
２ 正面（開口部）
３ 周縁部
３Ａ 正面内周部
７ 段差受面
１０ 蓋体
１１ 蓋本体
１３ 取付溝
１４ 表面プレート
２０ ガスケット
２１ 基材部
２２ 嵌合リブ（嵌合突起）
２３ 第一の傾斜辺
２４ 第二の傾斜辺
２５ 第三の傾斜辺
２６ 先端部
２７ シール片
Ｈ 基材部の表面あるいは裏面から嵌合リブまでの高さ
θ１ 第一、第三の傾斜辺の形成角度
θ２ 第一の傾斜辺と第二の傾斜辺の延長線とが形成する角度

Claims (3)

1. 基板を収納可能な容器本体と、この容器本体の開口部を閉鎖する蓋体と、これら容器本体の開口部と蓋体との間に介在されてシールする変形可能なガスケットとを備え、容器本体の開口部と蓋体のいずれか一方に、ガスケット用の取付溝が形成された基板収納容器であって、
   ガスケットは、取付溝に嵌め入れられる基材部と、この基材部から突き出て取付溝の内面に接触する固定用の嵌合突起と、基材部から突き出て容器本体の開口部内周と蓋体の周壁のいずれかに接触するシール片とを含み、
   嵌合突起は、基材部から突き出て基材部の取付溝に対する反嵌め入れ方向に傾斜する第一の傾斜辺と、基材部から第一の傾斜辺方向に突き出る第二の傾斜辺と、この第二の傾斜辺から傾きながら伸びて第一の傾斜辺の先端部に接続される第三の傾斜辺とを含み、第一、第三の傾斜辺の形成する角度が、第一の傾斜辺と第二の傾斜辺の延長線とが形成する角度よりも大きいことを特徴とする基板収納容器。
2. ガスケットの基材部から嵌合突起の第一、第三の傾斜辺の接続部分までの高さが０．３〜３．０ｍｍである請求項１記載の基板収納容器。
3. 嵌合突起の第一、第三の傾斜辺の形成する角度が４５°〜１３５°の範囲である請求項１又は２記載の基板収納容器。

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