JP3904772B2 - 精密基板収納容器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハやマスクガラス等からなる精密基板の収納、精密基板の輸送、精密基板用の加工装置に対する位置決め、加工装置間の搬送、及び又は貯蔵等に使用される精密基板収納容器に関し、より詳しくは、容器本体の開口一端面を開閉する蓋体の位置決め構造とラッチ機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造に関わる半導体ウェーハやマスクガラス等の精密基板は、半導体デバイスの厳しい価格競争に伴い、歩留まり向上によるコストダウンを目的として口径の大型化(例えば、３００ｍｍないし４００ｍｍ)が急ピッチで進められている。同時に、半導体回路は益々微細化が進められ、ＤＲＡＭのデザインルール(加工最小線幅)も０．２５μｍから０．１８μｍ、あるいはさらに低ピッチへと移行しつつあり、精密基板の加工工場はもとより、精密基板の運搬時に使用される精密基板収納容器に関しても益々高度なクリーン状態が要求されてきている。
【０００３】
このような要求を実現する手段として、精密基板の加工に必要な局所環境(ミニエンパイロメント)だけを高度にクリーンな環境とし、このクリーンな複数の局所環境の間だけで精密基板を収納した精密基板収納容器を搬送するという方法が提案されている。これを受け、精密基板を汚染させることなく自動搬送することができ、しかも、加工装置に直接アクセス可能な精密基板収納容器の開発が鋭意進められている。
【０００４】
この種の精密基板収納容器は、図１７に部分的に示すように、精密基板を整列収納する容器本体１と、この容器本体１の開口正面を密封状態に閉鎖する蓋体１７とから構成され、局所環境に搬送ロボットにより搬送される。容器本体１は、その底面に別体のボトムプレート、あるいは一体構造のボトムプレート部(以下、単にボトムプレートと総称する)が設けられ、このボトムプレートには複数のＶグループ、及び貫通穴等が適宜配設されている。
【０００５】
蓋体１７は、表面に上下一対の丸い位置決め凹部２７が間隔をおいて斜めに対設され、周面には密封用のガスケットが周設されており、施錠用の一対のラッチ機構が内蔵されている。各ラッチ機構は、蓋体１７内に軸支されて蓋体表面の長方形の操作口２６を介した外部操作で回転し、少なくとも一対の係合部を有する回転プレートと、この回転プレートの係合部に係合する係合部がそれぞれ設けられた上下一対の動力伝達プレートと、蓋体周面の複数の貫通口付近にそれぞれ出没可能に軸支され、施錠時には回転プレートの反時計方向への９０°回転に基づく動力伝達プレートの進出により貫通口から露出して容器本体１の開口正面内周の係止穴に係止し、解錠時には回転プレートの時計方向への９０°回転に基づく動力伝達プレートの後退により貫通口内に退没して係止穴への係止を解除する複数のクランプとから構成されている。
【０００６】
このように構成された回転プレートの施錠時における停止位置は、回転プレートの係合部と動力伝達プレートの係合部との係合位置が、回転プレートの中心と動力伝達プレートの中心線とを結ぶ線上、すなわち、回転プレートの９０°回転位置に合致する位置にある。
【０００７】
局所環境は、精密基板用の加工装置と、この加工装置を収容する構造体と、この構造体の一側壁に設けられて外部環境から搬送された精密基板収納容器を搭載接続し、この精密基板収納容器と加工装置との間で精密基板をロード・アンロードするアクセス装置とから構成され、精密基板に電子回路配線を作成するための各種処理を高効率に行うため、高度にクリーン化されている。構造体は、正面の区画壁に精密基板をロード・アンロードするための開閉可能な開口が形成されている。
【０００８】
アクセス装置は、精密基板収納容器を位置決め搭載し、加工装置に接続するロードポートと、精密基板収納容器の蓋体１７に対向して開閉するオープナとから構成され、構造体の正面に設置されている。ロードポートは、構造体の段差部にスライド可能に敷設された載置ユニットを備え、この載置ユニットには複数の位置合わせピンとクランプ部材とがそれぞれ設置されている。オープナは、構造体の開口を開閉するカバー部材を備え、このカバー部材にはラッチ機構用の操作装置が設置されており、この操作装置がラッチ機構を施錠あるいは解錠する。カバー部材は、精密基板の加工時には蓋体を吸着等で保持し、ラッチ機構を解錠した後、後退しながら下降して精密基板収納容器と局所環境の内部とを連通させる。
【０００９】
操作装置は、カバー部材に蓋体１７の表面を吸着する吸着機構が設置され、かつ一対の位置決め凹部２７にそれぞれ嵌入する位置決めピン(レジストレーションピン)が斜めに植設されている。さらに、カバー部材に一対の操作キー６４が回転可能に軸支され、各操作キー６４が回転プレートの中心の長方形を呈したキー溝３０に操作口２６を介し嵌挿して回転させる(図１８参照)。
【００１０】
したがって、精密基板を加工処理する場合には、先ず、構造体の載置ユニットに精密基板収納容器を搬送ロボットが搬送・搭載し、複数の位置合わせピンに精密基板収納容器のＶグループがそれぞれ位置合わせされ、ボトムプレートの貫通穴にクランプ部材が係止して固定し、その後、載置ユニットがスライドしてカバー部材に蓋体１７をシール状態に当接させる。すると、操作装置に設けられた一対の位置決めピンが蓋体１７の位置決め凹部２７にそれぞれ嵌入し、各回転プレートのキー溝３０に操作キー６４が操作口２６を貫通して嵌入する。同時に操作装置の吸着機構に蓋体１７が吸着される。
【００１１】
次いで、各操作キー６４が回転してラッチ機構を解錠し、容器本体１の複数の係止穴からクランプがそれぞれ外れて蓋体１７を取り外し可能な状態とし、カバー部材が後退して容器本体１から蓋体１７を取り外す。そして、カバー部材が後退下降して開口を開放するとともに、容器本体１の開口正面と加工装置とが連通し、その後、加工装置に精密基板がローディングされて取り込まれ、精密基板に加工処理が施される。この作業の際、カバー部材のシール領域に容器本体１の開口正面の周縁部がシールされるので、外部環境に浮遊するパーティクルが局所環境内に侵入することがない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
精密基板収納容器とアクセス装置のオープナとは、以上のように構成されているが、以下の問題がある。先ず、精密基板収納容器とオープナとは、共に標準規格化され、寸法や公差が決められているが、蓋体１７の位置決め凹部２７と位置決めピンの寸法が例え規格内であっても、互いの寸法が公差の上限・下限の関係にある場合には、位置決めピンに位置決め凹部２７が適切に嵌入せず、この結果、位置決めピンや位置決め凹部２７の摩耗や損傷を招くという問題がある。また、複数の異なるメーカのオープナで繰り返し使用する場合、位置決め凹部２７と位置決めピンの位置決め精度を高めるため、これらのクリアランスを小さくする必要があるが、クリアランスを小さくすると、位置決めピンに位置決め凹部２７が適切に嵌入せず、上記問題が発生する。
【００１３】
この点に鑑み、クリアランスを大きくすると、位置決めピンの嵌入は容易になるものの、位置決め凹部２７と位置決めピンとの位置決め精度が低下するという大きな問題を新たに惹起することとなる。また、位置決めピンは、位置決めだけではなく、吸着機構が停止している場合や省略された場合等に蓋体１７を適切に保持する機能をも発揮するので、容器本体１に蓋体１７を再度適切に嵌合させるためにも、クリアランスを安易に大きく設定することはできない。
【００１４】
以上の点を無視して位置決めピンと位置決め凹部２７とを無理に嵌合させると、精密基板収納容器とオープナの位置関係が悪化するので、ラッチ機構の操作に余計な負荷が作用し、ＳＥＭＩ規格Ｅ６２で定められている力(９Ｎ以下)により、精密基板収納容器をオープナに当接させることができなくなる。また、ＳＥＭＩ規格で定められているラッチ機構の操作トルク(１．７Ｎ−ｍ以下)により、蓋体１７を開閉することができなくなる。
【００１５】
一方、従来においては、回転プレートの９０°回転軸上に回転プレートと動力伝達プレートの係合部が位置するので、回転プレートが逆戻りするおそれがある。この点に関してなんら措置を講じないと、施錠時にシール力が低下して容器本体内に外気が侵入し、精密基板が汚染することとなる。さらに、ラッチ機構を繰り返し操作する場合、回転プレートのキー溝３０と操作キー６４の寸法の遊びや外力により、施錠状態のラッチ機構が逆に作動して解錠状態となり、キー溝３０が回転方向にずれることがある。このような状態で次回に操作キー６４を嵌入しようとしても、操作キー６４を嵌入することはできず、無理に嵌入するとキー溝３０の破損という事態を招くこととなる(図１８参照)。
【００１６】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、位置決め凹部と位置決めピンの寸法が公差の上限・下限の関係にある場合でも、これらを適切に嵌合して摩耗や損傷等を抑制防止することができ、しかも、ラッチ機構の操作に余計な負荷が作用するのを防ぐことのできる精密基板収納容器を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記課題を解決するため、フロントオープンボックスに形成されて精密基板を収納する容器本体と、この容器本体の開口した正面に着脱自在に嵌め入れられてシール状態に閉鎖する蓋体と、この蓋体に内蔵され、容器本体の正面をシール状態に閉鎖した蓋体を施錠するラッチ機構とを備え、容器本体と蓋体のいずれか一方にフィルタ付きの内外連通口を設け、
局所環境に搭載された場合にオープナの操作装置により蓋体のラッチ機構が操作されるものであって、
蓋体の表面左右に、操作装置の一対の位置決めピンに嵌め入れられる一対の位置決め凹部を間隔をおき上下斜めに対設して各位置決め凹部の開口周縁には操作装置の位置決めピンを誘導する面取り部を形成し、一対の位置決め凹部のうち一方の位置決め凹部を、一対の位置決め凹部を結ぶ仮想の対角線上に長軸を有するとともに、位置決め凹部の最大許容ずれ位置と位置決めピンの最大許容ずれ位置の両方をカバーする長穴に形成し、他方の位置決め凹部を丸く形成し、
ラッチ機構は、蓋体内に支持されて蓋体表面の操作口を介した操作装置の操作キーによる外部操作で回転する回転プレートと、この回転プレートに連動して上下方向に進退動する一対の動力伝達プレートと、各動力伝達プレートの先端部に設けられ、蓋体周面の貫通口から出没する一対の係止部とを含み、回転プレートの中心に操作装置の操作キーに嵌め合わされるキー溝を形成してその中心を動力伝達プレートの中心線の延長線上に位置合わせし、
動力伝達プレートの中心線の延長線上と、キー溝の中心と動力伝達プレートを反時計方向に９０°回転させて施錠する際の回転プレートと動力伝達プレートとの係合又は連結位置を結ぶ直線とを１°〜１０°の角度で交差させて施錠時の回転プレートが解錠方向に逆回転するのを防止するようにしたことを特徴としている。
なお、一対の位置決め凹部のうち一方の位置決め凹部を小判形に形成することが好ましい。
【００１９】
ここで、特許請求の範囲における精密基板には、単数複数のシリコンウェーハ等の半導体ウェーハ、マスクガラス、液晶セル、あるいは各種の記録媒体等が含まれる。長穴としては、楕円形、小判形、又はこれらに類似する形があげられる。さらに、内外連通口やフィルタは、容器本体あるいは蓋体の表面等に単数複数取り付けても良い。
【００２０】
本発明によれば、一対の位置決め凹部のうち一方の位置決め凹部を、一般的な丸い穴ではなく、一対の位置決め凹部を結ぶ線上に長軸を有する長穴とするので、位置決めピンの呼び込み量が大きくなり、オープナの種類による寸法の相違を吸収して位置決めピンの嵌め入れが容易となる。また、精密基板を収納した精密基板収納容器の内圧と外圧に差のある場合に、内外連通口がこれを等しくする。また、フィルタは、外部から内外連通口を通過して精密基板収納容器の内部にパーティクル等が侵入するのを有効に防止する。
【００２１】
また、蓋体の施錠時にはラッチ機構の回転プレートが一方向に回転し、各動力伝達プレートが回転プレートから遠ざかる方向に進出し、各係止部が蓋体の貫通口から突出して容器本体の係止穴に引っかかる。これに対し、蓋体の解錠時にはラッチ機構の回転プレートが他方向に回転し、施錠状態の各動力伝達プレートが回転プレートに接近する方向に後退し、各係止部が蓋体の貫通口に引っ込んで容器本体の係止穴から外れる。
また、ラッチ機構の施錠時に、回転プレートとこれに連動する動力伝達プレートとの係合及び又は連結位置が、回転プレートの中心と各動力伝達プレートの中心線とを結ぶ延長線上ではなく、この延長線を越えた回転プレートの周方向の位置にあるので、例え回転プレートに外力が作用しても、回転プレートが他方向ではなく、一方向に回転する。したがって、容器本体の開口した正面を覆う蓋体の施錠力が低下することがなく、シール状態を好適に維持できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における精密基板収納容器は、図１ないし図１６に示すように、単数枚又は複数枚(例えば、１３枚又は２５枚)の精密基板Ｗを上下に整列収納する容器本体１と、この容器本体１の開口正面をシール状態に嵌入閉鎖する着脱自在の蓋体１７とから構成され、後述する局所環境５０と比較してクリーン度の低い外部環境４０から局所環境５０に天井走行ロボット７０等により搬送される。そして、蓋体１７の表面には一対の位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂが対設され、この一対の位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂの一の位置決め凹部２７Ａが長穴に成形されている。
【００２３】
容器本体１は、強度や剛性等に優れるポリカーボネイト、アクリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等の合成樹脂を用いて成形することもできるが、これらをベース樹脂として導電性樹脂とのアロイ化技術、炭素繊維、金属繊維等の導電性添加物を添加した熱可塑性樹脂を使用し、帯電防止処理することが好ましい。あるいは、帯電防止処理した樹脂と帯電防止処理していない樹脂を用いた部分とを一体化させて使用しても良い。
なお、本実施形態では帯電防止処理した容器本体１を示すが、なんらこれに限定されるものではない。例えば、熱可塑性樹脂に導電性ポリマーの被膜を塗布したり、コーティングしたりして導電性を備えた容器本体１でも良い。
【００２４】
容器本体１は、正面が開口したフロントオープンボックスに成形され、ＳＥＭＩ規格に基づいて標準化されている。この容器本体１は、図２に示すように、底面のＳＥＭＩ規格で定められた箇所、具体的には底面の前部両側と後部中央とに位置決め手段である断面略Ｖ字形のＶグループ２がそれぞれ配設成形され、この複数のＶグループ２には容器本体１と同様の成形材料で成形されるボトムプレート３が複数の締結具を介して着脱自在に嵌合螺着されており、底面の両側部には前後方向に伸びるボトムレール４がそれぞれ一体成形されている。
【００２５】
各Ｖグループ２は、同図に示すように、端部が湾曲した一対の対向片５を備え、この一対の対向片５の中央部間には架設補強片６が一体成形されている。一対の対向片５の端部と端部との間には隙間７が区画形成され、この隙間７が洗浄時に水切りして乾燥に資するよう機能する。また、ボトムプレート３は、基本的には略Ｙ字形に成形され、ＳＥＭＩ規格で定められた箇所、具体的には前部両側と後部中央とにＶグループ２の外周に嵌合する略小判形の誘導部材８がそれぞれ成形されており、各誘導部材８の傾斜面がＶグループ２に後述するロードポート５６の位置合わせピン５８を案内するよう作用する。各誘導部材８は、ボトムプレート３と一体構成することもできるし、耐摩耗性の良好な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、ポリカーボネイト、ポリエーテルイミド、又はこれらにテフロン等の耐摩耗性改質剤を配合した樹脂を用いて成形し、別部品として取り付けることもできる。
【００２６】
ボトムプレート３の中央部には貫通穴９が略矩形に成形され、この貫通穴９が後述するロードポート５６のＬ字形等を呈したクランプ部材５９に保持固定される。また、容器本体１の天井中央部には図１に示すように、容器本体１と同様の成形材料で成形されるロボティックフランジ１０が容器本体１の天井に形成された係止用レールと噛合するとともに、単数複数の締結具を介して着脱自在に嵌合螺着され、このロボティックフランジ１０が天井走行ロボット７０に保持される。容器本体１の開口正面は、フランジ１１が一体に膨出成形され、このフランジ１１の内周面の上下左右には図示しない係止穴がそれぞれ凹み成形されている。容器本体１の背面中央部には図３に示すように、ポリカーボネイト、アクリル樹脂、ポリエーテルイミド等の透明材料により精密基板Ｗ視認用のウインド１２が二色成形やインサート成形等により縦長の矩形に隙間なく一体形成されている。
【００２７】
容器本体１の左右両側壁には図１ないし図４に示すように、下部に容器本体１と同様の成形材料で成形される断面板形のサイドレール１３が、上部には緊急時等に使用されるマニュアルハンドル１４がそれぞれ着脱自在に嵌合螺着されている。容器本体１の内部両側には図３に示すように、棚板１５がそれぞれ対設して一体成形され、この一対の棚板１５の対向面には複数のＶ字溝又はＵ字溝１６が上下に並べて成形されており、相対向する一対のＶ字溝又はＵ字溝１６に精密基板Ｗが水平に収納支持される。
【００２８】
蓋体１７は、図１、図４、又は図８に示すように、断面略コ字形のベース１８と、このベース１８の開口表面に複数の締結具を介して覆着される表面プレート２５とから構成され、施錠用の一対のラッチ機構２８が左右に並べて内蔵されている。ベース１８は、容器本体１と同様の成形材料で成形され、周面の上下左右に長方形の貫通口１９がそれぞれ成形されるとともに、周面には枠形のガスケット２０が嵌着されており、このガスケット２０が容器本体１の開口正面のフランジ１１嵌入時に挟持されてシール機能を発揮する。ガスケット２０は、各種の熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ、又はＮＢＲ等を用いて成形されるが、加熱時のガス発生量の少ないフッ素ゴムを用いた成形が最も好ましい。このガスケット２０は、シール性、形状、又は硬度等に応じて適宜選択される。
【００２９】
ベース１８の裏面は、図６に示すように、中央部に縦長のリテーナ２１が、側壁部には複数の貫通孔である内外連通口２２がそれぞれ設けられ、各内外連通口２２にはパーティクル濾過用のフィルタ２３が装着されている。リテーナ２１は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、又はポリブチレンテレフタレート等を使用して成形され、精密基板Ｗの前端部に接触する接触面にはＶ字溝又はＵ字溝２４が上下に並べて成形されており、各Ｖ字溝又はＵ字溝２４が精密基板Ｗを個別に弾発支持して位置ずれや損傷を防止する。各フィルタ２３は、内外連通口２２のリブに装着されたり、あるいは内外連通口２２の段差部と蓋体１７内側の支持突起との間に挟持される。各フィルタ２３の取り付けに際しては、内外連通口２２に格子形のリブを成形し、内外圧に差があり、内外連通口２２を空気等の気体が通過する場合、フィルタ２３が変形しないよう保護することが好ましい。
【００３０】
フィルタ２３としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、セルロースアセテート、ナイロン等からなる市販の分子濾過フィルタ、又は多孔質の焼結セラミック等を使用することができる。また、異なるメッシュ(孔径)のフィルタ２３を外側から目の粗い順に複数枚重ね設け、パーティクルの濾過効率を向上させることが好ましい。フィルタ２３の濾過面積は、０．４〜１６０ｃｍ2の範囲が良く、この範囲内で精密基板収納容器の大きさや使用環境(派生する圧力差等)に合わせて適宜設定される。
【００３１】
表面プレート２５は、容器本体１と同様の成形材料で成形され、図１や図４に示すように、中央部の左右に長方形を呈した一対の操作口２６が並べて成形されるとともに、上下左右にはオープナ６０の一対の位置決めピン６３にそれぞれ位置決めされる位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂが間隔をおいて斜めに対設成形されている。この一対の位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂは、図４や図５に示すように、ロードポート５６に精密基板収納容器が搭載された場合、装置の基準水平面から遠方にある上方の一の位置決め凹部２７Ａが、一対の位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂを結ぶ仮想の対角線ＤＬ上に長軸を有する長穴に凹み成形され、下方の他の位置決め凹部２７Ｂが円形に丸く凹み成形されている。
【００３２】
一の位置決め凹部２７Ａは、公差で考えられる最大許容ずれ位置Ｂと位置決めピン６３の最大許容ずれ位置Ｃとの両方をカバーし、位置決めピン６３の嵌合のための呼び込み量が十分となるよう、小判形を呈している。
なお、位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂの開口周縁には、位置決めピン６３を誘導する面取り部の設けられることが好ましい。
【００３３】
各ラッチ機構２８は、図７ないし図１０に示すように、ベース１８内の中央部側方に軸支されて蓋体表面の操作口２６を介した外部操作で回転する回転プレート２９を備え、この回転プレート２９の一対の係合ピン３１には動力伝達プレート３２の湾曲溝３４がそれぞれ遊嵌されており、各動力伝達プレート３２の先端部には蓋体１７の貫通口１９から出没する係止部であるクランプ３５が軸支されている。回転プレート２９の中心には長方形のキー溝３０が操作口２６に対応して成形され、表面外周には円柱形を呈した一対の係合ピン３１が１８０°の角度でそれぞれ突出成形されている。
【００３４】
各動力伝達プレート３２は、上下方向に指向する薄板形に成形され、ベース１８の複数の支持突部に楕円孔３３を介し進退動可能に遊嵌支持されている。この各動力伝達プレート３２の末端部は円弧形に湾曲成形されて回転プレート２９の表面外周に重ねられ、この末端部には円弧形の湾曲溝３４が回転プレート２９の外周に沿って切り欠き成形されている。各クランプ３５は、断面略Ｌ字形に屈曲成形され、屈曲部が蓋体１７の貫通口１９付近にピンを介して回転可能に軸支されており、一端部が動力伝達プレート３２の先端部にアーム等を介し揺動可能に軸支されるとともに、他端部が容器本体１の係止穴に嵌入係止する摩耗防止用のローラ３６を必要に応じ回転可能に軸支している。
【００３５】
なお、各ラッチ機構２８は、構成部品である回転プレート２９、一対の動力伝達プレート３２、及び一対のクランプ３５がポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、又はフッ素樹脂等を用いて成形されている。そして、図９(a)、(b)に示すように、キー溝３０の中心が動力伝達プレート３２の中心線ＣＬの延長線ＥＬ上に位置合わせされ、この延長線ＥＬと、キー溝３０の中心と施錠時の係合ピン３１を結ぶ直線ＳＬとが１°〜１０°の角度θで交差して施錠時の回転プレート２９が解錠方向に逆回転するのを防止する。
【００３６】
局所環境５０は、図１２に示すように、精密基板Ｗ用の各種の加工装置５１と、この加工装置５１を隔離収容する構造体５２と、外部環境４０から搬送された精密基板収納容器を搭載接続し、この精密基板収納容器と加工装置５１との間で精密基板Ｗをロード・アンロードするアクセス装置５５とから構成され、精密基板Ｗに電子回路配線を作成するための各種処理を高効率に行うため、高度にクリーン化されている(米国連邦規格(Ｆｅｄｅｒａｌ ｓｔａｎｄａｒｄ ２０９Ｅ)のクリーン度が１以下、必要に応じて０．０１レベル)。構造体５２は、正面外側に平坦な段差部５３を備えた断面略階段形に形成され、正面の区画壁５４には精密基板Ｗを通過させる開口が矩形に形成されている。
【００３７】
アクセス装置５５は、図１３や図１４に示すように、精密基板収納容器を位置決め搭載し、加工装置５１に接続するロードポート５６と、精密基板収納容器の蓋体１７に対向して開閉するオープナ６０とから構成され、外部環境４０に露出する構造体５２の正面に設置されている。ロードポート５６は、構造体５２の段差部５３にスライド可能に敷設された載置ユニット５７を備え、この載置ユニット５７上には複数のＶグループ２にそれぞれ嵌合する位置合わせピン５８が所定の間隔で立設されるとともに、ボトムプレート３の貫通穴９に係止するクランプ部材５９が昇降可能・揺動可能に設置されている。各位置合わせピン５８は、円柱形に形成され、上端部が丸く湾曲形成されている。
【００３８】
オープナ６０は、同図に示すように、区画壁５４の開口を開閉するカバー部材６１を水平移動可能・昇降可能に備え、このカバー部材６１にはラッチ機構２８用の操作装置６２が設置されており、この操作装置６２がラッチ機構２８を施錠あるいは解錠する。カバー部材６１は、板状の矩形に形成され、精密基板収納容器が接続されて精密基板Ｗのロード・アンロードを行う場合、蓋体１７を保持するとともに、ラッチ機構２８を解錠して下降し、局所環境５０と精密基板収納容器とを連通させる。そして、常時には上昇して開口をシール状態に閉塞し、浮遊するパーティクルが外部環境４０から清浄な局所環境５０内に侵入するのを防止する。
【００３９】
操作装置６２は、図１５に示すように、カバー部材６１に蓋体１７の表面を真空吸着する吸着機構６２Ａが設置されるとともに、一対の位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂにそれぞれ嵌入する位置決めピン６３が斜めに植設されている。さらに、図１６に示すように、カバー部材６１に断面略Ｔ字形を呈した一対の操作キー６４が回転可能に軸支され、各操作キー６４が回転プレート２９のキー溝３０に操作口２６を介し嵌挿して回転させる。
【００４０】
したがって、精密基板Ｗを加工処理する場合には、先ず、図１２、図１３に示すように、構造体５２の載置ユニット５７に精密基板収納容器を搬送ロボット７０が搬送・搭載し、複数の位置合わせピン５８に精密基板収納容器のＶグループ２が誘導部材８を介してそれぞれ位置合わせされ、ボトムプレート３の貫通穴９にクランプ部材５９が嵌挿係止して固定し、その後、載置ユニット５７がスライドしてカバー部材６１に蓋体１７をシール状態に当接させる。すると、操作装置６２の一対の位置決めピン６３に位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂがそれぞれ嵌入(図１５参照)し、各回転プレート２９のキー溝３０に操作キー６４が操作口２６を貫通して嵌入する(図１１、図１６参照)。同時に操作装置６２の吸着機構６２Ａに蓋体１７が吸着固定される。
【００４１】
次いで、各操作キー６４が回転して各ラッチ機構２８の回転プレート２９を９０°時計方向に解錠回転させ、施錠状態の各動力伝達プレート３２が回転プレート２９方向に後退し、各クランプ３５の上端部が貫通口１９内に揺動退没して係止穴への係止を解除する。これにより、各ラッチ機構２８が解錠して蓋体１７を取り外し可能な状態とし、カバー部材６１が後退して容器本体１から蓋体１７を取り外す。そして、カバー部材６１が下降して開口を開放(図１４参照)するとともに、容器本体１の開口正面と加工装置５１とが連通し、その後、加工装置５１に精密基板Ｗがローディングされて取り込まれ、精密基板Ｗに加工処理が施される。
【００４２】
なお、各ラッチ機構２８の施錠の場合には、各操作キー６４が回転して回転プレート２９を９０°反時計方向に施錠回転させ、各動力伝達プレート３２が反回転プレート２９方向に進出し、各クランプ３５の他端部が貫通口１９内から揺動突出して係止穴に係止する。これにより、各ラッチ機構２８が施錠して蓋体１７を取り外し不能な状態とする。その他の部分については、従来例と同様であるので説明を省略する。
【００４３】
上記構成によれば、一の位置決め凹部２７Ａが、公差で考えられる最大許容ずれ位置Ｂと位置決めピン６３の最大許容ずれ位置Ｃとの両方をカバーし、位置決めピン６３の嵌入のための呼び込み量が十分となるよう、小判形を呈しているので、位置決め凹部２７Ａと位置決めピン６３の寸法が例え公差の上限・下限の関係にある場合でも、位置決めピン６３に位置決め凹部２７Ａが適切に嵌入し、位置決めピン６３や位置決め凹部２７Ａの摩耗や損傷を招くことがない。また、例え複数の異なるメーカのオープナ６０で繰り返し使用する場合でも、位置決めピン６３に位置決め凹部２７Ａを好適に嵌入させることが可能になる。したがって、精密基板収納容器とオープナ６０の位置関係を実に良好化することができ、ラッチ機構２８の操作に余計な負荷が作用することがなく、オープナ６０に設定されたトルクで蓋体１７を円滑に開閉することができる。
【００４４】
また、キー溝３０の中心が動力伝達プレート３２の中心線ＣＬの延長線ＥＬ上に位置合わせされ、この延長線ＥＬと、キー溝３０の中心と施錠時の係合ピン３１を結ぶ直線ＳＬとが１°〜１０°の角度θで交差するという逆回転防止機構を備えているので、施錠時に回転プレート２９に外力が加えられても、回転プレート２９が解錠方向に逆戻りするおそれがない。この点につき、図１０を用いて詳説すると、係止穴からクランプ３５が外れる方向にシール性を解除する外力Ｅが作用した場合、回転プレート２９に動力伝達プレート３２を動かそうとする力Ｐが働く。この力Ｐは、動力伝達プレート３２の湾曲溝３４から係合ピン３１に働くが、Ｑ・Ｒの二方向の力に分割される。Ｒは回転プレート２９を施錠方向に回転させ、シール性を確保する力である。
【００４５】
以上により、係止穴からクランプ３５が外れる方向に回転プレート２９が回転するのを防止することができるので、搬送時や保管時等に蓋体１７のシール力が低下して容器本体１内に外気が侵入し、精密基板Ｗが汚染するという事態をきわめて有効に防ぐことが可能になる。さらに、ラッチ機構２８を繰り返し操作する場合でも、回転プレート２９のキー溝３０と操作キー６４の寸法の遊びや外力により、キー溝３０が回転方向にずれることがない。よって、次回に操作キー６４を嵌入しても、操作キー６４を適切に嵌入でき、しかも、キー溝３０の破損防止が期待できる。
【００４６】
なお、上記実施形態では容器本体１の底面に複数のＶグループ２をそれぞれ一体成形し、この複数のＶグループ２にボトムプレート３を嵌合支持させたが、なんらこれに限定されるものではない。例えば、容器本体１の底面にボトムプレート３を一体成形しても良い。また、容器本体１の内部背面に単数複数の棚板１５を設けても良い。また、位置決め凹部２７Ａの内面は、平坦面としたり、少なくとも一部を湾曲面としたり、あるいは少なくとも一部にテーパ等を形成することができる。また、ラッチ機構２８の回転プレート２９、動力伝達プレート３２、又はクランプ３５の数や位置等は適宜増減変更することができる。
【００４７】
さらに、蓋体１７には、原点、及び回転の終端位置で回転プレート２９を正確に停止させる回り止め機構を設け、安全性をさらに確保するようにしても良い。この回り止め機構は、例えば、蓋体１７内面の所定箇所又は回転プレート２９に設けられる回り止め突起と、蓋体１７内面の所定箇所又は回転プレート２９に設けられ、終端二箇所で回り止め突起と摩擦係合する回り止め係合部とから構成することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、一対の位置決め凹部と位置決めピンの寸法が公差の上限・下限の関係にある場合でも、これらを適切に嵌合して摩耗や損傷等を抑制防止することができるという効果がある。また、内外連通口により、精密基板を収納したフロントオープンボックスタイプの精密基板収納容器の内圧と外圧に差のある場合にこれを等しくすることができるし、フィルタにより、外部から内外連通口を通過して精密基板収納容器の内部にパーティクル等が侵入するのを有効に防止することができる。
また、ラッチ機構を構成する回転プレートの中心のキー溝等が回転方向にずれるのを抑制防止することができるので、精密基板収納容器のシール性を維持して精密基板の汚染を抑制防止することが可能になる。さらに、繰り返し使用しても、回転プレートのキー溝と操作キーとを正しく嵌め合わせることができるので、ラッチ機構に余計な負荷の作用することがなく、耐久性の向上も期待できる。さらにまた、逆回転防止機構を備えているので、施錠時に回転プレートに外力が加えられても、回転プレートが解錠方向に逆戻りするおそれがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態を示す斜視全体説明図である。
【図２】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態を示す底面図である。
【図３】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における蓋体を取り外した状態の正面説明図である。
【図４】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態を示す正面図である。
【図５】図４のＶ部を示す説明図である。
【図６】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における蓋体を裏面側から示す説明図である。
【図７】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における蓋体のラッチ機構を示す説明図である。
【図８】図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態を示す説明図で、(a)図は施錠時のラッチ機構を示す説明図、(b)図は解錠時のラッチ機構を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態におけるラッチ機構の逆回転防止の動作原理を示す説明図である。
【図１１】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態におけるキー溝と操作キーとの関係を示す断面説明図である。
【図１２】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態におけるシステム全体を示す説明図である。
【図１３】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における常時のアクセス装置を示す斜視説明図である。
【図１４】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における精密基板加工時のアクセス装置を示す斜視説明図である。
【図１５】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における蓋体の位置決め凹部と位置決めピンとの関係を示す部分断面説明図である。
【図１６】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における回転プレートのキー溝と操作キーとの関係を示す部分断面説明図である。
【図１７】従来の精密基板収納容器を示す正面説明図である。
【図１８】従来のキー溝と操作キーとの関係を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１ 容器本体
２ Ｖグループ
３ ボトムプレート
１７ 蓋体
１８ ベース
１９ 貫通口
２０ ガスケット
２２ 内外連通口
２３ フィルタ
２５ 表面プレート
２６ 操作口
２７ 位置決め凹部
２７Ａ 位置決め凹部
２７Ｂ 位置決め凹部
２８ ラッチ機構
２９ 回転プレート
３０ キー溝
３１ 係合ピン
３２ 動力伝達プレート
３４ 湾曲溝
３５ クランプ
５０ 局所環境
５１ 加工装置
５２ 構造体
５５ アクセス装置
５８ 位置合わせピン
６０ オープナ
６３ 位置決めピン
６４ 操作キー
ＣＬ 動力伝達プレートの中心線
ＤＬ 対角線
ＥＬ 延長線
ＳＬ 直線
Ｗ 精密基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハやマスクガラス等からなる精密基板の収納、精密基板の輸送、精密基板用の加工装置に対する位置決め、加工装置間の搬送、及び又は貯蔵等に使用される精密基板収納容器に関し、より詳しくは、容器本体の開口一端面を開閉する蓋体の位置決め構造とラッチ機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造に関わる半導体ウェーハやマスクガラス等の精密基板は、半導体デバイスの厳しい価格競争に伴い、歩留まり向上によるコストダウンを目的として口径の大型化(例えば、３００ｍｍないし４００ｍｍ)が急ピッチで進められている。同時に、半導体回路は益々微細化が進められ、ＤＲＡＭのデザインルール(加工最小線幅)も０．２５μｍから０．１８μｍ、あるいはさらに低ピッチへと移行しつつあり、精密基板の加工工場はもとより、精密基板の運搬時に使用される精密基板収納容器に関しても益々高度なクリーン状態が要求されてきている。
【０００３】
このような要求を実現する手段として、精密基板の加工に必要な局所環境(ミニエンパイロメント)だけを高度にクリーンな環境とし、このクリーンな複数の局所環境の間だけで精密基板を収納した精密基板収納容器を搬送するという方法が提案されている。これを受け、精密基板を汚染させることなく自動搬送することができ、しかも、加工装置に直接アクセス可能な精密基板収納容器の開発が鋭意進められている。
【０００４】
この種の精密基板収納容器は、図１７に部分的に示すように、精密基板を整列収納する容器本体１と、この容器本体１の開口正面を密封状態に閉鎖する蓋体１７とから構成され、局所環境に搬送ロボットにより搬送される。容器本体１は、その底面に別体のボトムプレート、あるいは一体構造のボトムプレート部(以下、単にボトムプレートと総称する)が設けられ、このボトムプレートには複数のＶグループ、及び貫通穴等が適宜配設されている。
【０００５】
蓋体１７は、表面に上下一対の丸い位置決め凹部２７が間隔をおいて斜めに対設され、周面には密封用のガスケットが周設されており、施錠用の一対のラッチ機構が内蔵されている。各ラッチ機構は、蓋体１７内に軸支されて蓋体表面の長方形の操作口２６を介した外部操作で回転し、少なくとも一対の係合部を有する回転プレートと、この回転プレートの係合部に係合する係合部がそれぞれ設けられた上下一対の動力伝達プレートと、蓋体周面の複数の貫通口付近にそれぞれ出没可能に軸支され、施錠時には回転プレートの反時計方向への９０°回転に基づく動力伝達プレートの進出により貫通口から露出して容器本体１の開口正面内周の係止穴に係止し、解錠時には回転プレートの時計方向への９０°回転に基づく動力伝達プレートの後退により貫通口内に退没して係止穴への係止を解除する複数のクランプとから構成されている。
【０００６】
このように構成された回転プレートの施錠時における停止位置は、回転プレートの係合部と動力伝達プレートの係合部との係合位置が、回転プレートの中心と動力伝達プレートの中心線とを結ぶ線上、すなわち、回転プレートの９０°回転位置に合致する位置にある。
【０００７】
局所環境は、精密基板用の加工装置と、この加工装置を収容する構造体と、この構造体の一側壁に設けられて外部環境から搬送された精密基板収納容器を搭載接続し、この精密基板収納容器と加工装置との間で精密基板をロード・アンロードするアクセス装置とから構成され、精密基板に電子回路配線を作成するための各種処理を高効率に行うため、高度にクリーン化されている。構造体は、正面の区画壁に精密基板をロード・アンロードするための開閉可能な開口が形成されている。
【０００８】
アクセス装置は、精密基板収納容器を位置決め搭載し、加工装置に接続するロードポートと、精密基板収納容器の蓋体１７に対向して開閉するオープナとから構成され、構造体の正面に設置されている。ロードポートは、構造体の段差部にスライド可能に敷設された載置ユニットを備え、この載置ユニットには複数の位置合わせピンとクランプ部材とがそれぞれ設置されている。オープナは、構造体の開口を開閉するカバー部材を備え、このカバー部材にはラッチ機構用の操作装置が設置されており、この操作装置がラッチ機構を施錠あるいは解錠する。カバー部材は、精密基板の加工時には蓋体を吸着等で保持し、ラッチ機構を解錠した後、後退しながら下降して精密基板収納容器と局所環境の内部とを連通させる。
【０００９】
操作装置は、カバー部材に蓋体１７の表面を吸着する吸着機構が設置され、かつ一対の位置決め凹部２７にそれぞれ嵌入する位置決めピン(レジストレーションピン)が斜めに植設されている。さらに、カバー部材に一対の操作キー６４が回転可能に軸支され、各操作キー６４が回転プレートの中心の長方形を呈したキー溝３０に操作口２６を介し嵌挿して回転させる(図１８参照)。
【００１０】
したがって、精密基板を加工処理する場合には、先ず、構造体の載置ユニットに精密基板収納容器を搬送ロボットが搬送・搭載し、複数の位置合わせピンに精密基板収納容器のＶグループがそれぞれ位置合わせされ、ボトムプレートの貫通穴にクランプ部材が係止して固定し、その後、載置ユニットがスライドしてカバー部材に蓋体１７をシール状態に当接させる。すると、操作装置に設けられた一対の位置決めピンが蓋体１７の位置決め凹部２７にそれぞれ嵌入し、各回転プレートのキー溝３０に操作キー６４が操作口２６を貫通して嵌入する。同時に操作装置の吸着機構に蓋体１７が吸着される。
【００１１】
次いで、各操作キー６４が回転してラッチ機構を解錠し、容器本体１の複数の係止穴からクランプがそれぞれ外れて蓋体１７を取り外し可能な状態とし、カバー部材が後退して容器本体１から蓋体１７を取り外す。そして、カバー部材が後退下降して開口を開放するとともに、容器本体１の開口正面と加工装置とが連通し、その後、加工装置に精密基板がローディングされて取り込まれ、精密基板に加工処理が施される。この作業の際、カバー部材のシール領域に容器本体１の開口正面の周縁部がシールされるので、外部環境に浮遊するパーティクルが局所環境内に侵入することがない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
精密基板収納容器とアクセス装置のオープナとは、以上のように構成されているが、以下の問題がある。先ず、精密基板収納容器とオープナとは、共に標準規格化され、寸法や公差が決められているが、蓋体１７の位置決め凹部２７と位置決めピンの寸法が例え規格内であっても、互いの寸法が公差の上限・下限の関係にある場合には、位置決めピンに位置決め凹部２７が適切に嵌入せず、この結果、位置決めピンや位置決め凹部２７の摩耗や損傷を招くという問題がある。また、複数の異なるメーカのオープナで繰り返し使用する場合、位置決め凹部２７と位置決めピンの位置決め精度を高めるため、これらのクリアランスを小さくする必要があるが、クリアランスを小さくすると、位置決めピンに位置決め凹部２７が適切に嵌入せず、上記問題が発生する。
【００１３】
この点に鑑み、クリアランスを大きくすると、位置決めピンの嵌入は容易になるものの、位置決め凹部２７と位置決めピンとの位置決め精度が低下するという大きな問題を新たに惹起することとなる。また、位置決めピンは、位置決めだけではなく、吸着機構が停止している場合や省略された場合等に蓋体１７を適切に保持する機能をも発揮するので、容器本体１に蓋体１７を再度適切に嵌合させるためにも、クリアランスを安易に大きく設定することはできない。
【００１４】
以上の点を無視して位置決めピンと位置決め凹部２７とを無理に嵌合させると、精密基板収納容器とオープナの位置関係が悪化するので、ラッチ機構の操作に余計な負荷が作用し、ＳＥＭＩ規格Ｅ６２で定められている力(９Ｎ以下)により、精密基板収納容器をオープナに当接させることができなくなる。また、ＳＥＭＩ規格で定められているラッチ機構の操作トルク(１．７Ｎ−ｍ以下)により、蓋体１７を開閉することができなくなる。
【００１５】
一方、従来においては、回転プレートの９０°回転軸上に回転プレートと動力伝達プレートの係合部が位置するので、回転プレートが逆戻りするおそれがある。この点に関してなんら措置を講じないと、施錠時にシール力が低下して容器本体内に外気が侵入し、精密基板が汚染することとなる。さらに、ラッチ機構を繰り返し操作する場合、回転プレートのキー溝３０と操作キー６４の寸法の遊びや外力により、施錠状態のラッチ機構が逆に作動して解錠状態となり、キー溝３０が回転方向にずれることがある。このような状態で次回に操作キー６４を嵌入しようとしても、操作キー６４を嵌入することはできず、無理に嵌入するとキー溝３０の破損という事態を招くこととなる(図１８参照)。
【００１６】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、位置決め凹部と位置決めピンの寸法が公差の上限・下限の関係にある場合でも、これらを適切に嵌合して摩耗や損傷等を抑制防止することができ、しかも、ラッチ機構の操作に余計な負荷が作用するのを防ぐことのできる精密基板収納容器を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記課題を解決するため、フロントオープンボックスに形成されて精密基板を収納する容器本体と、この容器本体の開口した正面に着脱自在に嵌め入れられてシール状態に閉鎖する蓋体と、この蓋体に内蔵され、容器本体の正面をシール状態に閉鎖した蓋体を施錠するラッチ機構とを備え、容器本体と蓋体のいずれか一方にフィルタ付きの内外連通口を設け、
局所環境に搭載された場合にオープナの操作装置により蓋体のラッチ機構が操作されるものであって、
蓋体の表面左右に、操作装置の一対の位置決めピンに嵌め入れられる一対の位置決め凹部を間隔をおき上下斜めに対設して各位置決め凹部の開口周縁には操作装置の位置決めピンを誘導する面取り部を形成し、一対の位置決め凹部のうち一方の位置決め凹部を、一対の位置決め凹部を結ぶ仮想の対角線上に長軸を有するとともに、位置決め凹部の最大許容ずれ位置と位置決めピンの最大許容ずれ位置の両方をカバーする長穴に形成し、他方の位置決め凹部を丸く形成し、
ラッチ機構は、蓋体内に支持されて蓋体表面の操作口を介した操作装置の操作キーによる外部操作で回転する回転プレートと、この回転プレートに連動して上下方向に進退動する一対の動力伝達プレートと、各動力伝達プレートの先端部に設けられ、蓋体周面の貫通口から出没する一対の係止部とを含み、回転プレートの中心に操作装置の操作キーに嵌め合わされるキー溝を形成してその中心を動力伝達プレートの中心線の延長線上に位置合わせし、
動力伝達プレートの中心線の延長線上と、キー溝の中心と動力伝達プレートを反時計方向に９０°回転させて施錠する際の回転プレートと動力伝達プレートとの係合又は連結位置を結ぶ直線とを１°〜１０°の角度で交差させて施錠時の回転プレートが解錠方向に逆回転するのを防止するようにしたことを特徴としている。
なお、一対の位置決め凹部のうち一方の位置決め凹部を小判形に形成することが好ましい。
【００１９】
ここで、特許請求の範囲における精密基板には、単数複数のシリコンウェーハ等の半導体ウェーハ、マスクガラス、液晶セル、あるいは各種の記録媒体等が含まれる。長穴としては、楕円形、小判形、又はこれらに類似する形があげられる。さらに、内外連通口やフィルタは、容器本体あるいは蓋体の表面等に単数複数取り付けても良い。
【００２０】
本発明によれば、一対の位置決め凹部のうち一方の位置決め凹部を、一般的な丸い穴ではなく、一対の位置決め凹部を結ぶ線上に長軸を有する長穴とするので、位置決めピンの呼び込み量が大きくなり、オープナの種類による寸法の相違を吸収して位置決めピンの嵌め入れが容易となる。また、精密基板を収納した精密基板収納容器の内圧と外圧に差のある場合に、内外連通口がこれを等しくする。また、フィルタは、外部から内外連通口を通過して精密基板収納容器の内部にパーティクル等が侵入するのを有効に防止する。
【００２１】
また、蓋体の施錠時にはラッチ機構の回転プレートが一方向に回転し、各動力伝達プレートが回転プレートから遠ざかる方向に進出し、各係止部が蓋体の貫通口から突出して容器本体の係止穴に引っかかる。これに対し、蓋体の解錠時にはラッチ機構の回転プレートが他方向に回転し、施錠状態の各動力伝達プレートが回転プレートに接近する方向に後退し、各係止部が蓋体の貫通口に引っ込んで容器本体の係止穴から外れる。
また、ラッチ機構の施錠時に、回転プレートとこれに連動する動力伝達プレートとの係合及び又は連結位置が、回転プレートの中心と各動力伝達プレートの中心線とを結ぶ延長線上ではなく、この延長線を越えた回転プレートの周方向の位置にあるので、例え回転プレートに外力が作用しても、回転プレートが他方向ではなく、一方向に回転する。したがって、容器本体の開口した正面を覆う蓋体の施錠力が低下することがなく、シール状態を好適に維持できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における精密基板収納容器は、図１ないし図１６に示すように、単数枚又は複数枚(例えば、１３枚又は２５枚)の精密基板Ｗを上下に整列収納する容器本体１と、この容器本体１の開口正面をシール状態に嵌入閉鎖する着脱自在の蓋体１７とから構成され、後述する局所環境５０と比較してクリーン度の低い外部環境４０から局所環境５０に天井走行ロボット７０等により搬送される。そして、蓋体１７の表面には一対の位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂが対設され、この一対の位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂの一の位置決め凹部２７Ａが長穴に成形されている。
【００２３】
容器本体１は、強度や剛性等に優れるポリカーボネイト、アクリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等の合成樹脂を用いて成形することもできるが、これらをベース樹脂として導電性樹脂とのアロイ化技術、炭素繊維、金属繊維等の導電性添加物を添加した熱可塑性樹脂を使用し、帯電防止処理することが好ましい。あるいは、帯電防止処理した樹脂と帯電防止処理していない樹脂を用いた部分とを一体化させて使用しても良い。
なお、本実施形態では帯電防止処理した容器本体１を示すが、なんらこれに限定されるものではない。例えば、熱可塑性樹脂に導電性ポリマーの被膜を塗布したり、コーティングしたりして導電性を備えた容器本体１でも良い。
【００２４】
容器本体１は、正面が開口したフロントオープンボックスに成形され、ＳＥＭＩ規格に基づいて標準化されている。この容器本体１は、図２に示すように、底面のＳＥＭＩ規格で定められた箇所、具体的には底面の前部両側と後部中央とに位置決め手段である断面略Ｖ字形のＶグループ２がそれぞれ配設成形され、この複数のＶグループ２には容器本体１と同様の成形材料で成形されるボトムプレート３が複数の締結具を介して着脱自在に嵌合螺着されており、底面の両側部には前後方向に伸びるボトムレール４がそれぞれ一体成形されている。
【００２５】
各Ｖグループ２は、同図に示すように、端部が湾曲した一対の対向片５を備え、この一対の対向片５の中央部間には架設補強片６が一体成形されている。一対の対向片５の端部と端部との間には隙間７が区画形成され、この隙間７が洗浄時に水切りして乾燥に資するよう機能する。また、ボトムプレート３は、基本的には略Ｙ字形に成形され、ＳＥＭＩ規格で定められた箇所、具体的には前部両側と後部中央とにＶグループ２の外周に嵌合する略小判形の誘導部材８がそれぞれ成形されており、各誘導部材８の傾斜面がＶグループ２に後述するロードポート５６の位置合わせピン５８を案内するよう作用する。各誘導部材８は、ボトムプレート３と一体構成することもできるし、耐摩耗性の良好な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、ポリカーボネイト、ポリエーテルイミド、又はこれらにテフロン等の耐摩耗性改質剤を配合した樹脂を用いて成形し、別部品として取り付けることもできる。
【００２６】
ボトムプレート３の中央部には貫通穴９が略矩形に成形され、この貫通穴９が後述するロードポート５６のＬ字形等を呈したクランプ部材５９に保持固定される。また、容器本体１の天井中央部には図１に示すように、容器本体１と同様の成形材料で成形されるロボティックフランジ１０が容器本体１の天井に形成された係止用レールと噛合するとともに、単数複数の締結具を介して着脱自在に嵌合螺着され、このロボティックフランジ１０が天井走行ロボット７０に保持される。容器本体１の開口正面は、フランジ１１が一体に膨出成形され、このフランジ１１の内周面の上下左右には図示しない係止穴がそれぞれ凹み成形されている。容器本体１の背面中央部には図３に示すように、ポリカーボネイト、アクリル樹脂、ポリエーテルイミド等の透明材料により精密基板Ｗ視認用のウインド１２が二色成形やインサート成形等により縦長の矩形に隙間なく一体形成されている。
【００２７】
容器本体１の左右両側壁には図１ないし図４に示すように、下部に容器本体１と同様の成形材料で成形される断面板形のサイドレール１３が、上部には緊急時等に使用されるマニュアルハンドル１４がそれぞれ着脱自在に嵌合螺着されている。容器本体１の内部両側には図３に示すように、棚板１５がそれぞれ対設して一体成形され、この一対の棚板１５の対向面には複数のＶ字溝又はＵ字溝１６が上下に並べて成形されており、相対向する一対のＶ字溝又はＵ字溝１６に精密基板Ｗが水平に収納支持される。
【００２８】
蓋体１７は、図１、図４、又は図８に示すように、断面略コ字形のベース１８と、このベース１８の開口表面に複数の締結具を介して覆着される表面プレート２５とから構成され、施錠用の一対のラッチ機構２８が左右に並べて内蔵されている。ベース１８は、容器本体１と同様の成形材料で成形され、周面の上下左右に長方形の貫通口１９がそれぞれ成形されるとともに、周面には枠形のガスケット２０が嵌着されており、このガスケット２０が容器本体１の開口正面のフランジ１１嵌入時に挟持されてシール機能を発揮する。ガスケット２０は、各種の熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ、又はＮＢＲ等を用いて成形されるが、加熱時のガス発生量の少ないフッ素ゴムを用いた成形が最も好ましい。このガスケット２０は、シール性、形状、又は硬度等に応じて適宜選択される。
【００２９】
ベース１８の裏面は、図６に示すように、中央部に縦長のリテーナ２１が、側壁部には複数の貫通孔である内外連通口２２がそれぞれ設けられ、各内外連通口２２にはパーティクル濾過用のフィルタ２３が装着されている。リテーナ２１は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、又はポリブチレンテレフタレート等を使用して成形され、精密基板Ｗの前端部に接触する接触面にはＶ字溝又はＵ字溝２４が上下に並べて成形されており、各Ｖ字溝又はＵ字溝２４が精密基板Ｗを個別に弾発支持して位置ずれや損傷を防止する。各フィルタ２３は、内外連通口２２のリブに装着されたり、あるいは内外連通口２２の段差部と蓋体１７内側の支持突起との間に挟持される。各フィルタ２３の取り付けに際しては、内外連通口２２に格子形のリブを成形し、内外圧に差があり、内外連通口２２を空気等の気体が通過する場合、フィルタ２３が変形しないよう保護することが好ましい。
【００３０】
フィルタ２３としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、セルロースアセテート、ナイロン等からなる市販の分子濾過フィルタ、又は多孔質の焼結セラミック等を使用することができる。また、異なるメッシュ(孔径)のフィルタ２３を外側から目の粗い順に複数枚重ね設け、パーティクルの濾過効率を向上させることが好ましい。フィルタ２３の濾過面積は、０．４〜１６０ｃｍ2の範囲が良く、この範囲内で精密基板収納容器の大きさや使用環境(派生する圧力差等)に合わせて適宜設定される。
【００３１】
表面プレート２５は、容器本体１と同様の成形材料で成形され、図１や図４に示すように、中央部の左右に長方形を呈した一対の操作口２６が並べて成形されるとともに、上下左右にはオープナ６０の一対の位置決めピン６３にそれぞれ位置決めされる位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂが間隔をおいて斜めに対設成形されている。この一対の位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂは、図４や図５に示すように、ロードポート５６に精密基板収納容器が搭載された場合、装置の基準水平面から遠方にある上方の一の位置決め凹部２７Ａが、一対の位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂを結ぶ仮想の対角線ＤＬ上に長軸を有する長穴に凹み成形され、下方の他の位置決め凹部２７Ｂが円形に丸く凹み成形されている。
【００３２】
一の位置決め凹部２７Ａは、公差で考えられる最大許容ずれ位置Ｂと位置決めピン６３の最大許容ずれ位置Ｃとの両方をカバーし、位置決めピン６３の嵌合のための呼び込み量が十分となるよう、小判形を呈している。
なお、位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂの開口周縁には、位置決めピン６３を誘導する面取り部の設けられることが好ましい。
【００３３】
各ラッチ機構２８は、図７ないし図１０に示すように、ベース１８内の中央部側方に軸支されて蓋体表面の操作口２６を介した外部操作で回転する回転プレート２９を備え、この回転プレート２９の一対の係合ピン３１には動力伝達プレート３２の湾曲溝３４がそれぞれ遊嵌されており、各動力伝達プレート３２の先端部には蓋体１７の貫通口１９から出没する係止部であるクランプ３５が軸支されている。回転プレート２９の中心には長方形のキー溝３０が操作口２６に対応して成形され、表面外周には円柱形を呈した一対の係合ピン３１が１８０°の角度でそれぞれ突出成形されている。
【００３４】
各動力伝達プレート３２は、上下方向に指向する薄板形に成形され、ベース１８の複数の支持突部に楕円孔３３を介し進退動可能に遊嵌支持されている。この各動力伝達プレート３２の末端部は円弧形に湾曲成形されて回転プレート２９の表面外周に重ねられ、この末端部には円弧形の湾曲溝３４が回転プレート２９の外周に沿って切り欠き成形されている。各クランプ３５は、断面略Ｌ字形に屈曲成形され、屈曲部が蓋体１７の貫通口１９付近にピンを介して回転可能に軸支されており、一端部が動力伝達プレート３２の先端部にアーム等を介し揺動可能に軸支されるとともに、他端部が容器本体１の係止穴に嵌入係止する摩耗防止用のローラ３６を必要に応じ回転可能に軸支している。
【００３５】
なお、各ラッチ機構２８は、構成部品である回転プレート２９、一対の動力伝達プレート３２、及び一対のクランプ３５がポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、又はフッ素樹脂等を用いて成形されている。そして、図９(a)、(b)に示すように、キー溝３０の中心が動力伝達プレート３２の中心線ＣＬの延長線ＥＬ上に位置合わせされ、この延長線ＥＬと、キー溝３０の中心と施錠時の係合ピン３１を結ぶ直線ＳＬとが１°〜１０°の角度θで交差して施錠時の回転プレート２９が解錠方向に逆回転するのを防止する。
【００３６】
局所環境５０は、図１２に示すように、精密基板Ｗ用の各種の加工装置５１と、この加工装置５１を隔離収容する構造体５２と、外部環境４０から搬送された精密基板収納容器を搭載接続し、この精密基板収納容器と加工装置５１との間で精密基板Ｗをロード・アンロードするアクセス装置５５とから構成され、精密基板Ｗに電子回路配線を作成するための各種処理を高効率に行うため、高度にクリーン化されている(米国連邦規格(Ｆｅｄｅｒａｌ ｓｔａｎｄａｒｄ ２０９Ｅ)のクリーン度が１以下、必要に応じて０．０１レベル)。構造体５２は、正面外側に平坦な段差部５３を備えた断面略階段形に形成され、正面の区画壁５４には精密基板Ｗを通過させる開口が矩形に形成されている。
【００３７】
アクセス装置５５は、図１３や図１４に示すように、精密基板収納容器を位置決め搭載し、加工装置５１に接続するロードポート５６と、精密基板収納容器の蓋体１７に対向して開閉するオープナ６０とから構成され、外部環境４０に露出する構造体５２の正面に設置されている。ロードポート５６は、構造体５２の段差部５３にスライド可能に敷設された載置ユニット５７を備え、この載置ユニット５７上には複数のＶグループ２にそれぞれ嵌合する位置合わせピン５８が所定の間隔で立設されるとともに、ボトムプレート３の貫通穴９に係止するクランプ部材５９が昇降可能・揺動可能に設置されている。各位置合わせピン５８は、円柱形に形成され、上端部が丸く湾曲形成されている。
【００３８】
オープナ６０は、同図に示すように、区画壁５４の開口を開閉するカバー部材６１を水平移動可能・昇降可能に備え、このカバー部材６１にはラッチ機構２８用の操作装置６２が設置されており、この操作装置６２がラッチ機構２８を施錠あるいは解錠する。カバー部材６１は、板状の矩形に形成され、精密基板収納容器が接続されて精密基板Ｗのロード・アンロードを行う場合、蓋体１７を保持するとともに、ラッチ機構２８を解錠して下降し、局所環境５０と精密基板収納容器とを連通させる。そして、常時には上昇して開口をシール状態に閉塞し、浮遊するパーティクルが外部環境４０から清浄な局所環境５０内に侵入するのを防止する。
【００３９】
操作装置６２は、図１５に示すように、カバー部材６１に蓋体１７の表面を真空吸着する吸着機構６２Ａが設置されるとともに、一対の位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂにそれぞれ嵌入する位置決めピン６３が斜めに植設されている。さらに、図１６に示すように、カバー部材６１に断面略Ｔ字形を呈した一対の操作キー６４が回転可能に軸支され、各操作キー６４が回転プレート２９のキー溝３０に操作口２６を介し嵌挿して回転させる。
【００４０】
したがって、精密基板Ｗを加工処理する場合には、先ず、図１２、図１３に示すように、構造体５２の載置ユニット５７に精密基板収納容器を搬送ロボット７０が搬送・搭載し、複数の位置合わせピン５８に精密基板収納容器のＶグループ２が誘導部材８を介してそれぞれ位置合わせされ、ボトムプレート３の貫通穴９にクランプ部材５９が嵌挿係止して固定し、その後、載置ユニット５７がスライドしてカバー部材６１に蓋体１７をシール状態に当接させる。すると、操作装置６２の一対の位置決めピン６３に位置決め凹部２７Ａ・２７Ｂがそれぞれ嵌入(図１５参照)し、各回転プレート２９のキー溝３０に操作キー６４が操作口２６を貫通して嵌入する(図１１、図１６参照)。同時に操作装置６２の吸着機構６２Ａに蓋体１７が吸着固定される。
【００４１】
次いで、各操作キー６４が回転して各ラッチ機構２８の回転プレート２９を９０°時計方向に解錠回転させ、施錠状態の各動力伝達プレート３２が回転プレート２９方向に後退し、各クランプ３５の上端部が貫通口１９内に揺動退没して係止穴への係止を解除する。これにより、各ラッチ機構２８が解錠して蓋体１７を取り外し可能な状態とし、カバー部材６１が後退して容器本体１から蓋体１７を取り外す。そして、カバー部材６１が下降して開口を開放(図１４参照)するとともに、容器本体１の開口正面と加工装置５１とが連通し、その後、加工装置５１に精密基板Ｗがローディングされて取り込まれ、精密基板Ｗに加工処理が施される。
【００４２】
なお、各ラッチ機構２８の施錠の場合には、各操作キー６４が回転して回転プレート２９を９０°反時計方向に施錠回転させ、各動力伝達プレート３２が反回転プレート２９方向に進出し、各クランプ３５の他端部が貫通口１９内から揺動突出して係止穴に係止する。これにより、各ラッチ機構２８が施錠して蓋体１７を取り外し不能な状態とする。その他の部分については、従来例と同様であるので説明を省略する。
【００４３】
上記構成によれば、一の位置決め凹部２７Ａが、公差で考えられる最大許容ずれ位置Ｂと位置決めピン６３の最大許容ずれ位置Ｃとの両方をカバーし、位置決めピン６３の嵌入のための呼び込み量が十分となるよう、小判形を呈しているので、位置決め凹部２７Ａと位置決めピン６３の寸法が例え公差の上限・下限の関係にある場合でも、位置決めピン６３に位置決め凹部２７Ａが適切に嵌入し、位置決めピン６３や位置決め凹部２７Ａの摩耗や損傷を招くことがない。また、例え複数の異なるメーカのオープナ６０で繰り返し使用する場合でも、位置決めピン６３に位置決め凹部２７Ａを好適に嵌入させることが可能になる。したがって、精密基板収納容器とオープナ６０の位置関係を実に良好化することができ、ラッチ機構２８の操作に余計な負荷が作用することがなく、オープナ６０に設定されたトルクで蓋体１７を円滑に開閉することができる。
【００４４】
また、キー溝３０の中心が動力伝達プレート３２の中心線ＣＬの延長線ＥＬ上に位置合わせされ、この延長線ＥＬと、キー溝３０の中心と施錠時の係合ピン３１を結ぶ直線ＳＬとが１°〜１０°の角度θで交差するという逆回転防止機構を備えているので、施錠時に回転プレート２９に外力が加えられても、回転プレート２９が解錠方向に逆戻りするおそれがない。この点につき、図１０を用いて詳説すると、係止穴からクランプ３５が外れる方向にシール性を解除する外力Ｅが作用した場合、回転プレート２９に動力伝達プレート３２を動かそうとする力Ｐが働く。この力Ｐは、動力伝達プレート３２の湾曲溝３４から係合ピン３１に働くが、Ｑ・Ｒの二方向の力に分割される。Ｒは回転プレート２９を施錠方向に回転させ、シール性を確保する力である。
【００４５】
以上により、係止穴からクランプ３５が外れる方向に回転プレート２９が回転するのを防止することができるので、搬送時や保管時等に蓋体１７のシール力が低下して容器本体１内に外気が侵入し、精密基板Ｗが汚染するという事態をきわめて有効に防ぐことが可能になる。さらに、ラッチ機構２８を繰り返し操作する場合でも、回転プレート２９のキー溝３０と操作キー６４の寸法の遊びや外力により、キー溝３０が回転方向にずれることがない。よって、次回に操作キー６４を嵌入しても、操作キー６４を適切に嵌入でき、しかも、キー溝３０の破損防止が期待できる。
【００４６】
なお、上記実施形態では容器本体１の底面に複数のＶグループ２をそれぞれ一体成形し、この複数のＶグループ２にボトムプレート３を嵌合支持させたが、なんらこれに限定されるものではない。例えば、容器本体１の底面にボトムプレート３を一体成形しても良い。また、容器本体１の内部背面に単数複数の棚板１５を設けても良い。また、位置決め凹部２７Ａの内面は、平坦面としたり、少なくとも一部を湾曲面としたり、あるいは少なくとも一部にテーパ等を形成することができる。また、ラッチ機構２８の回転プレート２９、動力伝達プレート３２、又はクランプ３５の数や位置等は適宜増減変更することができる。
【００４７】
さらに、蓋体１７には、原点、及び回転の終端位置で回転プレート２９を正確に停止させる回り止め機構を設け、安全性をさらに確保するようにしても良い。この回り止め機構は、例えば、蓋体１７内面の所定箇所又は回転プレート２９に設けられる回り止め突起と、蓋体１７内面の所定箇所又は回転プレート２９に設けられ、終端二箇所で回り止め突起と摩擦係合する回り止め係合部とから構成することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、一対の位置決め凹部と位置決めピンの寸法が公差の上限・下限の関係にある場合でも、これらを適切に嵌合して摩耗や損傷等を抑制防止することができるという効果がある。また、内外連通口により、精密基板を収納したフロントオープンボックスタイプの精密基板収納容器の内圧と外圧に差のある場合にこれを等しくすることができるし、フィルタにより、外部から内外連通口を通過して精密基板収納容器の内部にパーティクル等が侵入するのを有効に防止することができる。
また、ラッチ機構を構成する回転プレートの中心のキー溝等が回転方向にずれるのを抑制防止することができるので、精密基板収納容器のシール性を維持して精密基板の汚染を抑制防止することが可能になる。さらに、繰り返し使用しても、回転プレートのキー溝と操作キーとを正しく嵌め合わせることができるので、ラッチ機構に余計な負荷の作用することがなく、耐久性の向上も期待できる。さらにまた、逆回転防止機構を備えているので、施錠時に回転プレートに外力が加えられても、回転プレートが解錠方向に逆戻りするおそれがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態を示す斜視全体説明図である。
【図２】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態を示す底面図である。
【図３】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における蓋体を取り外した状態の正面説明図である。
【図４】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態を示す正面図である。
【図５】図４のＶ部を示す説明図である。
【図６】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における蓋体を裏面側から示す説明図である。
【図７】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における蓋体のラッチ機構を示す説明図である。
【図８】図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態を示す説明図で、(a)図は施錠時のラッチ機構を示す説明図、(b)図は解錠時のラッチ機構を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態におけるラッチ機構の逆回転防止の動作原理を示す説明図である。
【図１１】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態におけるキー溝と操作キーとの関係を示す断面説明図である。
【図１２】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態におけるシステム全体を示す説明図である。
【図１３】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における常時のアクセス装置を示す斜視説明図である。
【図１４】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における精密基板加工時のアクセス装置を示す斜視説明図である。
【図１５】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における蓋体の位置決め凹部と位置決めピンとの関係を示す部分断面説明図である。
【図１６】本発明に係る精密基板収納容器の実施形態における回転プレートのキー溝と操作キーとの関係を示す部分断面説明図である。
【図１７】従来の精密基板収納容器を示す正面説明図である。
【図１８】従来のキー溝と操作キーとの関係を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１ 容器本体
２ Ｖグループ
３ ボトムプレート
１７ 蓋体
１８ ベース
１９ 貫通口
２０ ガスケット
２２ 内外連通口
２３ フィルタ
２５ 表面プレート
２６ 操作口
２７ 位置決め凹部
２７Ａ 位置決め凹部
２７Ｂ 位置決め凹部
２８ ラッチ機構
２９ 回転プレート
３０ キー溝
３１ 係合ピン
３２ 動力伝達プレート
３４ 湾曲溝
３５ クランプ
５０ 局所環境
５１ 加工装置
５２ 構造体
５５ アクセス装置
５８ 位置合わせピン
６０ オープナ
６３ 位置決めピン
６４ 操作キー
ＣＬ 動力伝達プレートの中心線
ＤＬ 対角線
ＥＬ 延長線
ＳＬ 直線
Ｗ 精密基板
Claims (2)
- フロントオープンボックスに形成されて精密基板を収納する容器本体と、この容器本体の開口した正面に着脱自在に嵌め入れられてシール状態に閉鎖する蓋体と、この蓋体に内蔵され、容器本体の正面をシール状態に閉鎖した蓋体を施錠するラッチ機構とを備え、容器本体と蓋体のいずれか一方にフィルタ付きの内外連通口を設け、
局所環境に搭載された場合にオープナの操作装置により蓋体のラッチ機構が操作される精密基板収納容器であって、
蓋体の表面左右に、操作装置の一対の位置決めピンに嵌め入れられる一対の位置決め凹部を間隔をおき上下斜めに対設して各位置決め凹部の開口周縁には操作装置の位置決めピンを誘導する面取り部を形成し、一対の位置決め凹部のうち一方の位置決め凹部を、一対の位置決め凹部を結ぶ仮想の対角線上に長軸を有するとともに、位置決め凹部の最大許容ずれ位置と位置決めピンの最大許容ずれ位置の両方をカバーする長穴に形成し、他方の位置決め凹部を丸く形成し、
ラッチ機構は、蓋体内に支持されて蓋体表面の操作口を介した操作装置の操作キーによる外部操作で回転する回転プレートと、この回転プレートに連動して上下方向に進退動する一対の動力伝達プレートと、各動力伝達プレートの先端部に設けられ、蓋体周面の貫通口から出没する一対の係止部とを含み、回転プレートの中心に操作装置の操作キーに嵌め合わされるキー溝を形成してその中心を動力伝達プレートの中心線の延長線上に位置合わせし、
動力伝達プレートの中心線の延長線上と、キー溝の中心と動力伝達プレートを反時計方向に９０°回転させて施錠する際の回転プレートと動力伝達プレートとの係合又は連結位置を結ぶ直線とを１°〜１０°の角度で交差させて施錠時の回転プレートが解錠方向に逆回転するのを防止するようにしたことを特徴とする精密基板収納容器。 - 一対の位置決め凹部のうち一方の位置決め凹部を小判形に形成した請求項１記載の精密基板収納容器。
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