JP2017147372A

JP2017147372A - 基板収納容器用バルブ

Info

Publication number: JP2017147372A
Application number: JP2016029053A
Authority: JP
Inventors: 統小川; Osamu Ogawa; 隆純石川; Takasumi Ishikawa
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2036-02-18
Also published as: JP6590728B2

Abstract

【課題】洗浄液を適切に除去でき、洗浄作業の自動化や迅速化を図り、逆止弁機構の機能低下や既存装置との互換性喪失を防止できる基板収納容器用バルブを提供する。【解決手段】半導体ウェーハ用の基板収納容器１と、基板収納容器１の内外に流体を流通させる給排出バルブ２０とを備え、給排出バルブ２０は、基板収納容器１の取付口７に嵌通される第一のハウジング筒２３と、第一のハウジング筒２３に嵌入される中蓋２９と、中蓋２９に対向する第二のハウジング筒３５と、中蓋２９と第二のハウジング筒３５間の空間３９に収納され、弁座体４１に接離する逆止弁体４４が逆流を防止するよう作動する逆止弁機構４０とを含み、弁座体４１を中空筒形に形成し、弁座体４１の開口した両端部を中蓋２９の流通口３１と第二のハウジング筒３５の開口３７とにシール状態に接続し、弁座体４１に逆止弁体４４をコイルバネ４７を介しスライド可能に嵌入する。【選択図】図３

Description

本発明は、半導体ウェーハ、液晶デバイス、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、輸送する基板収納容器用のバルブ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整列収納する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嵌合閉鎖する着脱自在の蓋体とを備え、蓋体開閉装置に容器本体が搭載された後、蓋体開閉装置により、容器本体の正面に蓋体が嵌合されたり、取り外されて半導体ウェーハが出し入れされる（特許文献１、２参照）。

容器本体は、低湿度の維持を重視する観点から、底板にチェックバルブ付きフィルターユニットである複数の給気バルブと排気バルブとが配設され、これら複数の給気バルブと排気バルブとが内部のエアを窒素ガス等の不活性ガスに置換することにより、内部が低湿度に維持されたり、内外圧力差が解消される。

複数の給気バルブと排気バルブとは、蓋体開閉装置に容器本体が搭載されると、給気バルブが蓋体開閉装置に併設されたパージ装置の給気ポートに接続されて容器本体の内部に不活性ガスを供給し、排気バルブがパージ装置の排気ポートに接続されて容器本体の外部にエアを排気するよう機能する。

各給気バルブは、容器本体の底板に嵌着される中空のフィルタボディと、このフィルタボディにフィルタを挟んで嵌入される中空のフィルタ蓋と、フィルタボディに嵌合されてフィルタ蓋に対向する中空のフィルタナットと、フィルタ蓋とフィルタナットとの間に収容され、フィルタナットあるいはフィルタ蓋に接離する大型の逆止弁が大型のバネ等の背圧により逆流を防止するよう作動する大型の逆止弁機構とを備えて構成されている。

給気バルブの逆止弁機構は、給気ポートから給気バルブのフィルタナットに不活性ガスが供給されると、この不活性ガスの圧力により、フィルタナットにバネで弾接されていた大型の逆止弁が離れて不活性ガス用の流路を形成し、不活性ガスを容器本体の内部にフィルタを介して供給する。

各排気バルブは、基本的には給気バルブと同様に構成されているが、逆止弁機構の逆止弁の動作方向やバネの位置が給気バルブの場合と相違する。この排気バルブの逆止弁機構は、不活性ガスの供給に伴い、容器本体内のエアが排気バルブ方向に押しやられると、エアの圧力により、フィルタ蓋にバネで弾接されていた大型の逆止弁が離れてエア用の流路を形成し、エアを容器本体の内部から外部の排気ポートにフィルタを介して排気する。

ところで、使用して汚れた容器本体を再度使用する場合には、容器本体の正面を下方に向けた状態でシャワー方式等の洗浄液により洗浄し、容器本体を乾燥させれば、容器本体を再度使用することができる。この洗浄作業の際、給気バルブや排気バルブも容器本体と共に洗浄される。

特許第４２０１５８３号特開２０１４‐１６０７８３号公報

従来における基板収納容器用バルブは、以上のように構成されているので、給気バルブの場合、容器本体の洗浄時における洗浄液の水圧でフィルタナットから逆止弁機構の逆止弁が離れて流路を形成し、この流路から洗浄液が浸入してフィルタ蓋と逆止弁機構の逆止弁との間の閉塞空間に溜まるという問題がある。また、排気バルブの場合、フィルタナットと逆止弁機構の逆止弁との間にシールポイントが何ら存在しないので、フィルタナットと逆止弁との間の隙間から洗浄液が浸入し、この洗浄液がフィルタ蓋と逆止弁機構の逆止弁との間の閉塞空間に溜まるという問題がある。

係る問題の解消には、乾燥機を使用してその乾燥した温風により洗浄液を蒸発させるという方法が提案されているが、この方法による場合には、乾燥機の温風がフィルタ蓋と逆止弁機構の逆止弁との間の閉塞空間に十分に届かないので、僅かな洗浄液の水滴を蒸発させることができるものの、フィルタ蓋と逆止弁機構の逆止弁との間に少なからず溜まった洗浄液を適切に除去することは実に困難である。

また、係る問題の解消には、容器本体の洗浄時に給気バルブと排気バルブとに専用の蓋を嵌め、洗浄液の浸入を防止するという方法が提案されているが、この方法による場合には、洗浄液の浸入を防止することができるものの、洗浄装置に容器本体をセットし、容器本体を自動的に洗浄することができない。したがって、容器本体を手動で洗浄せざるを得ず、洗浄作業の自動化や迅速化を図ることができないという問題が新たに生じることとなる。

また、係る問題の解消のため、洗浄液の水圧で給気バルブのフィルタナットから逆止弁機構の逆止弁が離れないよう、バネのバネ圧を増大させるという方法も提案されているが、この方法による場合には、バネ圧の過剰な増大により、逆止弁機構の本来の機能が低下するおそれがある。

さらに、係る問題の解消のため、給気バルブと排気バルブを新たに設計し、洗浄液がフィルタ蓋と逆止弁機構との間に溜まらない構成にするという方法も提案されているが、この方法による場合、既存の装置との互換性を喪失し、蓋体開閉装置に併設されたパージ装置の給気ポートや排気ポートに接続することができなくなるおそれがある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、洗浄液を適切に除去することができ、洗浄作業の自動化や迅速化を図ることができ、逆止弁機構の機能低下や既存装置との互換性喪失を防ぐことのできる基板収納容器用バルブ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、基板を収納可能な基板収納容器と、この基板収納容器に取り付けられる給排出バルブとを備え、この給排出バルブにより、基板収納容器の内外に流体を流通させるものであって、
給排出バルブは、基板収納容器の取付口に嵌め通される少なくとも一つのハウジング筒と、このハウジング筒の中空部に収納され、弁座体に接離する逆止弁体が逆流を防止するよう作動する逆止弁機構とを含み、
逆止弁機構の弁座体が略中空筒形に形成され、この弁座体の開口した両端部がハウジング筒の中空部における流通口の両端部にシール可能に接触し、弁座体内に逆止弁体が弾性付勢体を介してスライド可能に嵌め入れられることを特徴としている。

なお、給排出バルブのハウジング筒は、基板収納容器の取付口に嵌め通される第一のハウジング筒と、この第一のハウジング筒内に嵌め入れられる流通口付きの中蓋と、第一のハウジング筒に取り付けられた中蓋に空間を介して対向する第二のハウジング筒とを含み、
逆止弁機構の弁座体がハウジング筒の中蓋と第二のハウジング筒との間の空間に収納され、弁座体の開口した両端部が中蓋の流通口と第二のハウジング筒の開口とにシール可能に接触すると良い。

また、基板収納容器は、基板を収納可能な容器本体と、この容器本体の開口した正面を開閉する蓋体とを含み、容器本体と蓋体のいずれか一方に、給排出バルブ用の取付口が設けられると良い。
また、中蓋の流通口の周縁部付近に係合リブが形成されるとともに、第二のハウジング筒の開口の周縁部付近に係止リブが形成され、逆止弁機構の弁座体の開口した両端部に切り欠きがそれぞれ形成されており、中蓋の係合リブと第二のハウジング筒の係止リブとに弁座体の切り欠きがそれぞれ嵌め合わされると良い。

また、逆止弁機構の弁座体が樹脂材料により形成され、この弁座体の内面から内方向に逆止弁体用の縮幅受部が突出すると良い。
また、逆止弁機構の逆止弁体が略ピン形に形成されて略コイル形の弾性付勢体と嵌め合わされ、逆止弁体の先端部が拡幅の接離部に形成されて弁座体の縮幅受部に干渉可能とされ、逆止弁体の末端部側に、弾性付勢体に干渉する脚部が形成されると良い。

また、給排出バルブが基板収納容器の外部から内部に流体を供給するバルブの場合には、逆止弁機構の弁座体の縮幅受部と逆止弁体の接離部とが中蓋寄りに位置し、給排出バルブが基板収納容器の内部から外部に流体を排出するバルブの場合には、逆止弁機構の弁座体の縮幅受部と逆止弁体の接離部とが第二のハウジング筒寄りに位置すると良い。

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、液晶デバイス、ガラスウェーハ、マスクガラス等が必要枚数含まれる。基板収納容器は、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や底面の開口したボトムオープンボックス等でも良い。この基板収納容器の容器本体や蓋体は、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。

蓋体については、容器本体の開口した正面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構成し、これら蓋本体と表面プレートとの間に蓋体用の施錠機構を介在することができる。また、給排出バルブは、単数でも良いし、複数でも良い。この給排出バルブが制御する流体には、基板収納容器の使用時や洗浄時に用いられる一切の流体が含まれ、具体的には、少なくとも不活性ガス等のパージガス、エア、純水等の洗浄液が含まれる。給排出バルブの逆止弁機構における弁座体用の樹脂材料は、弾性を有していても良いし、そうでなくても良い。

本発明によれば、容器本体の洗浄の際、給排出バルブ内に洗浄液が浸入しようとするが、逆止弁機構の弁座体がハウジング筒の中蓋と第二のハウジング筒とにシール状態に接触するとともに、逆止弁体を包囲するので、洗浄液が中蓋と逆止弁機構との間に浸入して溜まることが少ない。

すなわち、給排出バルブが流体供給バルブとして利用される場合、洗浄液は、ハウジング筒の第二のハウジング筒の開口から逆止弁機構の弁座体内に流入し、逆止弁体をスライドさせ、弁座体と逆止弁体との間に流路を形成する。しかし、例え逆止弁体がスライドしても、中蓋と第二のハウジング筒とに弁座体の両端部がそれぞれ密接してシール状態を形成するので、洗浄液が中蓋、第二のハウジング筒、及び弁座体の間から漏れて中蓋と逆止弁機構との間に浸入し、溜まるおそれが少ない。

また、給排出バルブが流体排出バルブとして利用される場合、洗浄液は、ハウジング筒の第二のハウジング筒の開口から逆止弁機構の弁座体内に流入しようとするが、弾性付勢体の付勢作用により、弁座体に逆止弁体が密接しているので、流通が遮断され、逆止弁機構の弁座体内に流入することが少ない。また、第二のハウジング筒に弁座体が密接してシール状態を形成するので、洗浄液が第二のハウジング筒と弁座体の間から漏れて中蓋と逆止弁機構との間に浸入し、溜まるおそれが少ない。

本発明によれば、洗浄時の洗浄液を適切に除去することができ、洗浄作業の自動化や迅速化を図ることができるという効果がある。また、逆止弁機構の機能低下や既存装置との互換性喪失を防ぐ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、給排出バルブ内に洗浄液が浸入しようとする際、逆止弁機構の弁座体がハウジング筒の中蓋と第二のハウジング筒とにシール状態に接触するとともに、逆止弁体を包囲するので、洗浄液が中蓋と逆止弁機構との間に浸入して溜まるのを抑制することができる。
請求項３記載の発明によれば、給排出バルブを容器本体や蓋体の仕様等に応じ、容器本体と蓋体のいずれかに選択的に取り付ければ、基板収納容器内を低湿度に維持することができる。

請求項４記載の発明によれば、中蓋の流通口と第二のハウジング筒の開口とに弁座体の両端部がそれぞれ接続されるだけではなく、中蓋の係合リブと第二のハウジング筒の係止リブとに弁座体の切り欠きがそれぞれ嵌め合わされるので、単なるシール構造ではなく、二重のシール構造を得ることができる。したがって、洗浄時の洗浄液が弁座体の内部から外部に漏洩するのを有効に防止することができる。

請求項５記載の発明によれば、逆止弁機構の弁座体を金属や高価なゴムにより形成するのではく、樹脂材料により形成するので、安価に製造することができる。また、弁座体を透明な樹脂材料により形成すれば、弁座体の内部や逆止弁体の状態を視覚的に容易に把握することができる。

請求項６記載の発明によれば、弾性付勢体の付勢作用により、弁座体の縮幅受部に逆止弁体の接離部を確実に接触させたり、離したりすることができるので、流体の漏洩を防ぎながら流体を適切に流通させることが可能になる。また、脚部が弾性付勢体の逆止弁体からの脱落を規制するので、逆止弁体の動作不良の防止が期待できる。

請求項７記載の発明によれば、逆止弁機構の弁座体、逆止弁体、及び弾性付勢体の向きを変更するだけで、部品点数を増減変更することなく、給排出バルブを流体供給用のバルブとしても、流体排出用のバルブとしても活用することが可能になる。

本発明に係る基板収納容器用バルブの実施形態を模式的に示す全体斜視図である。本発明に係る基板収納容器用バルブの実施形態における基板収納容器を模式的に示す断面説明図である。本発明に係る基板収納容器用バルブの実施形態における給排出バルブが給気バルブとして使用される場合を模式的に示す分解斜視図である。本発明に係る基板収納容器用バルブの実施形態における給排出バルブが給気バルブとして使用される場合を模式的に示す断面説明図である。本発明に係る基板収納容器用バルブの実施形態における給排出バルブが排気バルブとして使用される場合を模式的に示す分解斜視図である。本発明に係る基板収納容器用バルブの実施形態における給排出バルブが排気バルブとして使用される場合を模式的に示す断面説明図である。

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用バルブは、図１ないし図６に示すように、複数枚の半導体ウェーハＷを整列収納可能な基板収納容器１と、この基板収納容器１に配設されてその内外に不活性ガスやエア等の流体を流通させる複数の給排出バルブ２０とを備え、各給排出バルブ２０を、第一のハウジング筒２３、中蓋２９、第二のハウジング筒３５、及び逆止弁機構４０から構成し、逆止弁機構４０の弁座体４１を筒形に形成してその開口した両端部を中蓋２９の流通口３１と第二のハウジング筒３５の開口３７とに接触させ、弁座体４１内に逆止弁体４４を弾性付勢体であるコイルバネ４７を介しスライド可能に嵌入するようにしている。

各半導体ウェーハＷは、図２に示すように、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、基板収納容器１の容器本体２に２５枚が水平に挿入して収納されるとともに、容器本体２の上下方向に整列する。

基板収納容器１は、図１や図２に示すように、複数枚の半導体ウェーハＷを整列収納可能な容器本体２と、この容器本体２の開口した正面３を嵌合閉鎖する着脱自在の蓋体１２とを備え、容器本体２の底板６に複数の給排出バルブ２０用の取付口７がそれぞれ穿孔されており、半導体ウェーハＷの出し入れの際、蓋体開閉装置に容器本体２が搭載される。

容器本体２、蓋体１２、及び複数の給排出バルブ２０は、所定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。この成形材料中の樹脂としては、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２は、図１や図２に示すように、正面３が開口したフロントオープンボックスタイプに形成され、開口した正面３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たりする。

容器本体２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Ｗ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は、半導体ウェーハＷの過剰な挿入を規制する位置規制部５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Ｗの周縁部側方を支持する断面略Ｕ字形の支持溝が区画形成される。各支持片４は、半導体ウェーハＷの側部周縁を支持する細長い板形に形成される。

容器本体２の底板６における前後部の両側には平面円形の取付口７がそれぞれ貫通して穿孔され、各取付口７の周縁部に、給排出バルブ２０用の保持リブ８が下方に向けて突出形成されており、これら取付口７と保持リブ８とに給排出バルブ２０が嵌着される（図３、図５参照）。

容器本体２の底板６の裏面における前部両側と後部中央とには、容器本体２を蓋体開閉装置の位置決めピン等に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２の底板６の裏面には、別体のボトムプレート９が螺子具を介して水平に螺着され、このボトムプレート９が複数の給排出バルブ２０や位置決め具をそれぞれ露出させる。

容器本体２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１０が着脱自在に装着され、容器本体２の両側壁中央部には装着部がそれぞれ区画形成されており、各装着部に、握持操作用に機能するグリップ部１１が着脱自在に装着される。また、容器本体２の両側壁の下部には、容器本体２の前後方向に伸びる搬送用のサイドレールがそれぞれ選択的に水平に装着される。

蓋体１２は、図１や図２に示すように、容器本体２の開口した正面３内にシールガスケットを介して圧入される蓋本体１３と、この蓋本体１３の開口した表面を被覆する表面プレート１４と、これら蓋本体１３と表面プレート１４との間に介在される施錠機構１５とを備え、蓋体開閉装置に容器本体２が搭載されると、蓋体開閉装置により、容器本体２の正面３に圧入嵌合されたり、取り外される。

複数の給排出バルブ２０は、図１や図２に示すように、容器本体２の底板６における複数の取付口７にそれぞれ嵌着され、一対の給気バルブ２１と排気バルブ２２として利用される。一対の給気バルブ２１は、容器本体２の底板６における後部両側に配置され、蓋体開閉装置に容器本体２が搭載されると、蓋体開閉装置に併設されたパージ装置の給気ポートに接続されて容器本体２の内部に不活性ガスを供給するよう機能する。これに対し、一対の排気バルブ２２は、容器本体２の底板６における前部両側に配置され、蓋体開閉装置に容器本体２が搭載されると、パージ装置の排気ポートに接続されて容器本体２の内部から外部にエアを排気するよう機能する。

各給排出バルブ２０は、図３ないし図６に示すように、容器本体２の底板６の取付口７と保持リブ８とに嵌通されるハウジング筒である第一のハウジング筒２３と、この第一のハウジング筒２３にフィルタ３０を介して嵌入されるハウジング筒である中蓋２９と、第一のハウジング筒２３に螺嵌されて中蓋２９に空間３９を介して対向するハウジング筒である第二のハウジング筒３５と、中蓋２９と第二のハウジング筒３５との間の空間３９に収納され、弁座体４１に接離する逆止弁体４４がコイルバネ４７の背圧により逆流を防止するよう作動する小型の逆止弁機構４０とを備えて構成される。

第一のハウジング筒２３は、基本的には断面略逆Ｕ字形に形成され、容器本体２の底板６の取付口７と保持リブ８とを上方から下方に向けて嵌通し、円筒部とその下方の開口を容器本体２の底板６下方に露出させる。この第一のハウジング筒２３は、閉塞した上部の周縁以外の大部分が容器本体２内に連通する平面円形の流体流通用の開口２４に形成され、上部の周縁内面等に、流体流通用の開口２４を部分的に覆う格子リブ２５が一体形成される。この格子リブ２５は、必要に応じ、平面Ｉ字形や井字形、網目形等に形成される。

第一のハウジング筒２３の円筒部外周面には、締結用の螺子溝２６が螺刻形成され、この螺子溝２６に第二のハウジング筒３５が下方から螺嵌される。また、第一のハウジング筒２３の円筒部外周面の上方には、半径外方向に突出する挟持溝２７が形成され、この挟持溝２７に、容器本体２の取付口７内に嵌合係止する密封用のＯリング２８が挟持される。

中蓋２９は、基本的には背の低い断面略逆Ｕ字形に形成され、上部の表面に平面円形の薄い濾過用のフィルタ３０を交換可能に搭載しており、第一のハウジング筒２３内にフィルタ３０を介し下方から圧入されることにより、フィルタ３０を第一のハウジング筒２３の格子リブ２５に接近保護させる。

中蓋２９は、閉塞した上部の中央に、フィルタ３０に被覆される流体流通用の流通口３１が平面円形に穿孔され、この流通口３１が第一のハウジング筒２３の開口２４よりも縮径とされる。流通口３１の周縁部には、下方の第二のハウジング筒３５方向に指向する平面リング形の係合リブ３２が突出形成され、これら流通口３１と係合リブ３２とに逆止弁機構４０の弁座体４１が下方から連通接続される。

中蓋２９の上部の表面周縁には、フィルタ３０を位置決め包囲する平面リング形の取付壁３３が起立して形成され、この取付壁３３の外周側には、第一のハウジング筒２３の円筒部内周面に密接する密封用のＯリング３４が嵌合される。また、フィルタ３０は、特に限定されるものではないが、例えば四フッ化エチレン、ポリエステル繊維、フッ素樹脂等からなる多孔質膜、ガラス繊維等からなる分子濾過フィルタ、活性炭繊維等の濾材に化学吸着剤を担持させたケミカルフィルタ等が用いられる。

第二のハウジング筒３５は、基本的には断面略Ｕ字の有底円筒形に形成され、内周面に締結用の螺子３６が螺刻形成されており、第一のハウジング筒２３の円筒部に下方から嵌合されるとともに、円筒部の螺子溝２６に螺子３６が回転可能に螺合される。この第二のハウジング筒３５の閉塞した下部中央には、パージ装置の給気ポートあるいは排気ポートに接続される流体流通用の開口３７が平面円形に形成され、この開口３７が第一のハウジング筒２３の開口２４よりも縮径とされる。開口３７の周縁部には、上方の中蓋２９方向に指向する平面リング形の係止リブ３８が突出形成され、これら開口３７と係止リブ３８とに逆止弁機構４０の弁座体４１が上方から連通接続される。

逆止弁機構４０は、中蓋２９よりも縮径の略中空円筒形に形成されて中蓋２９の流通口３１と第二のハウジング筒３５の開口３７とにシール状態で連通接続される透明の弁座体４１と、この弁座体４１内にコイルバネ４７を介してスライド可能に嵌入される逆止弁体４４とを備え、従来の弁機構よりも小型に構成される。

弁座体４１は、所定の樹脂材料により外径が部分的に異なる略中空円筒形に成形され、内周面の端部寄りから内方向に逆止弁体４４用の縮径受部４２が略先細りに突出しており、この縮径受部４２に逆止弁体４４が接離可能に干渉する。この弁座体４１の樹脂材料としては、特に限定されるものではないが、例えば離型性、撥水性、低摩擦性、潤滑性、耐薬品性、耐腐食性、耐摩擦性等に優れる透明のフッ素樹脂やポリカーボネート樹脂等があげられる。

弁座体４１の開口した両端部外周面には切り欠き４３がそれぞれ切り欠かれ、これら複数の切り欠き４３が中蓋２９の係合リブ３２と第二のハウジング筒３５の係止リブ３８とにそれぞれシール状態に嵌合係止する。この切り欠き４３の嵌合係止により、弁座体４１は、二重のシール構造で連通接続されることとなる。

逆止弁体４４は、所定の成形材料により弁座体４１内とその縮径受部４２を僅かな隙間を介して遊貫する細い略ピン形に形成され、コイルバネ４７と嵌合されて上下方向にスライドする。この逆止弁体４４の所定の成形材料としては、例えば摺動性等に優れ、低張付性のポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）やポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）等があげられる。

逆止弁体４４は、先端部が平面円形の平坦な拡径の接離部４５に形成され、この接離部４５の周縁が弁座体４１の縮径受部４２に接触したり、離隔することにより、流体の流通が制御される。また、逆止弁体４４の末端部の周面周方向には、コイルバネ４７の末端部に干渉する複数の脚部４６が間隔をおいて形成され、この複数の脚部４６がコイルバネ４７の逆止弁体４４からの脱落を防止するよう機能する。

コイルバネ４７は、例えばＳＵＳ、各種の樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマー樹脂等からコイル形に巻装形成され、逆止弁体４４に嵌通されてその接離部４５と複数の脚部４６との間に介在される。このコイルバネ４７は、逆止弁体４４と共に弁座体４１内に嵌入されるとともに、弁座体４１の縮径受部４２に接触して位置決めされ、逆止弁体４４を上下いずれかの方向に弾圧付勢することにより、弁座体４１の縮径受部４２に逆止弁体４４の接離部４５を圧接する。この圧接により、不活性ガス、エア、洗浄液の流通が有効に規制される。

このような構成の給排出バルブ２０は、部品点数を何ら増減変更することなく、給気バルブ２１としても、排気バルブ２２としても利用可能であるが、バルブの機能に応じ、弁座体４１、逆止弁体４４、及びコイルバネ４７の向きが変更される。すなわち、給排出バルブ２０が基板収納容器１の外部から内部に不活性ガスを供給する給気バルブ２１として機能する場合には図３や図４に示すように、逆止弁機構４０の弁座体４１の縮径受部４２と逆止弁体４４の接離部４５とが中蓋２９の上部寄りに位置し、コイルバネ４７が第二のハウジング筒３５の下部寄りに位置する。

これに対し、給排出バルブ２０が基板収納容器１の内部から外部にエアを排気する排気バルブ２２として機能する場合には図５や図６に示すように、弁座体４１、逆止弁体４４、及びコイルバネ４７の向きが上下逆にされ、逆止弁機構４０の弁座体４１の縮径受部４２と逆止弁体４４の接離部４５とが第二のハウジング筒３５の下部寄りに位置し、コイルバネ４７が中蓋２９の上部寄りに位置する。

上記構成において、基板収納容器１内のエアを窒素ガス等の不活性ガスに置換し、容器本体２内を低湿度に維持する場合には、蓋体開閉装置に容器本体２を搭載し、蓋体開閉装置のパージ装置の給気ポートに給気バルブ２１を接続するとともに、パージ装置の排気ポートに排気バルブ２２を接続し、その後、給気ポートから給気バルブ２１に不活性ガスを供給すれば良い。

すると、不活性ガスは、給気バルブ２１の第二のハウジング筒３５の開口３７から逆止弁機構４０の弁座体４１内に充満し、コイルバネ４７を圧縮しながら弁座体４１の縮径受部４２に接触していた逆止弁体４４の接離部４５を押し上げ、弁座体４１の縮径受部４２と逆止弁体４４の接離部４５との間に流路が形成される。こうして流路が形成されると、不活性ガスは、流路から中蓋２９の流通口３１、フィルタ３０、及び第一のハウジング筒２３の開口２４を順次流通して容器本体２の内部に流入し、容器本体２内のエアを排気バルブ２２方向に押しやる。

排気バルブ２２方向に押しやられたエアは、排気バルブ２２の第一のハウジング筒２３の開口２４、フィルタ３０、及び中蓋２９の流通口３１を順次流通して逆止弁機構４０の弁座体４１内に充満し、コイルバネ４７を圧縮しながら弁座体４１の縮径受部４２に接触していた逆止弁体４４の接離部４５を押し下げ、弁座体４１の縮径受部４２と逆止弁体４４の接離部４５との間に流路が形成される。こうして流路が形成されると、エアは、流路から第二のハウジング筒３５の開口３７を流通して容器本体２の外部に流出し、パージ装置の排気ポートに排気される。

さて、使用して汚れた容器本体２を再度使用するため、容器本体２を洗浄液（図４や図６の矢印参照）により洗浄すると、給気バルブ２１や排気バルブ２２に洗浄液が浸入しようとする。しかしながら、弁座体４１が中蓋２９と第二のハウジング筒３５とにシール状態に接続され、中蓋２９と第二のハウジング筒３５との間の空間３９を幅方向に区画するので、洗浄液が中蓋２９と逆止弁機構４０との間に浸入して溜まることがない。

この点について詳しく説明すると、給気バルブ２１の場合、洗浄液は、第二のハウジング筒３５の開口３７から逆止弁機構４０の弁座体４１内に充満し、圧力の増大により、コイルバネ４７を圧縮しながら弁座体４１の縮径受部４２に接触していた逆止弁体４４の接離部４５を押し上げ、弁座体４１の縮径受部４２と逆止弁体４４の接離部４５との間に流路を形成する。

しかしながら、例え逆止弁体４４の接離部４５が押し上げられても、中蓋２９の係合リブ３２と第二のハウジング筒３５の係止リブ３８とに弁座体４１の両端部の切り欠き４３がそれぞれ嵌合係止して密接し、シール状態を形成するので、洗浄液が中蓋２９、第二のハウジング筒３５、及び弁座体４１の間から漏れて中蓋２９と逆止弁機構４０との間に浸入し、溜まるおそれがない（図４参照）。

これに対し、排気バルブ２２の場合、洗浄液は、第二のハウジング筒３５の開口３７から逆止弁機構４０の弁座体４１内に充満しようとするが、コイルバネ４７の弾圧付勢作用により、弁座体４１の縮径受部４２に逆止弁体４４の接離部４５が密接するので、流通が遮断され、逆止弁機構４０の弁座体４１内に充満することがない（図６参照）。また、第二のハウジング筒３５の係止リブ３８に弁座体４１の切り欠き４３が嵌合係止して密接し、シール状態を形成するので、洗浄液が第二のハウジング筒３５と弁座体４１の間から漏れて中蓋２９と逆止弁機構４０との間に浸入し、溜まるおそれがない（図６参照）。

上記構成によれば、中蓋２９と第二のハウジング筒３５とに弁座体４１がシール状態に接続し、この弁座体４１が逆止弁体４４を包囲して中蓋２９と第二のハウジング筒３５との間の空間３９を幅方向に区画するので、中蓋２９と逆止弁機構４０との間に洗浄液が溜まることがない。この洗浄液溜りの防止により、容器本体２の洗浄時に給気バルブ２１と排気バルブ２２とに専用の蓋を嵌め、洗浄液の浸入を防ぐ必要が全くないので、洗浄装置に容器本体２をセットし、容器本体２を自動的に洗浄することができる。したがって、容器本体２を手動で洗浄する必要がなく、洗浄作業の自動化や迅速化を図ることができる。

また、逆止弁機構４０の逆止弁体４４が離れないよう、コイルバネ４７のバネ圧を増大させる必要がないので、逆止弁機構４０の本来の機能を維持することが可能になる。また、給気バルブ２１と排気バルブ２２を新たに設計し、洗浄液が溜まらない構成にする必要もないので、既存装置との互換性を維持することが可能になる。したがって、給気バルブ２１と排気バルブ２２とを蓋体開閉装置に併設された既存のパージ装置に接続することが可能になる。

また、中蓋２９の流通口３１と第二のハウジング筒３５の開口３７とに弁座体４１の両端部がそれぞれ接続されるとともに、中蓋２９の係合リブ３２と第二のハウジング筒３５の係止リブ３８とに弁座体４１の切り欠き４３がそれぞれ嵌合係止されるので、二重のシール構造となる（図４、図６の斜線の丸印参照）。したがって、洗浄液の漏洩防止が大いに期待できる。また、逆止弁機構４０の弁座体４１を金属や高価なゴムにより形成するのではく、安価な樹脂材料により形成するので、コスト削減が大いに期待できる。

また、第一のハウジング筒２３、中蓋２９、第二のハウジング筒３５、及び逆止弁機構４０の弁座体４１を透明な樹脂材料により成形すれば、弁座体４１の内部や逆止弁体４４の状態を視覚的に外部から容易に把握することが可能になる。さらに、弁座体４１を弾性樹脂材料により成形すれば、弁座体４１と逆止弁体４４とのシール性をより向上させることが可能になる。

なお、上記実施形態では給排出バルブ２０の第一のハウジング筒２３内に、流通口３１付きの中蓋２９を嵌入し、第一のハウジング筒２３に取り付けられた中蓋２９に第二のハウジング筒３５を空間を介して対向させ、中蓋２９と第二のハウジング筒３５との間の空間に弁座体４１を収納してその開口した両端部を中蓋２９の流通口３１と第二のハウジング筒３５の開口とにシール可能に接触させたが、何らこれに限定されるものではない。

例えば、第一のハウジング筒２３の内部にフィルタ３０を溶着したり、リブを利用して保持させたり、容器本体２やボトムプレート９とハウジング部材との間に保持させたり、ハウジング部材の上方に格子窓等の流通孔を備えたキャップ部材を一体的に設けてフィルタ３０を保持したりすることで中蓋２９を省略しても良い。

また、所定の弾性材料により一つのハウジング筒を中空に形成し、このハウジング筒の中空に弁座体４１を可動及びシール可能に収納したり、第一のハウジング筒２３と第二のハウジング筒３５とを相対向するよう取り付け、これら２３・３５の間の空間に弁座体４１を可動及びシール可能に収納しても良い。これらの場合、部品間に溜まる水滴を削減することができ、しかも、部品点数を削減することができる。

また、上記実施形態では容器本体２の底板６に複数の給排出バルブ２０を配設したが、何らこれに限定されるものではなく、例えば蓋体１２に複数の給排出バルブ２０を配設し、一対の給気バルブ２１と排気バルブ２２として利用しても良い。また、給排出バルブ２０の第一、第二のハウジング筒２３・３５を螺子結合したが、第一のハウジング筒２３に第二のハウジング筒３５を圧入して密嵌しても良い。

また、弁座体４１を円筒形以外の筒形に形成しても良い。また、弁座体４１の内周面を、コイルバネ４７と嵌合する拡径部、この拡径部から半径内方向に徐々に傾斜する第一傾斜部、この第一傾斜部から内方向に突出する縮径受部４２、及びこの縮径受部４２から半径外方向に徐々に傾斜して逆止弁体４４の接離部４５と接触する第二傾斜部から形成しても良い。さらに、コイルバネ４７以外の各種バネを使用することも可能である。

本発明に係る基板収納容器用バルブは、基板収納容器の製造分野で使用することができる。

１基板収納容器
２容器本体
３正面
６底板
７取付口
８保持リブ
１２蓋体
２０給排出バルブ
２１給気バルブ（流体を供給するバルブ）
２２排気バルブ（流体を排出するバルブ）
２３第一のハウジング筒（ハウジング筒）
２４開口
２９中蓋（ハウジング筒）
３０フィルタ
３１流通口
３２係合リブ
３５第二のハウジング筒（ハウジング筒）
３７開口
３８係止リブ
３９空間
４０逆止弁機構
４１弁座体
４２縮径受部（縮幅受部）
４３切り欠き
４４逆止弁体
４５接離部
４６脚部
４７コイルバネ（弾性付勢体）
Ｗ半導体ウェーハ（基板）

Claims

基板を収納可能な基板収納容器と、この基板収納容器に取り付けられる給排出バルブとを備え、この給排出バルブにより、基板収納容器の内外に流体を流通させる基板収納容器用バルブであって、
給排出バルブは、基板収納容器の取付口に嵌め通される少なくとも一つのハウジング筒と、このハウジング筒の中空部に収納され、弁座体に接離する逆止弁体が逆流を防止するよう作動する逆止弁機構とを含み、
逆止弁機構の弁座体が略中空筒形に形成され、この弁座体の開口した両端部がハウジング筒の中空部における流通口の両端部にシール可能に接触し、弁座体内に逆止弁体が弾性付勢体を介してスライド可能に嵌め入れられることを特徴とする基板収納容器用バルブ。
給排出バルブのハウジング筒は、基板収納容器の取付口に嵌め通される第一のハウジング筒と、この第一のハウジング筒内に嵌め入れられる流通口付きの中蓋と、第一のハウジング筒に取り付けられた中蓋に空間を介して対向する第二のハウジング筒とを含み、
逆止弁機構の弁座体がハウジング筒の中蓋と第二のハウジング筒との間の空間に収納され、弁座体の開口した両端部が中蓋の流通口と第二のハウジング筒の開口とにシール可能に接触する請求項１記載の基板収納容器用バルブ。
基板収納容器は、基板を収納可能な容器本体と、この容器本体の開口した正面を開閉する蓋体とを含み、容器本体と蓋体のいずれか一方に、給排出バルブ用の取付口が設けられる請求項１又は２記載の基板収納容器用バルブ。
中蓋の流通口の周縁部付近に係合リブが形成されるとともに、第二のハウジング筒の開口の周縁部付近に係止リブが形成され、逆止弁機構の弁座体の開口した両端部に切り欠きがそれぞれ形成されており、中蓋の係合リブと第二のハウジング筒の係止リブとに弁座体の切り欠きがそれぞれ嵌め合わされる請求項２又は３記載の基板収納容器用バルブ。
逆止弁機構の弁座体が樹脂材料により形成され、この弁座体の内面から内方向に逆止弁体用の縮幅受部が突出する請求項１ないし４いずれかに記載の基板収納容器用バルブ。
逆止弁機構の逆止弁体が略ピン形に形成されて略コイル形の弾性付勢体と嵌め合わされ、逆止弁体の先端部が拡幅の接離部に形成されて弁座体の縮幅受部に干渉可能とされ、逆止弁体の末端部側に、弾性付勢体に干渉する脚部が形成される請求項５記載の基板収納容器用バルブ。
給排出バルブが基板収納容器の外部から内部に流体を供給するバルブの場合には、逆止弁機構の弁座体の縮幅受部と逆止弁体の接離部とが中蓋寄りに位置し、給排出バルブが基板収納容器の内部から外部に流体を排出するバルブの場合には、逆止弁機構の弁座体の縮幅受部と逆止弁体の接離部とが第二のハウジング筒寄りに位置する請求項６記載の基板収納容器用バルブ。