JP2021120970A - 基板収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】容器内部への気体の導入による基板の浮き上がりや振動に起因する不具合を抑制でき、かつ、搬送装置等との干渉も緩和された、基板収納容器を提供する。【解決手段】基板Ｗを収納し、基板Ｗを出し入れする開口１４が形成された容器本体１０と、容器本体１０の開口１４を閉止する蓋体２０と、容器本体１０の内部に気体を供給する気体供給部１７と、気体供給部１７から供給される気体の流速を減少させる、気体供給部１７から供給される気体の供給方向を変更させる、又は、その両方を行う、気流制御部と、を少なくとも備える基板収納容器１を提供する。【選択図】図５

Description

本発明は、基板収納容器に関する。

液晶パネル用ガラス基板等を扱う半導体の製造工程では、基板（例えば、ウェーハー、パネル等）を所定の工程から別の工程に移送する際や、基板を保管する際に、基板収納容器が用いられている。基板収納容器には、その内部に複数の基板を一定の間隔を置いて上下方向に重ねて収納するもの等がある。そして、半導体の製造工程では、空気中の微粒子（パーティクル）等から基板を保護するために、基板を外気に接触させずに自動搬送装置等によって搬送する。また、ロボットアーム等によって基板を容器内から搬出入する。このように、半導体製造では、基板収納容器を用いたオートメーション化が行われている。かかる基板収納容器としては、例えば、密閉型の前開式基板収納容器（ＦＯＵＰ；Front Opening Unify Pod）が用いられている（例えば、特許文献１〜３）。

基板収納容器は、容器内部を低湿度に維持する目的等のために、窒素ガス等の不活性ガス、又はドライエア等によって容器内を置換する（ガスパージ）。通常、このようなガスパージは、基板収納容器の底面に気体導入ポートを設け、そこから容器本体の内部に置換ガスを導入することによって行われる。ガスパージは、上述した空気中の微粒子等から基板を保護する観点からも重要である。

特許第５５２４０９３号公報 特許第５９６００７８号公報 特許第６１６５６５３号公報

しかしながら、上述したガスパージを行う場合、気体導入ポートから容器内部に導入された置換ガスが、容器内部に収納されている基板に当たることにより、基板が浮き上がったり、基板が振動したりする場合がある。これにより、微粒子の発塵や基板の位置ずれ等を引き起こしてしまう。かかる不具合は、半導体製品について製品不良の原因となる。そして、かかる不具合は、基板収納容器の最下層のスロットに収納されている基板（最下位に位置する基板）に顕著である。

このような不具合を防止するために、例えば、特許文献１の前面開放ウェーハーコンテナは、少なくとも１つの細長い管状制御要素を含み、その長さは上壁部と底壁部との間の距離で十分に伸びており、細長い管状制御要素は直立の軸を有し、及び細長い管状制御要素はオフセット部を経てパージポートにおいてコンテナ部の底部に接続されて、パージポートは管状制御要素の軸から外れて配置され、よって細長い管状制御要素はパージポートよりも閉鎖背面の近くに位置している。しかしながら、かかる管状制御要素は、容器内で占める割合が大きく、ロボットアームの搬送モーション時等に搬送装置と機械的干渉を起こしてしまうため、実用的ではない。あるいは、かかる機械的干渉を回避するために、基板収納容器の収納枚数を少なくしたり、収納可能な基板のサイズを小さくしたりする必要がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、容器内部への気体の導入による基板の浮き上がりや振動に起因する不具合を抑制でき、かつ、搬送装置等との干渉も緩和された、基板収納容器を提供することを主な目的とする。

本発明者が、上述した課題を解決すべく、以下の本発明を完成させるに至った。

（１）
基板を収納可能な基板収納容器であって、前記基板を収納し、前記基板を出し入れする開口が形成された容器本体と、前記容器本体の前記開口を閉止する蓋体と、前記容器本体の内部に気体を供給する気体供給部と、前記気体供給部から供給される前記気体の流速を減少させる、前記気体供給部から供給される前記気体の供給方向を変更させる、又は、その両方を行う、気流制御部と、を少なくとも備える基板収納容器。
（２）
前記気体供給部は、前記容器本体の底面から上方に向けて前記気体を供給し、前記気流制御部は、少なくとも、前記気体の垂直方向の流速を減少させる、（１）の基板収納容器。
（３）
前記気流制御部は、多孔質部材を含み、前記気体供給部から供給される前記気体が、前記多孔質部材に当たることにより、少なくとも、前記気体の垂直方向の流速を減少させる、（１）又は（２）の基板収納容器。
（４）
前記気流制御部は、前記気体の垂直方向の流速を１〜６０％減少させる、（１）〜（３）のいずれかの基板収納容器。
（５）
前記気体供給部は、前記容器本体の底面から上方に向けて前記気体を供給し、前記気流制御部は、前記気体の供給方向を、少なくとも水平方向に拡散させる、（１）の基板収納容器。
（６）
前記気流制御部は、偏向板又は多孔質部材を含み、前記気体供給部から供給される前記気体が、前記偏向板又は前記多孔質部材に当たることにより、前記気体の供給方向を、少なくとも水平方向に拡散させる、（５）の基板収納容器。
（７）
前記容器本体の底面には、前記気体供給部から前記容器本体の内部に前記気体を導入する気体導入部が設けられ、垂直方向において、前記気流制御部の断面視における垂直方向における中心線が、前記容器本体の前記底面の内表面よりも低くなるように、前記気流制御部が前記気体導入部に接続されている、（１）〜（６）のいずれかの基板収納容器。
（８）
前記容器本体の底面には、前記気体供給部から前記容器本体の内部に前記気体を導入する気体導入部が設けられ、垂直方向において、前記気流制御部の上表面が、前記容器本体の前記底面の内表面よりも低くなるように、前記気流制御部が前記気体導入部に接続されている、（１）〜（７）のいずれかの基板収納容器。
（９）
前記容器本体の底面には、前記気体供給部から前記容器本体の内部に前記気体を導入する気体導入部が設けられ、前記気体供給部は、ハウジングと、前記ハウジングに格納された弁座体と、前記弁座体に接離し、前記気体の逆流を防止するよう作動する逆止弁体と、を少なくとも備え、前記気流制御部は、多孔質部材又は偏向板が、前記逆止弁体の上方に配置されるように、前記気体導入部に接続されている、
（３）、（４）、及び（６）〜（８）のいずれかの基板収納容器。

本発明によれば、容器内部への気体の導入による基板の浮き上がりや振動に起因する不具合を抑制でき、かつ、搬送装置等との干渉も緩和された、基板収納容器を提供することができる。

本実施形態に係る基板収納容器の斜視図である。 本実施形態に係る基板収納容器の開口状態を示す斜視図である。 本実施形態に係る基板収納容器の底面図であり、バルブを取り付けていない状態である。 本実施形態に係る基板収納容器の底面図であり、バルブを取り付けている状態である。 本実施形態に係る基板収納容器の気流制御を説明するための模式図である。 本実施形態に係る気体供給部として用いる給気バルブの第一の例の断面図である。 本実施形態に係る気体供給部として用いる給気バルブの第二の例の断面図である。 本実施形態に係る基板収納容器の気流制御を説明するための模式図である。 本実施形態に係る気体供給部として用いる給気バルブの第三の例の断面図である。 本実施形態に係る気体供給部として用いる給気バルブの第四の例の断面図である。 本実施形態に係る気体供給部として用いる給気バルブの取り付けの別の一例の断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。

なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

さらに、本明細書において、「略」を付した用語は、当業者の技術常識の範囲内でその「略」を除いた用語の意味を示すものであり、「略」を除いた意味自体をも含むものとする。

図１は、本実施形態に係る基板収納容器の斜視図であり、図２は、本実施形態に係る基板収納容器の開口状態を示す斜視図である。

基板収納容器１は、１枚以上の基板Ｗを収納可能な容器であり、正面に開口１４が形成されている容器本体１０と、この開口１４をシール可能に閉止する着脱自在の蓋体２０とを備えている。蓋体２０が、容器本体１０の開口１４付近に設けられたシール部１５と密接することにより、シール可能となる。そして、容器本体１０の内部には、例えば、開口１４から複数の半導体ウェーハー等の基板Ｗが収納され、基板Ｗは所定の間隔を有して略水平状態で容器本体１０の内部に重ねられる。また、容器本体１０の外部側面には、グリップ部１１が設けられていてもよい。

基板Ｗが、このような半導体ウェーハーである場合、例えば、半導体部品の製造工程で各種の加工又は処理が適宜施され、基板収納容器１の容器本体１０の内部に複数枚が略水平に挿入されて収納されるとともに、容器本体１０の垂直方向に整列されている。そして、基板Ｗの出し入れの際には、蓋体開閉装置（図示せず）に容器本体１０が搭載されたりする。

基板Ｗの形状としては、特に限定されず、例えば、矩形状、円形状等が挙げられる。

基板Ｗが矩形状である場合、その大きさは特に限定されないが、例えば、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ〜６５０ｍｍ×６５０ｍｍのものが挙げられる。例えば、キャリアパネルの寸法である６２５ｍｍ×６１５ｍｍや、封止パネルの寸法である６００ｍｍ×６００ｍｍ等のものも挙げられる。このような矩形状の基板Ｗである場合、図２に示すように、後述する気体供給部１７の上方に基板Ｗが配置されるため、気体供給部１７から容器本体１０の内部に導入される置換ガスが当たりやすくなり、基板の浮き上がりや基板の振動といった問題が顕著である。

基板Ｗが円形状である場合、その大きさは特に限定されないが、例えば、７７５μｍの厚さを有するφ３００ｍｍのシリコンウェーハー等が挙げられる。

容器本体１０は、基板Ｗを収納し、基板Ｗを出し入れする開口１４が形成されている。容器本体１０には、その天面（上面）に搬送用のトップフランジ１２が設けられていてもよい。また、ここでは図示はしないが、底面１３（下面）には、オプションとして板状のボトムプレートが設けられていてもよい。

ボトムプレートを設ける場合、ボトムプレートには、例えば、複数の気体供給部１７及び気体排出部１８が取り付けられている。例えば、気体供給部１７として給気バルブ３０を、気体排出部１８として排気バルブ４０を、それぞれ用いることができる。給気バルブ３０を介して、基板収納容器１の内部に置換ガス（例えば、窒素ガス等の不活性ガス、又はドライエア等）を導入することができる。そして、排気バルブ４０を介して、基板収納容器１の内部に存在するガスを外部に排出することができる。図１では、底面１３に取り付けられる給気バルブ３０及び排気バルブ４０を、それぞれ図中下方側に取り出し、さらに分解した状態を模式的に示している。

容器本体１０、蓋体２０、並びに給気バルブ３０及び排気バルブ４０は、樹脂組成物を含有する成形材料により構成することができる。例えば、射出成形により部品が成形され、これらの部品の組み合わせから構成されてもよい。樹脂組成物の樹脂としては、特に限定されないが、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、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂、及びこれらのアロイ等が挙げられる。

樹脂組成物は、必要に応じて、カーボン繊維、カーボンパウダー、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー等の導電物質、アニオン系、カチオン系、非イオン系等の各種帯電防止剤等を含有していてもよい。また、樹脂組成物は、必要に応じて、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等の紫外線吸収剤を含有していてもよい。さらに、樹脂組成物は、剛性を向上させる目的で、ガラス繊維、炭素繊維等を含有していてもよい。

容器本体１０は、正面が開口したフロントオープンボックスタイプであり、正面の開口１４を略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等に把持して工程間を搬送させてもよい。あるいは、半導体加工装置に付属するロードポート上に位置決めして搭載させてもよい。

容器本体１０は、その内部表面のうち対向する１対の表面に、基板Ｗを支持する支持部１６を有する。例えば、容器本体１０の対向する内部の側壁に、基板Ｗを略水平に支持する左右一対の支持片がそれぞれ対設される。左右一対の支持片は、垂直方向に所定のピッチ間隔で配列されている。これにより、基板Ｗを垂直方向において所定の間隔で重ね合わせるように収納することができる。

続いて、給気バルブ３０及び排気バルブ４０について説明する。

給気バルブ３０は、容器本体１０の底面１３における複数の取り付け部１７Ｊ（図３参照）にそれぞれ嵌着されて、気体供給部１７を構成する。給気バルブ３０は、容器本体１０の底面１３に配置される。例えば、蓋体開閉装置に容器本体１０が搭載されると、給気バルブ３０は、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、容器本体１０の内部に置換ガスを供給する。ここでは、図１において、給気バルブ３０は、容器本体１０の底面に矢印Ｆ１の方向より接続した場合を、一例として例示したが、接続形態はこれに限定されない。例えば、矢印Ｆ１の逆方向、さらには上下からの両方向から接続する構成であってもよい。例えば、第一のハウジング３３を容器内側から挿入し、それ以外の部材を矢印Ｆ１の方向から嵌合する構成であってもよい。

排気バルブ４０は、容器本体１０の底面１３における複数の取り付け部１８Ｊ（図３参照）にそれぞれ嵌着されて、気体排出部１８を構成する。排気バルブ４０は、容器本体１０の底面１３に配置される。例えば、蓋体開閉装置に容器本体１０が搭載されると、排気バルブ４０は、蓋体開閉装置に併設されたパージ装置の排気ポートに接続され、容器本体１０の内部から外部にガスを排出する。ここでは、図１において、排気バルブ４０は、容器本体１０の底面に矢印Ｆ２の方向より接続する場合を、一例として例示したが、接続形態はこれに限定されない。例えば、矢印Ｆ２の逆方向、さらには上下からの両方向から接続する構成であってもよい。例えば、第一のハウジング４３を容器内側から挿入し、それ以外の部材を矢印Ｆ２の方向から嵌合する構成であってもよい。

給気バルブ３０は、逆止弁体３１、弾性体３２、第一のハウジング３３、リブ３４、及びＯリング３５を少なくとも有しており、これらはスライド可能に嵌入される。給気バルブ３０は、逆止弁体３１が弾性体３２の背圧により逆流を防止するよう作動する逆止弁機構を備えていてもよい。この弾性体３２としては、例えば、コイルバネ等を用いることができる。

排気バルブ４０は、逆止弁体４１、弾性体４２、第一のハウジング４３、リブ４４、及びＯリング４５を少なくとも有しており、これらはスライド可能に嵌入される。排気バルブ４０は、逆止弁体４１が弾性体４２の背圧により逆流を防止するよう作動する逆止弁機構を備えていてもよい。この弾性体４２としては、例えば、コイルバネ等を用いることができる。

そして、給気バルブ３０及び排気バルブ４０は、部品点数を増減変更することなく、給気バルブ３０としても、排気バルブ４０としても利用することができる。両者は、バルブの機能（給排気）に応じて逆止弁体３１，４１及び弾性体３２，４２の向きを変更すればよい（図１参照）。例えば、基板収納容器１の外部から内部に置換ガスを供給する給気バルブ３０として機能する場合には、逆止弁体３１が弾性体３２の上方に位置する。一方、基板収納容器１の内部から外部に置換ガスを排出する排気バルブ４０として機能する場合には、弾性体４２が逆止弁体４１の上方に位置する。

上述した構成において、例えば、基板収納容器１の内部を窒素ガス等の置換ガスに置換し、容器本体１０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１０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３０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４０を接続し、その後、給気ポートから給気バルブ３０に置換ガスを導入すればよい。

そして、置換ガスは、給気バルブ３０内に充満し、弾性体３２を圧縮しながら逆止弁体３１を押し上げ、流路を形成する。置換ガスは、給気バルブ３０の内部を流通して容器本体１０の内部に導入され、容器本体１０の内部に存在するガスを排気バルブ４０の方向に押し出す。

排気バルブ４０の方向に押し出されたガスは、排気バルブ４０の内部を流通して、弾性体４２を圧縮しながら逆止弁体４１を押し下げ、流路を形成する。こうして流路が形成されると、ガスはこの流路を介して基板収納容器１の外部に流出され、排気される。

図３は、本実施形態に係る基板収納容器の底面図であり、バルブを取り付けていない状態であり、図４は、本実施形態に係る基板収納容器の底面図であり、バルブを取り付けている状態である。

図３は、基板収納容器１を底面１３側から見た図であり、各給気バルブ３０の取り付け部１７Ｊ及び排気バルブ４０の取り付け部１８Ｊを示している。すなわち、図３は、給気バルブ３０及び排気バルブ４０が取り付けられていない基板収納容器１を示している。各取り付け部１７Ｊ，１８Ｊは、蓋体２０側（図面の上側）の両脇に１対（１個ずつ）、奥行き後部側（図面の下側）の両脇に１対（１個ずつ）取り付けられている。各取り付け部１７Ｊ，１８Ｊは、底面１３に形成された取り付け孔１７Ｈ，１８Ｈによって露出されている。なお、底面１３における取り付け部１７Ｊ，１８Ｊの配置場所は、特に限定されず、装置構成等を考慮して、適宜好適な場所に取り付けることもできる。

図４は、図３と対応する図であり、給気バルブ３０の取り付け部１７Ｊに、給気バルブ３０を取り付けた気体供給部１７と、排気バルブ４０の取り付け部１８Ｊに排気バルブ４０を取り付けた気体排出部１８を示している。すなわち、蓋体２０側に１個の給気バルブ３０と１個の排気バルブ４０が取り付けられており、奥行き後部側の両脇に１個の給気バルブ３０と１個の排気バルブ４０が取り付けられている。なお、図３及び図４では、気体供給部１７及び気体排出部１８を、底面１３に２対（２個×２）配置した場合を例示したが、気体供給部１７及び気体排出部１８の個数及び配置は、これらに限定されない。例えば、気体供給部１７を容器本体の底面１３に３箇所設け、気体排出部１８を底面１３に１箇所設ける態様等でもよい。また、基板Ｗとの配置関係等を考慮して、置換ガスが基板Ｗに当たりにくい好適な箇所に配置することもできる。

底面１３の給気バルブ３０の取り付け部１７Ｊを露出させる取り付け孔１７Ｈには、リブが形成されていてもよい。このリブは、取り付け孔１７Ｈを中心として半径の異なる円筒状又は円弧状のリブとしてもよい。同様に、底面１３の排気バルブ４０の取り付け部１８Ｊを露出させる取り付け孔１８Ｈには、リブが形成されていてもよい。このリブは、取り付け孔１８Ｈを中心として半径の異なる円筒状又は円弧状としてもよい。

なお、図示はしないが、底面１３には、基板収納容器１を加工装置（図示せず）に配置する際の位置決めを行うための位置決め部材が設けられていてもよい。位置決め部材は、例えば、略Ｖ字状の傾斜面を有し、加工装置のピンと嵌合可能な形状であってもよい。位置決め部材は、少なくとも３箇所設けられることが好ましい。

（気流制御部）

基板収納容器１は、容器本体１０の内部に気体（例えば、置換ガス）を供給する気体供給部１７（例えば、給気バルブ３０）と、気体供給部１７から供給される気体の流速を減少させる、気体供給部１７から供給される気体の供給方向を変更させる、又は、その両方を行う、気流制御部（例えば、後述する多孔質部材３３１や偏向板３４０）と、を有する。基板収納容器１は、かかる気流制御部を有することで、置換ガスが、容器本体１０の内部に収納されている基板Ｗに当たる勢いを緩和できる。

気流制御部としては、例えば、置換ガスの流速を減少させる機構、置換ガスの供給方向を変更する機構、又は、その両方を備える機構を有するものが挙げられる。これらの機構は、いずれも、置換ガスが基板Ｗに直接当たることを緩和するものであり、これにより基板Ｗの浮き上がり及び振動を防止できる。そして、後述するように、気流制御部は、基板収納容器１の構造上の制約にならないよう簡便かつ省スペースな構造とすることができるため、搬送装置等との干渉もなく、基板収納容器１の基板Ｗの収納枚数を減らす必要もない。

気体供給部１７は、容器本体１０の底面から上方に向けて置換ガスを供給し、気流制御部は、少なくとも、置換ガスの垂直方向の流速を減少させる構成であることが好ましい。このような構成をとることによって、容器本体１０の内部に導入された置換ガスが、収納されている基板Ｗ（特に、最下位に収納されている基板Ｗ）に当たることにより、基板が浮き上がったり、基板が振動したりすることを効果的に防止できる。

あるいは、気体供給部１７は、容器本体１０の底面から上方に向けて置換ガスを供給し、気流制御部は、置換ガスの供給方向を、少なくとも水平方向に拡散させる構成であることが好ましい。このような構成をとることによっても、容器本体１０の内部に導入された置換ガスが収納されている基板Ｗ（特に、最下位に収納されている基板Ｗ）に当たることにより、基板が浮き上がったり、基板が振動したりすることを効果的に防止できる。

以下、上述した各構成の具体例について説明する。

図５は、本実施形態に係る基板収納容器の気流制御を説明するための模式図である。

図５は、気体供給部１７から供給される置換ガスの垂直方向の流速を減少させる、気流制御部の周辺領域を模式的に示している。この気流制御部は、底面１３の開口に接続されており、パージポートケース１９の内側に、逆止弁体３１と、この逆止弁体３１の上方に配置されたエアフィルター３３２と、エアフィルター３３２の上方に配置された多孔質部材３３１と、を備えている。多孔質部材３３１は、細孔が多く形成された部材であり、この細孔に置換ガスが導入されることで置換ガスの流速が低下する。

気流制御部は、多孔質部材３３１を備え、気体供給部１７（給気バルブ３０）から供給される置換ガスが、多孔質部材３３１に当たることにより、置換ガスの流速を減少させる構成であることが好ましい。置換ガスは、容器本体１０の下方から容器本体１０の内部に向けて導入され（矢印Ｆ３参照）、容器本体１０の内部に導入された後、上方に送られる（矢印Ｆ４参照）。そして、多孔質部材３３１に当たることにより、少なくとも、置換ガスの垂直方向の流速を減少させることができる。垂直方向の流速が減少すると、基板収納容器１の内部に上下方向に沿って収納されている基板Ｗに当たる置換ガスの勢いが減勢されるため、置換ガスの供給速度を一定に維持しつつ、基板Ｗの浮き上がり及び振動を一層効果的に抑えられる。

気流制御部は、置換ガスの垂直方向の流速を１〜６０％減少させることが好ましい。この割合の下限は、より好ましくは１０％以上であり、更に好ましくは２０％以上である。また、この割合の上限は、より好ましくは５０％以下であり、更に好ましくは４０％以下である。置換ガスの垂直方向の流速をこのような範囲に減少させることで、置換ガスの供給速度を一定に維持しつつ、基板Ｗの浮き上がり及び振動を一層効果的に抑えられる。この割合は、気流制御部に供給される置換ガス（矢印Ｆ３参照）の垂直方向の流速に対する、気流制御部から排出される置換ガス（矢印Ｆ４参照）の垂直方向の流速の減少率をいう。

多孔質部材３３１の種類については、特に限定されず、置換ガスの流速及び流量、基板収納容器１の形状、大きさ及びその他の部材の配置、並びに基板Ｗの形状及び大きさ等を考慮して、適宜好適なものを選択することができる。例えば、多孔質部材３３１としては、ミクロポーラス材料、メソポーラス材料、マクロポーラス材料等が挙げられる。その具体例としては、例えば、ミクロポーラスシリカ、メソポーラスシリカ、マクロポーラスシリカ、シリカゲル、活性炭、ゼオライト、プラスチック焼結多孔質体、セラミック材等が挙げられる。プラスチック焼結多孔質体としては、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂等が挙げられる。セラミック材としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウム等が挙げられる。これらの中でも、置換ガスの流速制御、耐熱性、強度、及び材料安定性等の観点から、プラスチック焼結多孔質体、及びセラミック材が好ましい。プラスチック焼結多孔質体の中でも、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）がより好ましい。セラミック材の中でも、ジルコニア等がより好ましい。

多孔質部材３３１の気孔率は、特に限定されないが、２０〜７５体積％であることが好ましい。気孔率の下限は、より好ましくは２５体積％以上であり、更に好ましくは３０体積％以上である。また、気孔率の上限は、より好ましくは６０体積％以下であり、更に好ましくは５０体積％以下である。ここでいう気孔率は、多孔質部材３３１の材料部分及び気孔部分を含む外形全体の体積に対する、気孔部分の体積の割合をいう。

また、本実施形態によれば、必要に応じて、エアフィルター３３２を設けてもよい。エアフィルター３３２を設けることにより、空気中の微粒子（パーティクル）が基板収納容器１の内部に侵入することを防止できる。エアフィルター３３２の材質は特に限定されず、公知のものを採用することができる。例えば、四フッ化エチレン、ポリエステル繊維、フッ素系樹脂、ガラス繊維、活性炭繊維等が挙げられる。

ここでは、逆止弁体３１と多孔質部材３３１との間にエアフィルター３３２が設けられた場合を例示したが、エアフィルター３３２は必ずしも設けなくてもよい。また、エアフィルター３３２以外にも、必要に応じて、その他の部品を更に設けてもよい。

容器本体１０の底面１３には、気体供給部１７（例えば、給気バルブ３０）から容器本体１０の内部に置換ガスを導入する気体導入部（例えば、底面１３の取り付け部１７Ｊ）が設けられ、垂直方向において、気流制御部の断面視における垂直方向における中心線Ｌが、容器本体１０の底面１３の内表面１３ｓよりも低くなるように、気流制御部が気体導入部に接続されていることが好ましい。例えば、気流制御部を底面１３の内表面１３ｓよりも低い位置に配置することで、基板Ｗ（特に、最下位に位置する基板Ｗ）に当たる気流の勢いを一層効果的に減殺することができる。例えば、図５の場合、多孔質部材３３１の中心線Ｌが、底面１３の内表面１３ｓよりも低い位置にあればよい。なお、ここでいう中心線Ｌは、例えば、気流制御部が、多孔質部材３３１である場合、その中心線Ｌは、多孔質部材３３１の重心を通る水平な線をいう。

また、容器本体１０の底面１３には、気体供給部１７（給気バルブ３０）から容器本体１０の内部に置換ガスを導入する気体導入部（例えば、底面１３の取り付け部１７Ｊ）が設けられ、垂直方向において、気流制御部の上表面３３１ｓが、容器本体１０の底面１３の内表面１３ｓよりも低くなるように、気流制御部が気体導入部に接続されていることが好ましい。気流制御部の上表面３３１ｓを、底面１３の内表面１３ｓよりも低い位置に配置することで、基板Ｗ（特に、最下位に位置する基板Ｗ）に当たる気流の勢いを一層効果的に減殺することができる。

続いて、気体供給部１７として給気バルブ３０を用いる場合の具体例を説明する。

図６は、本実施形態に係る気体供給部として用いる給気バルブの第一の例の断面図である。

給気バルブ３０ａは、容器本体１０の底面１３の取り付け部１７Ｊに接続される第一のハウジング３３と、この第一のハウジング３３に嵌入される取り付け壁３３５と、第一のハウジング３３に螺嵌される第二のハウジング３３４と、を有している。そして、第一のハウジング３３の上部に多孔質部材３３１ａが配置されている。給気バルブ３０ａは、多孔質部材３３１ａがハウジング（例えば、第一のハウジング３３、又は第二のハウジング３３４）の上部表面に露出している構成である。

なお、図６ではエアフィルター３３２を設けた場合を例示したが、エアフィルター３３２は、必ずしも設けなくてもよく、必要に応じて、例えば、多孔質部材３３１ａの下方に配置してもよい。

さらに、取り付け壁３３５と第二のハウジング３３４により形成された空間内部には、弁座体３３３に接離する逆止弁体３１が弾性体３２の背圧により逆流を防止するよう作動する、逆止弁機構を備えている。

そして、取り付け壁３３５の外周面の上方には、第一のハウジング３３の内周面に密接する密封用のＯリング３３６が嵌合されている。また、第一のハウジング３３の外周面の上方には、容器本体１０の底面１３及びブロック１３２に嵌合係止する密封用のＯリング３５が嵌合されている。

給気バルブ３０ａは、第一のハウジング３３に設けられた突起３３８及び第二のハウジング３３４に設けられた突起３３９が、ブロック１３２を挟持することで、容器本体１０の底面１３に接続されている。ブロック１３２は、底面１３とボトムプレート１３１との間に形成されている。

このような構成を備える給気バルブ３０ａは、給気バルブ３０ａの下方に形成されている開口３３７から置換ガスが導入され（矢印Ｆ５参照）、給気バルブ３０ａの内部にある逆止弁機構を通過し、エアフィルター３３２を経て、多孔質部材３３１ａへと導かれる。そして、多孔質部材３３１ａに置換ガスが当たることにより置換ガスの流速が減勢されて、基板収納容器１の容器本体１０の内部に向けて上方に供給される（矢印Ｆ６参照）。この際、少なくとも垂直方向における置換ガスの勢いが減勢されている（垂直方向の置換ガスの流速が減少されている）ので、基板収納容器１に収納されている基板Ｗが置換ガスによって浮き上がったり、振動したりすることがない。

さらに、給気バルブ３０ａは、多孔質部材３３１ａが第一のハウジング３３の表面に設けられたコンパクトなものであり、大がかりな部品ではないため、給気バルブ３０ａを基板収納容器１に装着しても、ロボットアーム等の搬送装置との機械的干渉がない。

多孔質部材３３１ａによって置換ガスの流速を制御する基板収納容器１は、その構成部品の省スペース化においても優れている。よって、基板収納容器１に収納できる基板Ｗの枚数も多く、基板Ｗの搬送効率に優れている。

さらに、多孔質部材３３１ａは、空孔を部材全体に形成することにより、置換ガスの流速を減少させるだけでなく、置換ガスの供給方法を変更させることもできる。例えば、置換ガスの垂直方向の流速を減少し、かつ、置換ガスの供給方向を、少なくとも水平方向に、更には四方に、拡散させることができる。

図７は、本実施形態に係る気体供給部として用いる給気バルブの第二の例の断面図である。

給気バルブ３０ｂは、図６の給気バルブ３０ａとは多孔質部材３３１ｂの配置が異なるものである。図７の給気バルブ３０ｂは、第一のハウジング３３の内部に多孔質部材３３１ｂが格納されている。すなわち、給気バルブ３０ｂは、容器本体１０の底面１３の取り付け部１７Ｊに接続される第一のハウジング３３と、この第一のハウジング３３に嵌入される取り付け壁３３５と、第一のハウジング３３に螺嵌される第二のハウジング３３４と、を有している。そして、第一のハウジング３３と取り付け壁３３５により形成された空間内部には、多孔質部材３３１ｂが配置されている。さらに、取り付け壁３３５と第二のハウジング３３４により形成された空間内部には、弁座体３３３に接離する逆止弁体３１が、弾性体３２の背圧により逆流を防止するよう作動する逆止弁機構が配置されている。

給気バルブ３０ｂは、多孔質部材３３１ｂを第一のハウジング３３と第二のハウジング３３４の内部に配置している構成であるため、よりコンパクトであり、これを備える基板収納容器１は、ロボットアーム等の搬送装置との機械的干渉が一層抑制される。すなわち、多孔質部材３３１ｂの上表面が、容器本体１０の底面１３の内表面よりも低くなるように位置されている状態である。

このような構成を備える給気バルブ３０ｂは、給気バルブ３０ｂの下方に形成されている開口３３７から置換ガスが導入され（矢印Ｆ７参照）、給気バルブ３０ｂの内部にある逆止弁機構を通過し、エアフィルター３３２を経て、多孔質部材３３１ｂへと導かれる。そして、多孔質部材３３１ｂに置換ガスが当たることにより置換ガスの流速が減勢されて、基板収納容器１の容器本体１０の内部に向けて上方に供給される（矢印Ｆ８参照）。この際、少なくとも垂直方向における置換ガスの勢いが減勢されている（垂直方向の置換ガスの流速が減少されている）ので、基板収納容器１に収納されている基板Ｗが置換ガスによって浮き上がったり、振動したりすることがない。

なお、図７ではエアフィルター３３２を設けた場合を例示したが、エアフィルター３３２は、必ずしも設けなくてもよく、必要に応じて、例えば、多孔質部材３３１ｂの下方に配置してもよい。

図８は、本実施形態に係る基板収納容器の気流制御を説明するための模式図である。

図８は、気体供給部１７（給気バルブ３０）から供給される置換ガスの供給方向を、容器本体１０の内部の水平方向に拡散させる気流制御部を模式的に示している。この気流制御部は、偏向板３４０を用いることにより置換ガスの気流の方向を変更させている点で、図５の気流制御部と異なるものである。

この気流制御部は、底面１３の開口に接続されており、パージポートケース１９の内側に、逆止弁体３１と、この逆止弁体３１の上方に配置されたエアフィルター３３２と、エアフィルター３３２の上方に配置された偏向板３４０と、を備えている。偏向板３４０は、断面視において水平方向に延設されたガイドを有している。

本実施形態では、偏向板３４０のガイドの延設方向は、水平方向に限定されず、装置構成等を考慮して、変形してもよい。例えば、ガイドの延設方向が、水平方向に対して４５°以下となるようにしてもよい。すなわち、偏向板３４０は、水平方向に対して４５°以下の角度となるよる延設されたガイドを有する構造であってもよい。水平方向に対する角度が４５°以下であれば、置換ガスの気流の多くを水平成分に拡散することができる。このような観点から、ガイドの水平方向に対する角度は、好ましくは４５°以下であり、より好ましくは４０°以下であり、更に好ましくは３０°以下であり、より更に好ましくは０°（水平方向）である。水平方向とすることで、気流制御部の構造を省スペース化することができるため、搬送装置等との干渉の抑制、及び基板収納容器１の基板Ｗの収納枚数の点で好適である。

気流制御部は、偏向板３４０を含み、気体供給部１７（給気バルブ３０）から供給される置換ガスが、偏向板３４０に当たることにより、置換ガスの供給方向を、少なくとも水平方向に拡散させることが好ましい。置換ガスは、容器本体１０の下方から容器本体１０の内部に向けて導入され（矢印Ｆ９参照）、容器本体１０の内部に導入された後、上方に送られる（矢印Ｆ１０参照）。その際、偏向板３４０に衝突した置換ガスの気流が、水平方向に分岐され、底面１３の水平方向（図面の左方向及び右方向）に向けて送り出される（矢印Ｆ１１参照）。そして、置換ガスの供給方向を容器本体１０の内部の水平方向に拡散させることができる。このような構成をとることによっても、容器本体１０の内部に導入された置換ガスが収納されている基板Ｗ（特に、最下位に収納されている基板Ｗ）に当たることを抑制できるため、基板が浮き上がったり、基板が振動したりすることを効果的に防止できる。なお、このような水平方向への拡散は、偏向板３４０の替わりに、多孔質部材３３１を用いることでも行うことができる。例えば、多孔質部材３３１に形成されている細孔から、置換ガスを四方に向けて噴射することができる。

偏向板３４０の材質については、特に限定されず、適宜好適な材料を選択することができる。例えば、樹脂製であってもよいし、金属製であってもよい。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、これらのアロイ等が挙げられる。また、必要に応じて、カーボン繊維、カーボンパウダー、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー等の導電性材料や、アニオン系、カチオン系、非イオン系等の帯電防止剤等を配合してもよい。金属としては、特に限定されず、成形容易性や安定性等を考慮して適宜好適な種類を選択することができる。さらに、偏向板３４０の形状については、特に限定されず、装置の構成等を考慮して適宜好適な形状を選択することができる。

ここでは、逆止弁体３１と偏向板３４０との間にエアフィルター３３２が設けられた場合を例示したが、エアフィルター３３２は必ずしも設けなくてもよい。また、図示はしないが、気流制御部は、必要に応じて、その他の部品を更に備えていてもよい。

図９は、本実施形態に係る気体供給部として用いる給気バルブの第三の例の断面図である。

給気バルブ３０ｃは、容器本体１０の底面１３の取り付け部１７Ｊに接続される第一のハウジング３３と、この第一のハウジング３３に嵌入される取り付け壁３３５と、第一のハウジング３３に螺嵌される第二のハウジング３３４と、を有している。そして、第一のハウジング３３の上面には、置換ガスの流速方向を垂直方向から水平方向に変更させる偏向板３４０ａが設けられている。すなわち、給気バルブ３０ｃは、偏向板３４０ａが第一のハウジング３３の上部表面に設けられている構成である。そして、偏向板３４０ａは、その外周部を支持する支持部が設けられており、その端部の一部が閉じられた形状であるため、置換ガスの供給方向を高い精度で制御することができる。

偏向板３４０ａの形状及び大きさは、上述した形状に限定されず、置換ガスの流速及び流量、基板収納容器１に収納する基板Ｗの収納枚数、形状及び大きさ、並びに基板収納容器１の構造等を考慮して、適宜好適な形状及び大きさに決定することができる。

給気バルブ３０ｃを構成するその他の部材については、必要に応じて、適宜好適な部材を採用することができる。

このような構成を備える給気バルブ３０ｃは、給気バルブ３０ｃの下方に形成されている開口３３７から置換ガスが導入され（矢印Ｆ１２参照）、給気バルブ３０ｃの内部にある逆止弁機構を通過し、エアフィルター３３２を経て、偏向板３４０ａへと導かれる。そして、偏向板３４０ａのガイドに置換ガスが当たることにより置換ガスの供給方向が水平方向に分岐され、底面１３の水平方向（図面の左方向及び右方向）に向けて送り出される（矢印Ｆ１３参照）。そして、置換ガスの供給方向を容器本体１０の内部の水平方向に拡散させることができる。これにより、置換ガスが基板Ｗ（特に、最下位に収納されている基板Ｗ）に当たることを抑制できるため、基板が浮き上がったり、基板が振動したりすることを効果的に防止できる。

なお、図９ではエアフィルター３３２を設けた場合を例示したが、エアフィルター３３２は、必ずしも設けなくてもよく、必要に応じて、例えば、偏向板３４０ａの下方に配置してもよい。

図１０は、本実施形態に係る気体供給部として用いる給気バルブの第四の例の断面図である。

給気バルブ３０ｄの偏向板３４０ｂは、図９の給気バルブ３０ｃの偏向板３４０ａと形状が異なるものである。図１０の給気バルブ３０ｄは、第一のハウジング３３の上部表面に偏向板３４０ｂが設けられている。偏向板３４０ｂは、偏向板３４０ｂの外周部を支持する支持部が形成されておらず、ガイドの端部が解放されている。偏向板３４０ｂは、ガイドの端部が解放されているため、水平方向に対するガイドの角度を容易に調節することができる。

このような構成を備える給気バルブ３０ｄは、給気バルブ３０ｄの下方に形成されている開口３３７から置換ガスが導入され（矢印Ｆ１４参照）、給気バルブ３０ｄの内部にある逆止弁機構を通過し、エアフィルター３３２を経て、偏向板３４０ｂへと導かれる。そして、偏向板３４０ｂのガイドに置換ガスが当たることにより置換ガスの供給方向が水平方向に分岐され、底面１３の水平方向（図面の左方向及び右方向）に向けて送り出される（矢印Ｆ１５参照）。そして、置換ガスの供給方向を容器本体１０の内部の水平方向に拡散させることができる。これにより、置換ガスが基板Ｗ（特に、最下位に収納されている基板Ｗ）に当たることを抑制できるため、基板が浮き上がったり、基板が振動したりすることを効果的に防止できる。

なお、図１０ではエアフィルター３３２を設けた場合を例示したが、エアフィルター３３２は、必ずしも設けなくてもよく、必要に応じて、例えば、偏向板３４０ｂの下方に配置してもよい。

図１１は、本実施形態に係る気体供給部として用いる給気バルブの取り付けの別の一例の断面図である。

これまで説明してきた給気バルブ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、いずれも底面１３、底面１３の下部に設けられたブロック１３２及びボトムプレート１３１を有する容器本体１０において、ブロック１３２を第一のハウジング３３の突起３３８と第二のハウジング３３４の突起３３９とで挟持することによって取り付けられている場合を例示したものであるが、給気バルブ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの取り付け方法はこれに限定されない。

例えば、図１１に示すように、容器本体１０がボトムプレート１３１を備えていない場合、ブロック１３３を第一のハウジング３３の突起３３８及び第二のハウジング３３４の突起３３９によって挟持するようにしてもよい。あるいは、図示はしないが、ボトムプレート１３１又はブロック１３３をねじ等で固定してもよい。

ボトムプレート１３１及びブロック１３２の材質は、特に限定されず、適宜好適な材料を選択することができる。例えば、樹脂製であってもよいし、金属製であってもよい。

なお、図１１ではエアフィルター３３２を設けた場合を例示したが、エアフィルター３３２は、必ずしも設けなくてもよく、必要に応じて、例えば、多孔質部材３３１ａの下方に配置してもよい。

以上説明してきたように、気体供給部１７として上述した給気バルブ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを備える場合、容器本体１０の底面には、気体供給部１７から容器本体１０の内部に置換ガスを導入する気体導入部（例えば、取り付け部１７Ｊ）が設けられ、気体供給部１７は、ハウジング（例えば、第一のハウジング３３、又は第二のハウジング３３４）と、ハウジングに格納された弁座体３３３と、弁座体３３３に接離し、気体の逆流を防止するよう作動する逆止弁体３１と、を少なくとも備え、気流制御部は、多孔質部材３３１，３３１ａ，３３１ｂ又は偏向板３４０，３４０ａ，３４０ｂが、逆止弁体３１の上方に配置されるように、気体導入部（例えば、取り付け部１７Ｊ）に接続されていることが好ましい。なお、気流制御部は、気体供給部１７とともに気体導入部に接続されていてもよい。また、上述したように、多孔質部材３３１，３３１ａ，３３１ｂ又は偏向板３４０，３４０ａ，３４０ｂは、ハウジング内に格納されていてもよい。

そして、本実施形態に係る基板収納容器１は、半導体パッケージ用等に使用されるＦＯＵＰ等として好適に使用できる。例えば、関連装置を含めたシステム及びＳＥＭＩ規格（Semiconductor Equipment and Materials International）においては、とりわけ、置換ガスのパージ等に関する改善要望は多いところ、本実施形態によれば、簡便な装置構成でありながら、容器内部への置換ガスの導入による基板Ｗの浮き上がりや振動に起因する不具合を抑制でき、かつ、搬送装置等との干渉も緩和される。よって、かかる改善要望に応え得るものである。さらに、機械的干渉が少ないため、容器本体１０の内部のスペースを有効に活用することができ、基板Ｗの収納枚数を増やすこともできる。そして、３００ｍｍウェーハーから４５０ｍｍウェーハーへの大口径化の流れにも対応できる技術としても期待できるものである。

１：基板収納容器、１０：容器本体、１１：グリップ部、１２：トップフランジ、１３：底面、１３ｓ：内表面、１３１：ボトムプレート、１３２，１３３：ブロック、１４：（容器本体の）開口、１５：シール部、１６：支持部、１７：気体供給部、１８：気体排出部、１７Ｈ，１８Ｈ：取り付け孔、１７Ｊ，１８Ｊ：取り付け部、１９：パージポートケース、２０：蓋体、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ：給気バルブ、４０：排気バルブ、３１，４１：逆止弁体、３２，４２：弾性体、３３，４３：第一のハウジング、３４，４４：リブ、３５，４５，３３６：Ｏリング、３３１，３３１ａ，３３１ｂ：多孔質部材、３３１ｓ：上表面、３３２：エアフィルター、３３３：弁座体、３３４：第二のハウジング、３３５：取り付け壁、３３７：開口、３３８，３３９：突起、３４０，３４０ａ，３４０ｂ：偏向板、Ｗ：基板、Ｌ：中心線、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７，Ｆ８，Ｆ９，Ｆ１０，Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５：矢印

Claims (9)

1. 基板を収納可能な基板収納容器であって、
   前記基板を収納し、前記基板を出し入れする開口が形成された容器本体と、
   前記容器本体の前記開口を閉止する蓋体と、
   前記容器本体の内部に気体を供給する気体供給部と、
   前記気体供給部から供給される前記気体の流速を減少させる、前記気体供給部から供給される前記気体の供給方向を変更させる、又は、その両方を行う、気流制御部と、
   を少なくとも備える基板収納容器。
2. 前記気体供給部は、前記容器本体の底面から上方に向けて前記気体を供給し、
   前記気流制御部は、少なくとも、前記気体の垂直方向の流速を減少させる、
   請求項１に記載の基板収納容器。
3. 前記気流制御部は、多孔質部材を含み、前記気体供給部から供給される前記気体が、前記多孔質部材に当たることにより、少なくとも、前記気体の垂直方向の流速を減少させる、
   請求項１又は２に記載の基板収納容器。
4. 前記気流制御部は、前記気体の垂直方向の流速を１〜６０％減少させる、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板収納容器。
5. 前記気体供給部は、前記容器本体の底面から上方に向けて前記気体を供給し、
   前記気流制御部は、前記気体の供給方向を、少なくとも水平方向に拡散させる、
   請求項１に記載の基板収納容器。
6. 前記気流制御部は、偏向板又は多孔質部材を含み、前記気体供給部から供給される前記気体が、前記偏向板又は前記多孔質部材に当たることにより、前記気体の供給方向を、少なくとも水平方向に拡散させる、
   請求項５に記載の基板収納容器。
7. 前記容器本体の底面には、前記気体供給部から前記容器本体の内部に前記気体を導入する気体導入部が設けられ、
   垂直方向において、前記気流制御部の断面視における垂直方向における中心線が、前記容器本体の前記底面の内表面よりも低くなるように、前記気流制御部が前記気体導入部に接続されている、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板収納容器。
8. 前記容器本体の底面には、前記気体供給部から前記容器本体の内部に前記気体を導入する気体導入部が設けられ、
   垂直方向において、前記気流制御部の上表面が、前記容器本体の前記底面の内表面よりも低くなるように、前記気流制御部が前記気体導入部に接続されている、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板収納容器。
9. 前記容器本体の底面には、前記気体供給部から前記容器本体の内部に前記気体を導入する気体導入部が設けられ、
   前記気体供給部は、ハウジングと、前記ハウジングに格納された弁座体と、前記弁座体に接離し、前記気体の逆流を防止するよう作動する逆止弁体と、を少なくとも備え、
   前記気流制御部は、多孔質部材又は偏向板が、前記逆止弁体の上方に配置されるように、前記気体導入部に接続されている、
   請求項３、４、及び６〜８のいずれか一項に記載の基板収納容器。

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