JP2018120993A - 基板収納容器及びその管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排気バルブ側から排気されるガス排気量の減少を抑制し、内部が適切にパージされているかを容易に管理できる基板収納容器及びその管理方法を提供する。【解決手段】半導体ウェーハＷ収納用の容器本体１と、容器本体１の正面２を閉鎖する蓋体２０と、容器本体１と蓋体２０間に圧潰されるシールガスケット３０とを備え、容器本体１に、外部から内部にパージガスを供給する給気バルブを装着するとともに、内部から外部にエアを排気する排気バルブ６を装着した基板収納容器であり、排気バルブ６の開放圧力と、容器本体１と蓋体２０間からエアが漏れ出す蓋体２０で閉鎖された容器本体１の内圧との関係を、排気バルブ６の開放圧力＜容器本体１と蓋体２０間からガスが漏れ出す蓋体２０で閉鎖された容器本体１の内圧の関係とし、シールガスケット３０をポリオレフィン系エラストマーにより成形してデュロメータタイプＡで測定された硬度をＡ８０以上９０以下とする。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の基板を収納、搬送、保管、輸送等する基板収納容器及びその管理方法に関するものである。

従来における基板収納容器は、図８ないし図１０に部分的に示すように、複数枚の半導体ウェーハを整列収納する容器本体１と、この容器本体１の開口した正面を開閉する蓋体２０と、これら容器本体１と蓋体２０との間に介在されてシールするシールガスケット３０Ａとを備えて構成されている（特許文献１、２参照）。

容器本体１は、所定の樹脂を含有する成形材料によりフロントオープンボックスタイプに成形され、底板の後部には、外部から内部に窒素ガス等のパージガス（図８の矢印参照）を供給する複数の給気バルブ４が装着されており、底板の前部には、パージガスの供給に伴い、内部から外部にエア（図８の矢印参照）を排気する複数の排気バルブ６が装着されている。これら給気バルブ４と排気バルブ６は、パージ作用により、蓋体２０により正面の閉じられた容器本体１の内部のエアをパージガスに置換し、半導体ウェーハが酸素や水分に反応して歩留まりの低下を招くのを防止するよう機能する（同図参照）。

蓋体２０は、容器本体１の開口した正面に嵌合される蓋本体と、この蓋本体の開口した表面を覆う表面プレートとを備え、これら蓋本体と表面プレートの間に、施錠用の施錠機構２９が内蔵されている。蓋本体の裏面周縁部には、枠形の嵌合溝が凹み形成され、この嵌合溝にフッ素樹脂製のシールガスケット３０Ａが嵌合されており、このシールガスケット３０Ａが容器本体１の正面内周のシール面に接触してシールする。シールガスケット３０Ａは、蓋本体の嵌合溝に嵌合されるガスケット本体３１を備え、このガスケット本体３１からリップ片３８が伸長されており、このリップ片３８が容器本体１の正面内周のシール面に屈曲して密接する。

このようなシールガスケット３０Ａは、蓋体２０により正面の閉じられた容器本体１の内圧が外部環境の外圧よりも低い負圧の場合には図９に示すように、リップ片３８が容器本体１のシール面に圧接し、容器本体１と蓋体２０の間にエア（図９の矢印参照）が外部から流入するのを有効に防止する。

これに対し、蓋体２０により正面の閉じられた容器本体１の内圧が外部環境の外圧よりも高い陽圧の場合には図１０に示すように、リップ片３８が容器本体１のシール面から離れ、容器本体１と蓋体２０の間からエア（図１０の矢印参照）が外部に排気される。したがって、エアは、基板収納容器の内圧が外部環境の外圧よりも高い陽圧の場合、容器本体１と蓋体２０の間、及び排気バルブ６からそれぞれ排気されることとなる。

上記において、基板収納容器にパージガスが供給される場合、基板収納容器の外部のパージガス置換装置から内部にパージガスが給気バルブ４を介して供給され、このパージガスの供給量の増加に伴い、排気バルブ６の開放圧力に近づいていき、基板収納容器の内圧が排気バルブ６の内圧を越えると、排気バルブ６が開放され、基板収納容器の内部から外部のパージガス置換装置にエアが排気バルブ６を介して排気される。この際、容器本体１のシール面からシールガスケット３０Ａのリップ片３８が離れ、容器本体１と蓋体２０との間に隙間が生じるので、容器本体１と蓋体２０の間からもエアが外部に漏れ出て排気される。

特開２００４‐１７９４４９号公報 特許第３５５６１８５号公報

ところで近年、基板収納容器を取り扱うユーザでは、半導体ウェーハが酸素や水分に反応して歩留まりの低下を招くのを防止するため、基板収納容器内のパージ後の容器本体内湿度が１２時間後に１５％ＲＨ以下を保持する要求が高まって来ている。この要求を踏まえ、基板収納容器内の環境をモニタリングするため、基板収納容器の容器本体１に計測機器を内蔵して基板収納容器の内部が適切にパージされているかを管理することが困難であるのに鑑み、排気バルブ６側から排気されるエアの圧力、湿度、酸素濃度等を計測し、基板収納容器の内部が適切にパージされているかを管理する方法が採用され始めている。この方法により管理する場合には、排気バルブ６側から外部のパージガス置換装置に排気されるエアの排気量が所定の量である必要がある。

しかしながら、基板収納容器の内圧が外部環境の外圧よりも陽圧の場合、エアが排気バルブ６の他、容器本体１０と蓋体２０の隙間からも漏れ出て排気されるので、排気バルブ６側から排気されるエアの排気量が減少し、エアの圧力、湿度、酸素濃度等の計測が難しくなり、基板収納容器の内部が適切にパージされているかの管理が困難となる。

特に、排気バルブ６の開放圧力と、容器本体１と蓋体２０の隙間からエアが漏れ出す基板収納容器の内圧との関係が、排気バルブ６の開放圧力＞容器本体１と蓋体２０の間からエアが漏れ出す基板収納容器の内圧の場合、容器本体１と蓋体２０の間からエアが漏洩し易くなり、排気バルブ６側からエアが排気されにくくなる。この場合には、パージガス置換装置にエラーが発生するので、ユーザによる管理が非常に困難となる。

この点に鑑み、排気バルブ６の開放圧力を低下させる方法が提案されているが、排気バルブ６の開放圧力を低下させると、排気バルブ６が開放しやすくなるので、パージ後の基板収納容器の内部湿度や酸素濃度を低レベルに保持することが困難になるという大きな問題が新たに生じることとなる。

本発明は上記に鑑みなされたもので、排気バルブ側から排気されるガスの排気量の減少を抑制し、内部が適切にパージされているかを容易に管理することのできる基板収納容器及びその管理方法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、基板を収納する容器本体と、この容器本体の開口部を嵌合閉鎖する蓋体と、これら容器本体と蓋体との間に圧潰されてシールするシールガスケットとを備え、容器本体に、容器本体の外部から内部にパージガスを供給する給気バルブが取り付けられるとともに、容器本体の内部から外部にガスを排気する排気バルブが取り付けられるものであって、
排気バルブの開放圧力と、容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧との関係が、排気バルブの開放圧力＜容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧の関係であり、
シールガスケットがポリオレフィン系エラストマーにより成形され、このシールガスケットのデュロメータタイプＡで測定された場合の硬度がＡ８０以上９０以下であることを特徴としている。

また、本発明においては上記課題を解決するため、基板を収納する容器本体と、この容器本体の開口部を嵌合閉鎖する蓋体と、これら容器本体と蓋体との間に圧潰されてシールするシールガスケットとを備え、容器本体に、容器本体の外部から内部にパージガスを供給する給気バルブが取り付けられるとともに、容器本体の内部から外部にガスを排気する排気バルブが取り付けられるものであって、
排気バルブの開放圧力と、容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧との関係が、排気バルブの開放圧力＜容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧の関係であり、
シールガスケットの圧潰量が０．５ｍｍ以上であることを特徴としている。

また、本発明においては上記課題を解決するため、基板を収納する容器本体と、この容器本体の開口部を嵌合閉鎖する蓋体と、これら容器本体と蓋体との間に圧潰されてシールするシールガスケットとを備え、容器本体に、容器本体の外部から内部にパージガスを供給する給気バルブが取り付けられるとともに、容器本体の内部から外部にガスを排気する排気バルブが取り付けられるものであって、
排気バルブの開放圧力と、容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧との関係が、排気バルブの開放圧力＜容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧の関係であり、
シールガスケットは、蓋体あるいは容器本体の嵌合溝に嵌合されるガスケット本体と、このガスケット本体から突出する延出片と、この延出片の先端部から伸びて容器本体あるいは蓋体のシール形成面に接触する第一のシール片と、延出片の先端部以外の部分から突出する第二のシール片とを含み、この第二のシール片が延出片に略直交して容器本体あるいは蓋体のシール形成面に隣接する隣接面に接触することを特徴としている。

なお、排気バルブの開放圧力と、容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧との関係が、排気バルブの弁体の開放圧力＜容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す基板収納容器の内圧であると良い。

また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１ないし４いずれかに記載した基板収納容器の外部から内部にパージガスを給気バルブにより供給するとともに、基板収納容器の内部から外部にガスを排気バルブにより排気し、この排気バルブから排気されるガスを計測することにより、基板収納容器の内部を管理することを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲における基板には、少なくともφ３００ｍｍやφ４５０ｍｍの半導体ウェーハ、ガラス基板、マスク基板等が含まれる。容器本体と蓋体とは、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。また、給気バルブと排気バルブとは、単数でも良いし、複数でも良い。パージガスには、少なくともアルゴンガスや窒素ガスの不活性ガス、ドライエア等のガスが含まれ、ガスには、少なくとも容器本体内のエアが含まれる。また、容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧とは、容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す基板収納容器の内圧をいう。

シールガスケットは、蓋体あるいは容器本体の嵌合溝に嵌合されるガスケット本体と、このガスケット本体から突出する屈曲可能な延出片と、この延出片の先端部から伸びて容器本体あるいは蓋体のシール形成面に接触する屈曲可能なシール片とを備えたポリオレフィン系エラストマー製とすることができる。また、蓋体あるいは容器本体の嵌合溝に嵌合されるガスケット本体と、このガスケット本体から伸びて容器本体あるいは蓋体のシール形成面に接触する屈曲可能なシール片とを備えたポリオレフィン系エラストマー製とすることもできる。

本発明によれば、容器本体の開口部が蓋体で閉鎖された基板収納容器の内部雰囲気を適切に管理する場合には、基板収納容器の外部から内部にパージガスを給気バルブを介して供給すれば良い。すると、給気バルブから容器本体の内部にパージガスが流入し、基板収納容器の内部湿度や酸素濃度等が低レベルに保持され、基板収納容器に収納された基板の品質低下を防ぐことができる。

パージガスの供給量が増加し、基板収納容器の内圧が高まると、排気バルブの開放圧力に近づいていき、基板収納容器の内圧が排気バルブの開放圧力を越えると、排気バルブが開放され、基板収納容器の内部のガスが排気バルブから外部に排気される。この際、排気バルブの開放圧力と、容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す基板収納容器の内圧との関係が、排気バルブの開放圧力＜容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す基板収納容器の内圧の関係なので、容器本体と蓋体との間に隙間が生じることが少なく、容器本体と蓋体の間からガスが外部に漏れ出るのを抑制することができる。こうしてガスは、排気バルブから排気されるので、排気バルブ側から排気される排気量が減少するのを防ぐことができる。

本発明によれば、シールガスケットが水分を透過しないポリオレフィン系エラストマー製であり、しかも、タイプＡのデュロメータで測定した場合の硬度がＡ８０以上９０以下の範囲なので、排気バルブ側から排気されるガスの排気量の減少を抑制し、基板収納容器の内部が適切にパージされているかを容易に管理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、シールガスケットの圧潰量が０．５ｍｍ以上なので、実験結果から容器本体と蓋体の間からガスが漏洩するのを有効に防止できる。したがって、容器本体の排気バルブ側から排気されるガスの排気量の減少を抑制し、基板収納容器の内部が適切にパージされているかを容易に管理することができるという効果がある。

請求項３記載の発明によれば、蓋体により嵌合閉鎖された容器本体の内圧が外部環境の外圧よりも高い場合には、シールガスケットの第二のシール片が容器本体の開口部内周の隣接面に密接し、容器本体の隣接面と蓋体との間にシールを形成することができるので、容器本体の排気バルブ側から排気されるガスの排気量の減少を抑制し、基板収納容器の内部が適切にパージされているかを容易に管理することができる。

請求項４記載の発明によれば、排気バルブの開放圧力が設計値上０．４ｋＰａ以上なので、容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す基板収納容器の内圧を０．５ｋＰａ以上に設定すれば、排気バルブ側から排気されるガスの排気量を一定量以上にすることが可能になる。

本発明に係る基板収納容器及びその管理方法の実施形態を模式的に示す全体斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器及びその管理方法の実施形態におけるシール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及びその管理方法の実施形態におけるシールガスケット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及びその管理方法の実施形態における容器本体の開口した正面に蓋体が嵌合される場合のシールガスケット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及びその管理方法の実施形態における容器本体の開口した正面に蓋体が嵌合された場合のシールガスケットの圧潰状態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及びその管理方法の実施形態におけるシールガスケットの圧潰量とエアの排気流量との関係を示すグラフである。 本発明に係る基板収納容器及びその管理方法の実施形態におけるシールガスケットの圧潰量と基板収納容器の内圧との関係を示すグラフである。 基板収納容器、給気バルブ、及び排気バルブの給排気システムを示す説明図である。 蓋体により正面の閉じられた容器本体の内圧が外部環境の外圧よりも負圧の場合を示す説明図である。 蓋体により正面の閉じられた容器本体の内圧が外部環境の外圧よりも陽圧の場合を示す説明図である。

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７に示すように、複数枚の半導体ウェーハＷを収納する容器本体１と、この容器本体１の開口した正面２を着脱自在に嵌合閉鎖する蓋体２０と、これら容器本体１と蓋体２０との間に圧潰されてシールする弾性変形可能な二重シール構造のシールガスケット３０とを備え、容器本体１の排気バルブ６の開放圧力と、容器本体１と蓋体２０の間からエアが漏れ出す蓋体２０で嵌合閉鎖された容器本体１の内圧との関係を、排気バルブ６の開放圧力＜容器本体１と蓋体２０の間からガスが漏れ出す蓋体２０で嵌合閉鎖された容器本体１の内圧の関係とするため、シールガスケット３０をポリオレフィン系エラストマーにより成形してそのデュロメータタイプＡで測定された場合の硬度をＡ８０以上９０以下とするようにしている。

半導体ウェーハＷは、図１に示すように、例えばφ３００ｍｍの薄く脆いシリコンウェーハからなり、周縁部に位置合わせ用のノッチが平面略半円形に切り欠かれ、容器本体１の内部に収納され、上下方向に２５枚が所定の間隔で整列する。

容器本体１と蓋体２０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。この成形材料に含有される樹脂としては、例えばポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、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に示すように、正面２の開口したフロントオープンボックスに射出成形され、内部の両側壁に、半導体ウェーハＷを水平に支持する左右一対の支持片３が対設されるとともに、この左右一対の支持片３が上下方向に所定の間隔をおいて配列されており、各支持片３が前後方向に伸びる細長い板に形成される。この容器本体１の底板下面には、平面略Ｙ字形、三角形、多角形等のボトムプレートが下方から装着され、このボトムプレートの前部両側と後部中央とには、Ｖ字溝を備えた位置決め具がそれぞれ装着されており、各位置決め具が図示しない半導体加工装置の位置決めピンに上方から嵌合して基板収納容器を高精度に位置決めするよう機能する。

容器本体１の底板の後部両側には貫通孔である取付孔がそれぞれ穿孔され、各取付孔には、外部から内部に窒素ガス等の不活性のパージガスを供給する給気バルブ４が装着される。また、底板の前部両側には貫通孔である取付孔５がそれぞれ穿孔され、各取付孔５には図１に示すように、パージガスの供給に伴い、内部から外部にエアを排気する排気バルブ６が装着される。これら複数の給気バルブ４と排気バルブ６は、共にフィルタ付きの逆止弁に構成され、パージ作用により、蓋体２０により正面２の嵌合閉鎖された容器本体１の内部のエアをパージガスに置換し、半導体ウェーハＷが酸素や水分に反応して歩留まりの低下を招くのを防止するよう機能する。

各給気バルブ４は、特に限定されるものではないが、例えば容器本体１の取付孔にＯリングを介して螺嵌される円筒形の本体筒を備え、この本体筒の内部に、下方に位置する弁座が形成されるとともに、この弁座に上方から接離する弁体がコイルバネを介し上下動可能に挿入されており、本体筒の開口した上下両端部のうち、少なくとも一端部には、パーティクル等を除去するフィルタがカバーキャップを介し装着される。

各排気バルブ６は、特に限定されるものではないが、例えば容器本体１の取付孔にＯリングを介して螺嵌される円筒形の本体筒を備え、この本体筒の内部に、上方に位置する弁座が形成されるとともに、この弁座に下方から接離する弁体がコイルバネを介し上下動可能に挿入されており、本体筒の開口した上下両端部のうち、少なくとも一端部には、パーティクル等を除去するフィルタがカバーキャップを介し装着される。

容器本体１の正面２は、図１、図４、図５に示すように、容器本体１の周壁から段差部を介し幅方向外側に屈曲して張り出し形成され、段差部の平坦な肩面が蓋体２０用のシール形成面７を区画する。このシール形成面７に隣接する容器本体１後方の面、すなわち、容器本体１の周壁内面は、シール用の隣接面８に形成される。また、容器本体１の正面２内周部の上下両側には、施錠用の施錠穴９がそれぞれ凹み形成され、各施錠穴９が平面矩形に形成される。

容器本体１の背面壁内面には、必要に応じ、非常時に半導体ウェーハＷの周縁後部に干渉可能な複数のリアリテーナが選択的に配列形成される。また、容器本体１の天井の略中央部には、平面矩形のロボティックフランジ１０が着脱自在に装着され、このロボティックフランジ１０が図示しない工場の天井搬送機構に把持される。容器本体１の両側壁外面には、握持用の操作ハンドル１１がそれぞれ着脱自在に装着され、各側壁外面の下部には、搬送用のサイドレール１２が選択的に装着される。

蓋体２０は、図１に示すように、容器本体１の開口した正面２に圧入して嵌合される蓋本体２１と、この蓋本体２１の内部両側の中央に回転可能に嵌合支持される左右一対の施錠操作リール２５と、蓋本体２１の内部両側に摺動可能に配置されて施錠操作リール２５の周縁部に係合し、この施錠操作リール２５の回転により蓋本体２１の上下方向に往復動する複数の施錠バー２６と、蓋本体２１の内部両側に配置されて施錠バー２６の先端部に揺動可能に軸支され、この施錠バー２６の往復動により蓋本体２１の周壁の内外に出没する複数の施錠爪２７と、蓋本体２１の開口した表面を被覆する左右一対の蓋カバー２８とを備えて構成される。

蓋本体２１は、断面略皿形に形成され、周壁の上部両側と下部両側とに、容器本体１の施錠穴９に対向する施錠爪２７用の出没孔２２がそれぞれ貫通して穿孔されており、容器本体１の背面壁に対向する裏面の中央部には、半導体ウェーハＷの前部周縁を弾性片で水平に保持する縦長のフロントリテーナ２３が着脱自在に装着される。蓋本体２１の裏面の周縁部には、容器本体１のシール形成面７に対向する嵌合溝２４が枠形に周設され、この嵌合溝２４にシールガスケット３０が嵌入される。

施錠操作リール２５は、容器本体１の正面２に嵌合した蓋体２０が施錠される場合には、一方向に回転して施錠バー２６を蓋体２０の周壁方向にスライドさせるが、このスライドにより、各施錠爪２７が蓋本体２１の出没孔２２から揺動突出して容器本体１の施錠穴９に係止することにより、蓋体２０が強固に施錠される。これに対し、蓋体２０が解錠される場合には、反対方向に回転して施錠バー２６を元の位置にスライド復帰させるが、このスライド復帰により、各施錠爪２７が容器本体１の施錠穴９から離隔して蓋本体２１の出没孔２２内に揺動退没し、蓋体２０が解錠されて取り外し可能な状態となる。

容器本体１の排気バルブ６の開放圧力と、容器本体１と蓋体２０の間からエアが漏れ出す基板収納容器の内圧との関係は、従来例とは大きく異なり、排気バルブ６の弁体の開放圧力＜容器本体１と蓋体２０の間からエアが漏れ出す基板収納容器の内圧、具体的には、排気バルブ６の弁体の開放圧力０．４ｋＰａ以上、容器本体１と蓋体２０の間からエアが漏れ出す蓋体２０で嵌合閉鎖された容器本体１の内圧が０．５ｋＰａ以上、かつ排気バルブ６の開放圧力よりも大きく設定される。

これは、基板収納容器内パージ後の容器本体１の湿度を１２時間後に１５％ＲＨ以下とするためには、排気バルブ６の弁体の開放圧力が設計値上０．４ｋＰａ以上必要とされるので、容器本体１と蓋体２０の間からエアが漏れ出す基板収納容器の内圧を０．５ｋＰａ以上に設定すれば、排気バルブ６側から排気されるエアの排気量の減少を有効に抑制することができるからである。係る関係を満たすため、本実施形態においては、シールガスケット３０の材質と硬度、圧潰量、及び構成の少なくともいずれかが変更される。

本実施形態におけるシールガスケット３０は、図２ないし図５に示すように、蓋体２０の蓋本体２１の嵌合溝２４に嵌合されるガスケット本体３１と、このガスケット本体３１の外周面から幅方向外側に突出する延出片３３と、この延出片３３の先端部から曲がりながら伸びて容器本体１の正面２のシール形成面７に圧接する第一のシール片３５と、延出片３３の先端部以外の部分から容器本体１の背面壁方向に突出する第二のシール片３７とを備え、機械的性質や耐薬品性に優れ、水分を透過しない安価なポリオレフィン系エラストマーによりエンドレスの枠形に成形される。

ガスケット本体３１は、断面矩形に形成され、内周面が嵌合溝２４の内面に接触し、外周面が嵌合溝２４から露出する。このガスケット本体３１には、嵌合溝２４の内面に圧接して位置決めする複数の位置決めリブ３２が間隔をおき並べて突出形成され、各位置決めリブ３２が断面略三角形に形成される。各位置決めリブ３２は、先細りの断面略三角形の他、必要に応じ、断面略半円形等に形成される。

延出片３３は、ガスケット本体３１の外周面から直線的に突出して容器本体１のシール形成面７方向に略垂直に伸長する。この延出片３３には、第二のシール片３７の根元の末端部に隣接する一対の柔軟性付与溝３４がそれぞれ断面半円形に切り欠かれ、各柔軟性付与溝３４が第二のシール片３７の可撓性や柔軟性を向上させるよう機能する。

第一のシール片３５は、略円弧形に湾曲して延出片３３の先端部に屈曲可能に一体形成され、容器本体１の背面壁方向やシール形成面７方向に広がりながら指向しており、先端部に断面円形の球状突起３６が一体的に膨出形成される。この球状突起３６は、容器本体１のシール形成面７に圧接してシールすることにより、容器本体１の外部から内部にエアやパーティクル等が流入するのを有効に防止する。

第二のシール片３７は、延出片３３の先端部以外の部分、例えば中間部付近から直線的に突出し、シール形成面７や延出片３３に直交してシール形成面７に隣接する隣接面８に屈曲可能に接触するとともに、シール形成面７と隣接面８の間の角部を第一のシール片３５との間に挟持する。この第二のシール片３７は、隣接面８に接触してシールすることにより、容器本体１の内部から外部にパージガスが漏出するのを防止する。

シールガスケット３０の硬度は、容器本体１と蓋体２０の間からエアが漏れ出るおそれを排除する観点から、タイプＡのデュロメータで測定した場合、通常のＡ７０以上７５以下よりも高いＡ８０以上９０以下、好ましくはＡ８５以上９０以下、より好ましくはＡ８８以上９０以下の範囲が良い。デュロメータタイプＡによる測定は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３の規格下で１秒以内の押圧条件で実施される。また、シールガスケット３０の圧潰量（圧縮量）は、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、０．５〜１．４５ｍｍの範囲が良い。

これは、シールガスケット３０の圧潰量と排気バルブ６を流れて排気されるエアの流量との関係、及びシールガスケット３０の圧潰量と基板収納容器内の圧力との関係を調べ、図５と図６のグラフにそれぞれまとめたところ、圧潰量が０．１２ｍｍの場合には、容器本体１と蓋体２０の間からエアが漏れ出たが、４倍以上、５倍以上、１０倍以上、１２倍以上の圧潰量の場合には、容器本体１と蓋体２０の間からエアが漏洩するのを有効に防止できることが判明したからである。

このようなシールガスケット３０は、蓋体２０により正面２が嵌合閉鎖された基板収納容器の内圧が外部環境の外圧よりも低い負圧の場合には図５に示すように、第一のシール片３５とその球状突起３６が容器本体１のシール形成面７に密接し、容器本体１のシール形成面７と蓋体２０との間にシールが形成されることにより、容器本体１と蓋体２０の間にエアが外部から流入するのを有効に防止する。

この際、第一のシール片３５が屈曲するが、この屈曲に伴い、第二のシール片３７が容器本体１のシール形成面７に隣接する隣接面８に密接し、容器本体１の隣接面８と蓋体２０との間にもシールが形成されることにより、容器本体１と蓋体２０の間にエアが外部から流入するのを二重に防止することができる。

これに対し、蓋体２０により正面２が嵌合閉鎖された基板収納容器の内圧が外部環境の外圧よりも高い陽圧の場合には図５に示すように、第二のシール片３７が容器本体１の隣接面８に密接し、容器本体１の隣接面８と蓋体２０との間にシールが形成されることにより、容器本体１と蓋体２０の間からエア（図５の矢印参照）が外部に排気されるのを有効に防止する。この際、容器本体１の内圧が高まり、容器本体１が陽圧になると、第二のシール片３７は、容器本体１の隣接面８に押圧されて圧接するので、容器本体１の隣接面８と蓋体２０との間にシールがより強固に形成されることとなる。

上記構成において、容器本体１の正面２が蓋体２０で嵌合閉鎖された基板収納容器の内部を適切にパージして管理する場合には、パージガス置換装置に基板収納容器を搭載し、パージガス置換装置に基板収納容器の複数の給気バルブ４と排気バルブ６とをそれぞれ接続した後、パージガス置換装置から基板収納容器の内部にパージガスを一対の給気バルブ４を介して供給すれば良い。

すると、パージガスの供給圧力により、各給気バルブ４の弁座から弁体がコイルバネを圧縮しつつ離れて上昇し、給気バルブ４から容器本体１の内部にパージガスが濾過されて流入する。このパージガスの流入により、基板収納容器の内部湿度や酸素濃度が低レベルに保持され、半導体ウェーハＷの品質低下を有効に防止することができる。

次いで、パージガスの供給量が増加し、基板収納容器の内圧が高まると、各排気バルブ６の弁座から弁体がコイルバネを圧縮しつつ離れて下降し、基板収納容器の内部のエアが排気バルブ６から外部のパージガス置換装置に濾過されて排気される。この際、容器本体１の隣接面８にシールガスケット３０の第二のシール片３７が圧接するので、容器本体１の隣接面８からシールガスケット３０の第二のシール片３７が離れることがない。したがって、容器本体１と蓋体２０との間に隙間が生じることがなく、基板収納容器の内外にエアが流通することが規制されるので、容器本体１と蓋体２０の間からエアが外部に漏れ出て排気されるのを防止することができる。

こうしてエアは、容器本体１と蓋体２０の間から漏れ出ることなく、排気バルブ６からのみ排気されるので、排気バルブ６側から排気される排気量が減少することがない。したがって、排気されるエアの特性や物性、具体的にはエアの圧力、湿度、酸素濃度等の計測が容易となり、基板収納容器の内部がパージガスで適切にパージされているかを簡単、かつ確実に管理することができる。

上記構成によれば、シールガスケット３０の材質と硬度の変更、圧潰量の増大、及び二重シール構造の採用により、排気バルブ６側からパージガス置換装置に排気されるエアの排気量を所定量とすることができるので、基板収納容器の内部を適切に管理することができ、パージ効果を長期に亘り維持することができる。また、排気バルブ６側からエアを円滑に排気することができるので、パージガス置換装置にエラーの発生することがなく、ユーザによる管理の安定化や容易化を図ることができる。さらに、排気バルブ６の開放圧力を低下させる必要がないので、パージ後の基板収納容器の内部湿度や酸素濃度を低レベルに保持することができる。

なお、上記実施形態ではシールガスケット３０の材質と硬度の変更、圧潰量の増大、及び二重シール構造の採用により、排気バルブ６側からパージガス置換装置に排気されるエアの排気量を所定量としたが、シールガスケット３０の材質と硬度の変更、圧潰量の増大、及び二重シール構造の少なくともいずれかを採用することにより、基板収納容器の内部を適切に管理することができる。

例えばシールガスケット３０を、蓋体２０の嵌合溝２４に嵌合されるガスケット本体３１と、このガスケット本体３１の周壁から伸長して容器本体１のシール形成面７に密接する屈曲可能な先細りのシール片とを備えたポリオレフィン系エラストマー製やポリスチレン系エラストマーとし、このシールガスケット３０のデュロメータタイプＡで測定された場合の硬度をＡ８０以上９０以下の範囲としても良い。

また、シールガスケット３０を、ポリオレフィン系エラストマーやポリスチレン系エラストマーにより、蓋体２０の嵌合溝２４に嵌合される枠形に成形し、このシールガスケット３０のデュロメータタイプＡで測定された場合の硬度をＡ８０以上９０以下の範囲としても良い。また、シールガスケット３０を、所定のエラストマーにより蓋体２０の嵌合溝２４に嵌合される枠形に成形し、このシールガスケット３０の圧潰量を０．５ｍｍ以上としても良い。

また、シールガスケット３０を、蓋体２０の蓋本体２１の嵌合溝２４に嵌合されるガスケット本体３１と、このガスケット本体３１の外周面から幅方向外側に突出する延出片３３と、この延出片３３の先端部から曲がりながら伸びて容器本体１の正面２のシール形成面７に圧接する屈曲可能な第一のシール片３５と、延出片３３の先端部以外の部分から容器本体１の背面壁方向に突出する屈曲可能な第二のシール片３７とを備えた熱可塑性エラストマー製の枠形に成形することもできる。

さらに、上記実施形態では二重シール構造のシールガスケット３０を例に説明したが、二重シール構造に何ら限定されるものではなく、例えば一重シール構造のシールガスケット３０でも良い。この場合のシールガスケット３０は、蓋体２０の嵌合溝２４に嵌入される断面略矩形で枠形のエンドレス部と、この弾性変形可能なエンドレス部の全外周コーナ部から表面外方、あるいは容器本体１の開口した正面２外方に斜めに伸長するとともに、容器本体１の正面２の接触面との間に略鋭角を形成する屈曲可能な先細りの突片と、エンドレス部の表面内外周方向に並べて突出形成され、蓋体２０の嵌合溝２４の区画内面に圧接する弾性変形可能な一対の嵌合リブとを備えて一体成形される。このシールガスケット３０の材質と硬度、圧潰量を適切に調整すれば、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係る基板収納容器及びその管理方法は、半導体ウェーハ等の基板を収納する基板収納容器の製造分野で使用される。

１ 容器本体
２ 正面（開口部）
４ 給気バルブ
６ 排気バルブ
７ シール形成面
８ 隣接面
２０ 蓋体
２１ 蓋本体
２５ 施錠操作リール
２６ 施錠バー
２７ 施錠爪
２８ 蓋カバー
３０ シールガスケット
３１ ガスケット本体
３３ 延出片
３５ 第一のシール片
３７ 第二のシール片
Ｗ 半導体ウェーハ（基板）

Claims (5)

1. 基板を収納する容器本体と、この容器本体の開口部を嵌合閉鎖する蓋体と、これら容器本体と蓋体との間に圧潰されてシールするシールガスケットとを備え、容器本体に、容器本体の外部から内部にパージガスを供給する給気バルブが取り付けられるとともに、容器本体の内部から外部にガスを排気する排気バルブが取り付けられる基板収納容器であって、
   排気バルブの開放圧力と、容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧との関係が、排気バルブの開放圧力＜容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧の関係であり、
   シールガスケットがポリオレフィン系エラストマーにより成形され、このシールガスケットのデュロメータタイプＡで測定された場合の硬度がＡ８０以上９０以下であることを特徴とする基板収納容器。
2. 基板を収納する容器本体と、この容器本体の開口部を嵌合閉鎖する蓋体と、これら容器本体と蓋体との間に圧潰されてシールするシールガスケットとを備え、容器本体に、容器本体の外部から内部にパージガスを供給する給気バルブが取り付けられるとともに、容器本体の内部から外部にガスを排気する排気バルブが取り付けられる基板収納容器であって、
   排気バルブの開放圧力と、容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧との関係が、排気バルブの開放圧力＜容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧の関係であり、
   シールガスケットの圧潰量が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする基板収納容器。
3. 基板を収納する容器本体と、この容器本体の開口部を嵌合閉鎖する蓋体と、これら容器本体と蓋体との間に圧潰されてシールするシールガスケットとを備え、容器本体に、容器本体の外部から内部にパージガスを供給する給気バルブが取り付けられるとともに、容器本体の内部から外部にガスを排気する排気バルブが取り付けられる基板収納容器であって、
   排気バルブの開放圧力と、容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧との関係が、排気バルブの開放圧力＜容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧の関係であり、
   シールガスケットは、蓋体あるいは容器本体の嵌合溝に嵌合されるガスケット本体と、このガスケット本体から突出する延出片と、この延出片の先端部から伸びて容器本体あるいは蓋体のシール形成面に接触する第一のシール片と、延出片の先端部以外の部分から突出する第二のシール片とを含み、この第二のシール片が延出片に略直交して容器本体あるいは蓋体のシール形成面に隣接する隣接面に接触することを特徴とする基板収納容器。
4. 排気バルブの開放圧力と、容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す蓋体で嵌合閉鎖された容器本体の内圧との関係が、排気バルブの弁体の開放圧力＜容器本体と蓋体の間からガスが漏れ出す基板収納容器の内圧である請求項１、２、又は３記載の基板収納容器。
5. 請求項１ないし４いずれかに記載した基板収納容器の外部から内部にパージガスを給気バルブにより供給するとともに、基板収納容器の内部から外部にガスを排気バルブにより排気し、この排気バルブから排気されるガスを計測することにより、基板収納容器の内部を管理することを特徴とする基板収納容器の管理方法。

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