JP5409223B2 - 基板収納容器 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェハ、マスクガラス等の基板などを収納し、輸送、搬送、保管などに使用される基板収納容器に関する。

近年、半導体部品の微細化や配線の狭ピッチ化が進んでいる。それと同時に、製品歩留の向上や、半導体部品の生産工程における、装置の待ち時間の短縮による稼働率の向上、ラインスピードの増速等の合理化によるコストダウンが行なわれていて、メーカー各社の間で激しい競争が行なわれている。

半導体部品を生産するデバイス工場では、約６００工程、あるいはこれ以上の工程で、基板上に電子回路を形成するために、エッチング、熱処理、薄膜形成、露光等各種の処理、加工が繰り返し行われて、半導体部品が生産されている。こうしたデバイス工場は、各処理加工工程が局所クリーンの状態で隔離されていて、こうした工程間で基板を搬送するために、１又は複数枚の基板を収納可能な基板収納容器が使用されている。

基板収納容器は、自動で開閉可能な蓋体が取り付けられていて、作業員からの汚染を防止するために、基板の挿入や取り出しが自動で行なわれる。
また、基板収納容器には、搬送用のフランジやコンベアレールが形成されていて、各加工工程への基板の供給や、各工程間の基板の搬送、各工程間での基板の保管等に使用される。基板収納容器としては、特許文献１に記載があるようなものが知られている。
また、特許文献２に記載があるように、基板収納容器に、内圧調整用のフィルタや、気体置換用のバルブが設けられたものが知られている。

また、上記したデバイス工場へ基板を輸送するときには、輸送容器が使用されていて、航空機やトラック、あるいは船舶での輸送が行なわれている。
こうした輸送容器においても、デバイス工場で使用される基板収納容器と同じく自動化対応な蓋体が用いられていて、自動での開閉が行なわれている（特許文献３参照）。

特開２０００−３０６９８８号公報 特開２００８−６６３３０号公報 特開２００５−３０６４１１号公報

半導体デバイスの生産工場において工程内のラインスピードを上げるために、熱処理した基板を冷却して、工程内基板収納容器に挿入する時間も短縮されるようになり、１００℃近辺の温度の高い状態の基板を工程内基板収納容器に収納するようになってきている。こうした温度の高い基板を収納すると、工程内基板収納容器内部の空気の温度も上昇し膨脹する。こうして気体が希薄状態で蓋体を閉められることになる。やがて基板と、基板収納容器及び気体は冷却されて温度が下がることとなる。工程内基板収納容器の温度が下がると、今度は工程内基板収納容器の内部の圧力は、外部の圧力よりも低い状態となり、工程内基板収納容器の蓋体を取り外そうとしても、蓋体及び蓋体に取り付けられるガスケットの先端が減圧により張り付いてしまい、蓋体を開けにくい状態となってしまうことがあった。

また、輸送容器においては、航空機で輸送されることもあり、この時に次のような問題が生じる。地上において梱包された輸送容器の内部の圧力は、高い高度の希薄な外気の圧力に対して輸送容器の内部の圧力が相対的に高くなり、この圧力差を無くすために輸送容器内部から外部へと気体がフィルタを介して流出することになる。次に、航空機が上空から降りた直後からしばらくの時間は、輸送容器内部の圧力が、上空で気体が流出した分だけ地上の外気の圧力よりも低い状態となって、シール部材の貼りつき等でやはり蓋体が開けにくくなってしまうといった問題があった。

こうした基板収納容器内外の圧力差を解決するため、基板収納容器には、フィルタが取り付けられていて、基板収納容器内外の圧力が平衡状態になるように、検討されていた。しかし、こうしたフィルタによる圧力平衡には、時間が掛かるので、蓋体を開けたいときに、必ずしも圧力が平衡になっていないことがあった。

本発明は、このような課題を解決するために、基板収納容器の蓋体を取り除くときに、瞬時に基板収納容器内外の圧力差を無くして、蓋体の開閉を問題なく行うことが可能な基板収納容器を提供することを目的としている。

本発明の基板収納容器は、上記課題を解決するためになされたものであり、開口を有し基板を収納する容器本体と、容器本体の開口をガスケット部材によってシール可能に閉鎖する蓋体と、を有する基板収納容器であって、蓋体を取り外す動作をするときに、基板収納容器内外の圧力差を強制的に平衡状態とするための
圧力調整手段が蓋体に設けられ、該蓋体と容器本体との施錠機構に外部からの操作キーを挿入することで、該圧力調整手段が作動し、該施錠機構内に設けられた円盤状の基部と軸部を有する弁体が弾性部材とともに押し込まれ、弁体軸部の先端に取付けられた内部を封止しているシール部材を押し込むことにより、基板収納容器の外部と内部とが通気可能な状態となることを特徴とする。なお、前記操作キーを挿入することで、前記弁体が弾性部材とともに押し込まれ、操作キーを取り出すことにより、該弾性部材によって弁体が元の位置に復元する。

前記圧力調整手段が、蓋体と容器本体との施錠機構に設けられ、ここで外部から該施錠機構内に設けられた回転部品を回転させる操作をすることで、前記圧力調整手段が作動すること、前記圧力調整手段が、蓋体の位置決め用の凹部内に設けられていること、がそれぞれ好ましい。

本発明は、蓋体開閉装置で基板収納容器の蓋体を取り外す際に圧力調整手段を作動させて、確実に基板収納容器内外の圧力差を無くすことが出来るので、望むときに何時でも蓋体の開閉を抵抗なく確実に行なうことが出来る。

本発明の実施の形態に係る基板収納容器を蓋体の表面プレートを外した状態で表す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る基板収納容器の蓋体を表す正面図である。 本発明の実施の形態の蓋体を示す断面図であって、（ａ）は、図２中に示すＡ−Ａ線での断面図、（ｂ）は、要部拡大図である。 図３に示す断面図中の圧力調整手段部分を拡大して表す要部拡大図である。 本発明の圧力調整機構の作動状態を（ａ）〜（ｃ）として順次に表す説明断面図である。 本発明の別の実施の形態の蓋体に設ける施錠機構の回転部材の裏面側を表す斜視図である。 本発明の図６に示した回転部材の支持部とここに設けられた圧力調整手段を表す斜視図である。 本発明の図７に示した圧力調整機構の作動状態を（ａ）〜（ｃ）として順次に表す説明断面図である。 位置決め凹部位置に圧力調整機構を設ける本発明の第三の実施の形態を示す蓋体の概略断面図である。 本発明の第三の実施の形態である図９の要部拡大図であって、（ａ）は、圧力調整機構に位置決めピンが当接した状態図、（ｂ）は、圧力調整機構が作動した状態の図である。 圧力調整機構の本発明の第四の実施の形態を表す断面図である。

以下、本発明による基板収納容器１の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る基板収納容器を蓋体の表面プレートを外した状態で表す斜視図であり、図２は、本発明の実施の形態に係わる基板収納容器の蓋体を表す正面図である。図３は、本発明の実施の形態の蓋体の、図２中に示すＡ−Ａ線での断面図である。
基板収納容器１は、正面に開口部が形成されていて、開口部の４つの辺には、開口周縁から外方向に張り出すフランジ部４が形成されている容器本体２と、この開口部をシール可能に閉鎖する蓋体３とから形成されている。

容器本体２は、詳細は図示省略するが、一対の側壁と、天面壁と、底面壁と、奥側壁とからなり、左右の側壁の内面には基板を一定間隔で水平に支持するための棚を有する支持部が相対するように形成されている。底面外壁には、加工装置に基板収納容器を精度良く位置決めするための位置決め部材（図示せず）が設けられ、天面外壁には、基板収納容器を自動搬送するためのロボティックフランジを設けることができる。

蓋体３は、略矩形に形成されていて、蓋体３を容器本体２に係止するための一対の施錠機構７が内蔵されている筐体部分５と、筐体部分５の開口を閉鎖する表面プレート６とから構成されている。施錠機構７は、外部から操作可能なキー溝８を有する回転体９と、回転体９に係合して、蓋体３の側面の貫通孔から出没可能に移動する連結バー部材１０とを有し、この連結バー部材１０の自由端部が筐体部分５の側壁から突出して、容器本体の開口部内周縁に設けられる係合凹部１１に係止されて、蓋体３で容器本体２が閉鎖される。蓋体３の側面には、開口部を密封するためのガスケット部材１２（図３）が配設されている。

表面プレート６には、回転体９を外部から操作することを可能とするための角穴１３が形成されていて、この角穴１３の周囲には、一対の円弧状の貫通穴１４が形成されていて、その貫通穴を介して、手動でも回転体を操作可能としている。また、表面には、蓋体開閉装置にて蓋体を開閉するときの位置決めを行なう一対の位置決め凹部１５が対角線状（点対称位置）に形成されている。

蓋体３の側面には、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すような容器本体２の開口部周縁と接触してシールを形成するガスケット部材１２が取り付けられている。ガスケット部材１２は、エンドレス状の基部と基部から突出して容器本体の開口周縁と接触するシール片と、蓋体側面に設けられる嵌合溝に嵌りこむ基部の位置ずれを防止する嵌合突起を設けることができる。

ガスケット部材１２は、具体的には、ＪＩＳ Ｋ７２０２にて測定する硬度が８０°以下のポリエステル系やポリオレフィン系、ポリスチレン系等の熱可塑性エラストマーやふっ素、ＩＲなどのゴム材から形成することができる。

本発明の基板収納容器１には、蓋体３の開閉時に基板収納容器１内が減圧状態になって、蓋体３の開閉作業が、吸着による抵抗で中断されることがないように、蓋体の開閉操作をするときに、減圧状態を解消するための圧力調整機構１６（詳細は、図４、図５）を設けている。圧力調整機構１６は、図４に示したように、例えば施錠機構７の回転体９の内側（容器本体側）に設けておくことが出来る。

図４は、図３に示す断面図中の圧力調整手段部分を拡大して表す要部拡大図である。
図４に示されるように、圧力調整機構１６は、回転体９を支持する部分の筐体部分５に貫通穴１７を設け、貫通穴１７の表面プレート６側の周囲に設けられる円錐状の傾斜面１８と、弾性部材１９と、弾性部材１９に支持されて回転体９と接触する弁体２０とを有し、貫通穴１７の他方の側（筐体部分５側）には表面プレート６と平行に形成される段部２１が設けられていて、ここの内側には、フィルタを包蔵し、通気可能な開口を備えた円形に形成されるたフィルタ保持部材２２が配置される。

圧力調整機構１６の弁体２０は、円盤状に形成される基部２３と、基部２３の表面プレート６側の表面には、ここから突出形成されるリブ２４と、基部２３の他方の側に形成される軸部２５と、軸部２５の先端の溝部に嵌められるシール部材２６とを有している。軸部２５は筐体部分５に設けられる貫通穴１７に差し込まれて、弾性部材１９により第一の位置（図５（ａ）に示される位置）で支持されている。このとき、軸部２５に設けられたシール部材２６が、貫通穴１７周辺の傾斜面１８と接触して、シールを形成している。

図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の圧力調整機構１６の作動状態を表す断面図である。
図５（ａ）の状態は、基板収納容器が、図示しない蓋体開閉装置に搭載され、蓋体３を取り外すための、施錠機構を操作するための操作キー２７が回転体９のキー溝８に接近された状態を示している。操作キー２７を正面から見ると、長方形状になるように形成され、これを側面から見ると、長方形部分の中央部が細い軸に支持されたＴ字状をしている。回転体９にはこの操作キー２７を受け入れるためのキー溝８が形成されていて、回動可能に支持されている。

図５（ｂ）は、回転体のキー溝に操作キー２７が挿入された状態を示していて、操作キー２７が所定の位置まで、さらに押し込まれると、図５（ｃ）に示したように、弁体２０が押し込まれて弾性部材１９が圧縮され、弁体２０の軸部２５のシール部材２６が傾斜面１８から離れて、基板収納容器の外部と内部とが通気可能な状態（図５（ｃ）中の矢印）となり、基板収納容器の内部が減圧された状態であっても外部から気体が流入して、圧力が平衡状態となり、蓋体の開閉がスムーズに行なえるようになる。

図６〜図８は、本発明の第二の実施の形態を示す。
図６は、本発明の第二の実施の形態の蓋体に設ける施錠機構の回転部材の裏面側を表す斜視図である。図７は、本発明の図６に示した回転部材の支持部とここに設けられた圧力調整手段を表す斜視図である。図８は、本発明の図６および図７に示した圧力調整機構の作動状態を（ａ）〜（ｃ）として順次に表す説明断面図である。
圧力調整機構２８は、基本的には先の実施の形態と同様の構成であり、これに加えて施錠機構７を手動で操作するときでも同様の効果が得られるように、操作キーを使用しなくても基板収納容器内の圧力が外気圧に緩和できるようにしている。回転体２９に、キー溝３０の裏面側の短手方向の辺に山状の突出部３１を設けておき、これと相対する弁体３２には、突出部３１を受け入れる凹部３３と、凹部３３の端から回転体２９と向き合う方向に除々に高さが高くなるように変化する傾斜面３４と、これに連なるリブ３５とを形成しておき、図８の（ａ）〜（ｃ）に示したように、回転体２９を回転させたときに、回転体２９裏面の突出部３１が、弁体３２の傾斜面３４と接触してこれを押圧することで、弾性部体１９を圧縮して弁体３２のシール部材３６が傾斜面１８から離れて、フィルタ保持部材２２を介して気体を流通可能とするようになる。この場合、先ほどの実施の形態のように、自動の蓋体開閉装置にて操作キー２７を挿入しても同様の効果が得られるし、操作キー２７を用いずに、手動で回転体２９を回転操作する場合でも、同様の効果が得られるので、基板収納容器１の使用時のあらゆる態様に渡って蓋体３の減圧吸着を解除できるので、より好ましい。

図９、図１０には、第三の実施の形態を示す。
図９は、位置決め凹部位置に圧力調整機構を設ける本発明の第三の実施の形態を示す蓋体の概略断面図である。図１０は、本発明の第三の実施の形態である図９の要部拡大図であって、（ａ）は、圧力調整手段に位置決めピンが当接した状態図、（ｂ）は、圧力調整手段が作動した状態の図である。
蓋体３の一対の位置決め用の凹部１５の奥に貫通穴３８を設けて、これを密封するように圧力調整用の弁体３９を備えた圧力調整機構３７を取り付けた例である。
貫通穴３８の表面プレート６側には、弁体３９が弾性部材４１により弾性的に支持されていて、貫通穴３８の他方は、弁体３９の軸部４２とこれに支持されるシール部材４３が傾斜面４４と接触してシールを形成していて、フィルタ保持部材４５と向き合っている。
この場合、蓋体開閉装置の蓋体と向き合う垂直壁が、蓋体開閉装置と蓋体３の位置決めを行なうために、位置決め凹部１５に位置決めピン４７を挿入することで、弾性部材４１が圧縮されて、弁体３９のシールを解除して、通気可能となるので、基板収納容器内外の圧力を平衡にすることができる。

図１１は、さらに別の実施の形態を示す。
図１１は、圧力調整機構の本発明の第四の実施の形態を表す断面図である。
上記した実施の形態と同様に、弁体５２と、弾性部材５３と、弁体５２の軸部５４に保持されるシール部材５６と接触する傾斜面５５と、フィルタ保持部材５８を備えた圧力調整機構４８を容器本体４９の底部の貫通穴５７に取り付けておき、基板収納容器５０を蓋体開閉装置の載置面に載せたときに、蓋体開閉装置の載置面の上面に突出するように配設されている突出ピン５１が、圧力調整機構４８の弁体５２に接触して押圧され、通気可能な状態とするものである。この場合も、上記実施の形態と同様の効果が得られる。

１：基板収納容器
２：容器本体
３：蓋体
４：フランジ部
５：筐体部分
６：表面プレート
７：施錠機構
８：キー溝
９：回転体
１０：連結バー部材
１１：係止凹部
１２：ガスケット部材
１３：角穴
１４：（円弧状の）貫通穴
１５：位置決め凹部
１６：圧力調整機構
１７：貫通穴
１８（円錐状の）傾斜面
１９：弾性部材
２０：弁体
２１：段部
２２：フィルタ保持部材
２３：（弁体の）基部
２４：（弁体の）リブ
２５：（弁体の）軸部
２６：シール部材
２７：操作キー
２８：圧力調整機構
２９：回転体
３０：キー溝
３１：突出部
３２：弁体
３３：凹部
３４：傾斜面
３５：リブ
３６：シール部材
３７：圧力調整機構
３８：貫通穴
３９：弁体
４１：弾性部材
４２：軸部
４３：シール部材
４４：（円錐状の）傾斜面
４５：フィルタ保持部材
４７：位置決めピン
４８：圧力調整機構
４９：容器本体
５０：基板収納容器
５１：突出ピン
５２：弁体
５３：弾性部材
５４：軸部
５５：（円錐状の）傾斜面
５６：シール部材
５７：貫通穴
５８：フィルタ保持部材

Claims (4)

1. 開口を有し基板を収納する容器本体と、容器本体の開口をガスケット部材によってシール可能に閉鎖する蓋体とを有する基板収納容器であって、蓋体を取り外す動作をするときに、基板収納容器内外の圧力差を強制的に平衡状態とするための圧力調整手段が蓋体に設けられ、該蓋体と容器本体との施錠機構に外部からの操作キーを挿入することで、該圧力調整手段が作動し、該施錠機構内に設けられた円盤状の基部と軸部を有する弁体が弾性部材とともに押し込まれ、弁体軸部の先端に取付けられた内部を封止しているシール部材を押し込むことにより、基板収納容器の外部と内部とが通気可能な状態となることを特徴とする基板収納容器。
2. 前記操作キーを挿入することで、前記弁体が弾性部材とともに押し込まれ、操作キーを取り出すことにより、該弾性部材によって弁体が元の位置に復元する請求項１に記載の基板収納容器。
3. 前記圧力調整手段が、蓋体と容器本体との施錠機構に設けられ、ここで外部から該施錠機構内に設けられた回転部品を回転させる操作をすることで、前記圧力調整手段が作動する請求項１に記載の基板収納容器。
4. 前記圧力調整手段が、蓋体の位置決め用の凹部内に設けられている請求項１乃至３のいずれかに記載の基板収納容器。

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