JP5960078B2 - 基板収納容器 - Google Patents

Description

本発明は基板収納容器に係り、特に、容器の内部と外部との連通を可能にする開閉バルブを備える基板収納容器に関する。

たとえば複数の半導体ウェーハを収納する基板収納容器は、一方向弁（逆止弁）を備える開閉バルブが複数設けられ、これら開閉バルブを通して、容器の内部の気体を窒素等の不活性気体に置換できるようになっている。

開閉バルブは、中空のハウジング部材に一方向弁およびフィルタが内蔵され、これら一方向弁およびフィルタを介してハウジング部材の一方の面から他方の面へ通じる通気孔を有して構成されている。

一方弁は、一方向の動きを弾性体によって付勢され、平時には、一方にシールを形成して気体が通過できない状態とし、外部から気体が供給される際の圧力等によって、該弾性体に抗して他方向に移動することによってシールを解除し、フィルタを介して濾過された気体を通過できるようになっている。

そして、基板収納容器において、前記開閉バルブは、気体を容器内に供給する供給用バルブと、容器内の気体を排気する排気用バルブとに分けて使用されていた。

供給用バルブは、外部の気体供給装置の供給用パージポートとアクセス可能となっており、排気用バルブは、外部の気体供給装置の排気用パージポートとアクセス可能となっている。

特許第４２０１５８３号公報 特許第４８４９４７１号公報

上述のような基板収納容器の開閉バルブは、顧客が使用する気体供給装置（以下、パージ装置と称す）に合致する箇所に設けられていたため、当初に想定しなかったパージ装置では、該開閉バルブの箇所がずれるためにパージ装置側のパージポートにアクセスできなくなる不都合を有していた。

このため、仕様の異なる複数のパージ装置に開閉バルブを対応させるようとする場合、たとえば基板収納容器の底面に設けられる位置決め孔の位置を変更できるように構成せざるを得ず、構成が複雑化する不都合を有する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、極めて簡単な構成にも拘わらず、仕様の異なる複数のパージ装置に対応し得る箇所に開閉バルブを備える基板収納容器を提供することにある。

本発明の他の目的は、取付けおよび取り外し等の取扱いが容易な開閉バルブを備える基板収納容器を提供することにある。

本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の基板収納容器は、開口を通して基板を収納する容器本体と、前記容器本体の前記開口を閉塞する蓋体と、前記容器本体に取り付けられた貫通孔を介して前記容器本体内の気体の置換を行う開閉バルブと、を有し、前記開閉バルブは、前記気体の通気がなされる通気孔が形成されたハウジングと、前記通気孔を塞ぐように配置されるフィルタと、前記通気孔内に配置される逆止弁と、を有し、前記ハウジングは、前記容器本体に取り付けられる側に位置づけられる第１筐体と、前記気体の供給あるいは排出がなされる側に位置づけられ前記第１筐体に対して偏心された第２筐体と、を有し、前記通気孔は、前記第２筐体のほぼ中心軸の位置に形成され、前記第１筐体の中心軸から変位した位置に形成されていることを特徴とする。
（２）本発明の基板収納容器は、（１）の構成において、前記通気孔は、その軸方向から観た場合に、前記貫通孔の一部とオーバーラップしていることを特徴とする。
（３）本発明の基板収納容器は、（１）の構成において、前記開閉バルブは、その周囲の所定の箇所が異なった方向に向けられた状態で、前記容器本体に取り付けられることを特徴とする。
（４）本発明の基板収納容器は、（１）の構成において、前記開閉バルブは、前記第１筐体の側面の対向する個所に軸支されるハンドル部を有し、前記開閉バルブの前記貫通孔への取り付けは前記ハンドル部の操作によってなされることを特徴とする。
（５）本発明の基板収納容器は、（４）の構成において、前記開閉バルブは、前記ハンドル部の前記第２筐体の端面側から前記第１筐体の側面側への回動によって、基板収納装置に取り付けた係合部材に係合され、前記貫通孔への取付けがなされることを特徴とする。

上述した基板収納容器によれば、極めて簡単な構成にも拘わらず、仕様の異なる複数のパージ装置に対応し得る箇所に開閉バルブを備えることができるようになる。

また、上述した基板収納容器によれば、取付けおよび取り外し等の取扱いが容易な開閉バルブを備えることができるようになる。

本発明の基板収納容器の実施形態１を示す斜視図である。 （ａ）は本発明の基板収納容器の実施形態１を示す底面図（開閉バルブを取り付けていない）、（ｂ）は開閉バルブの取付け部を拡大した図である。 本発明の基板収納容器の実施形態１を示す底面図（開閉バルブを取り付けている）である。 本発明の基板収納容器に取り付けられる開閉バルブで、上面から観た斜視図である。 本発明の基板収納容器に取り付けられる開閉バルブで、下面から観た斜視図である。 気体供給用バルブとして用いる開閉バルブの分解斜視図である。 気体供給用バルブとして用いる開閉バルブの断面図である。 気体排気用バルブとして用いる開閉バルブの分解斜視図である。 気体排気用バルブとして用いる開閉バルブの断面図である。 容器本体に開閉バルブを取り付ける工程のうち第１工程を示す斜視図である。 容器本体に開閉バルブを取り付ける工程のうち第２工程を示す斜視図である。 容器本体に開閉バルブを取り付ける工程のうち第３工程を示す斜視図である。 容器本体に開閉バルブを取り付ける工程のうち第４工程を示す斜視図である。 開閉バルブを１８０°回転させた状態で基板収納容器に取り付けた場合を示す説明図である。 図１４の開閉バルブの近傍を示す拡大図である。 開閉バルブを１８０°回転させた状態で基板収納容器に取り付けた場合を示す説明図である。 図１６の開閉バルブの近傍を示す拡大図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
（実施形態１）
図１は、本発明の基板収納容器の実施形態１を示す斜視図である。図１において、基板収納容器１は、開口（図示せず）を有する容器本体２と、該開口をシール可能に閉鎖する着脱自在の蓋体３と、からなる。容器本体２内には、開口を通して、たとえば複数の半導体ウェーハ（図示せず）が収納され、これら半導体ウェーハは、間隔を有して水平状態で重ねられて支持されるようになっている。

容器本体２には、その天面に搬送用のロボテックフランジ４が設けられ、底部に板状のボトムプレート５が取り付けられている。

また、ボトムプレート５にはたとえば４個の開閉バルブ６が設けられ、この開閉バルブ６を通して基板収納容器１の内部の気体を置換できるようになっている。図１では、ボトムプレート５に取り付けられた各開閉バルブ６を、それぞれ、図中下方側に取り出し、さらに分解した図として示している。この開閉バルブ６については後に詳述する。

図２（ａ）は、基板収納容器１をボトムプレート５側から観た図であり、各開閉バルブ６の取付け部（開閉バルブ６は取り付けられていない）６Ｊを示している。各開閉バルブ６の取付け部６Ｊは、蓋体３側の両脇に２個、奥行の後部の両脇に２個設けられている。各開閉バルブ６の取付け部６Ｊは、ボトムプレート５に形成された取り付け孔５Ｈによって露出されている。

図２（ｂ）は、開閉バルブ６の取付け部６Ｊを拡大して示した図である。図３は、図２（ａ）と対応する図で、各開閉バルブ６の取付け部６Ｊ（図２（ａ）参照）に開閉バルブ６を取り付けた状態を示した図である。蓋体３側の２個の開閉バルブ６は、たとえば排気用の開閉バルブ６（６ａ）として用いられ、後部の２個の開閉バルブ６は、吸気用の開閉バルブ６（６ｂ）として用いられるようになっている。

図２（ｂ）に示すように、開閉バルブ６の取付け部６Ｊには、容器本体２に複数（たとえば５個）の貫通孔８が形成され、各貫通孔８は、中央の貫通孔８の周辺を囲むようにして４個の貫通孔８が並設されて形成されている。

ボトムプレート５の開閉バルブ６の取付け部６Ｊを露出させる取付け孔５Ｈは、この取り付け孔５Ｈの周辺に該取付け孔５Ｈを中心して半径の異なる円筒状あるいは円弧状のリブ５ａ、５ｂが形成されている。なお、図２（ｂ）において、符号１５は、開閉バルブ６の通気孔に相当し、通気孔１５は、その軸方向から観た場合に、貫通孔８の一部とオーバーラップするようになっている。

なお、図２（ａ）、図３に示すように、ボトムプレート５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７が設けられている。この位置決め部材７は、Ｖ字状の傾斜面を有し、加工装置側に設けられる位置決めピン（図示せず）に嵌合できるようになっている。

図４は開閉バルブ６を上面側から観た斜視図、図５は開閉バルブ６を下面側から観た斜視図である。

図４、図５に示すように、開閉バルブ６は、ほぼ円筒状からなる筐体（ハウジングと称する場合がある）１１と、この筐体１１に取り付けられるハンドル部１２とを有して構成されている。筐体１１は、上部筐体（第１筐体と称する場合がある）１１ａと下部筐体（第２筐体と称する場合がある）１１ｂとが上下非対称となるように偏心して配置され、層状に一体化されて形成されている。開閉バルブ６の筐体１１の外周面には上部筐体１１ａと下部筐体１１ｂの境界において段差部１１ｃが設けられている。

上部筐体１１ａは、容器本体２に取り付けられる側となっており、下部筐体１１ｂは、気体の供給あるいは排出がなされる側となっている。

上部筐体１１ａは、その中心軸からずれた（変位した）位置に通気孔１５が形成されている。そして、上部筐体１１ａの上面には、その周縁に沿って突起体からなる外周リブ１６と、この外周リブ１６の内壁から通気孔１５へ向かって延在する複数の保護リブ１６ｃが形成されている。保護リブ１６ｃは、外周リブ１６に対して高さが若干小さく形成されている。これにより、外周リブ１６の内側には保護リブ１６ｃを載置台としてフィルタ１７（図６参照）を収納できるようになっている。

下部筐体１１ｂは、その中心軸上に通気孔１５が形成されている。下部筐体１１ｂの通気孔１５は、上部筐体１１ａの通気孔１５を直線状に延在した個所に形成されている。下部筐体１１ｂの底面は平坦化されて形成され、図示しないパージ装置とアクセスするアクセス面となっている。

ハンドル部１２は、円弧状のアーチ部１２ｂと、このアーチ部１２ｂの両端に設けられ、上部筐体１１ａの側面の対向する位置に形成された一対の突出部１９に軸支される取付け部１２ａと、を有して構成されている。これにより、ハンドル部は、その取付け部１２ａを中心にし、筐体１１の側面側（図４参照）と底面側（図５参照）との間を回動できるようになっている。

ハンドル部１２の各取付け部１２ａには、アーチ部１２ｂと反対側に突出する第１係合部１２ｃが形成され、アーチ部１２ｂの外周面のほぼ中央には第２係合部１２ｄが形成されている。第２係合部１２ｄは平面的に観てＴ字形をなし、アーチ部１２ｂの幅方向に延在し断面が円弧状の棒状リブ１２ｅと、この棒状リブ１２ｅの一端に該棒状リブ１２ｅと直交して形成され、該棒状リブ１２ｅよりも高さの大きな係止突起１２ｆと、からなっている。

図６は、気体供給用バルブとして用いる開閉バルブ６ａの分解斜視図である。

図６に示すように、開閉バルブ６ａは、筐体１１の通気孔１５内に、Ｏ−リング２３と、中空の円筒部材２０と、この円筒部材２０内に挿入されるスプリング２１と、逆止弁２２と、を有している。逆止弁２２は、棒状部２４と、この棒状部２４の両端に形成される張り出支部２４ａ、端面２４ｂと、からなる。なお、フィルタ１７は、上部筐体１１ａの上面の外周リブ１６内において保護リブ１６ｃ上に収納されるようになっている。

基板収納容器１の外側に位置する逆止弁２２の一方の端面には棒状部２４の少なくとも２個所から径方向に突出する張り出し部２４ａが形成され、他方の端面は円形をなし、この円形の端面２４ｂから該端面２４ｂよりも細い棒状の中間部が形成されている。ここで、他方の端面２４ｂは、スプリング２１の内径よりも小さな径に形成されて該スプリング２１を挿入可能とし、一方の端面の張り出し部２４ａは、スプリング２１の径よりも大きく張り出すように形成されていることによって該スプリング２１を保持できるようになっている。

また、棒状部２４の他方の端面側の末端から端面にかけては、径が連続的に変化して、径が太く形成される部分から細く形成される部分へ、細く形成される部分から太く形成される部分となるように形成される。この変曲点となる最も細いくびれ部２４ｃに前記Ｏ−リング２３が保持される。

図７は、気体供給用バルブとして用いる開閉バルブ６ａの断面図である。図７に示すように、下部筐体１１ｂの通気孔１５には内側に若干突出する下部係止部１１ｄが、上部筐体１１ａの通気孔１５には内径が小さく形成された縮径部１１ｅが形成されている。円筒部材２０は、下部係止部１１ｄと縮径部１１ｅとの間に保持されるようになっている。

円筒部材２０は、基板収納容器１側の開口部２０ｂの内側に、該開口部２０ｂから径が徐々に小さくなる傾斜面２０ｃが形成され、この傾斜面２０ｃは、逆止弁２２に保持されるＯ−リング２３と接触するようになっている。

傾斜面２０ｃの下面には、開口部２０ｂと、この開口部２０ｂを取り囲む平面部２０ｄが形成され、開口部２０ｂの径は、スプリング２１の外径よりも小さな径で形成されている。このため、スプリング２１は、平面部２０ｄと前記張り出し部２４ａの間に保持されるようになっている。この場合、逆止弁２２は、スプリング２１の反力によってＯ−リング２３が傾斜面２０ｃに押し付けられ、シールを形成できるようになっている。また、逆止弁２２は、スプリング２１を圧縮することによって、基板収納容器１の内側へ移動可能となり、外側への移動は傾斜面２０ｃによって規制されるようになっている。

図８は、気体排気用バルブとして用いる開閉バルブ６ｂの分解斜視図で、図６と対応づけて描いた図となっている。

図８において、開閉バルブ６ｂは、図６と同様に、筐体１１の通気孔１５内に、Ｏ−リング２３と、中空の円筒部材２０と、この円筒部材２０内に挿入されるスプリング２１と、逆止弁２２と、を有する。しかし、図６の場合と異なる構成は、これらＯ−リング２３と、中空の円筒部材２０と、この円筒部材２０内に挿入されるスプリング２１と、逆止弁２２とは、筐体１１の通気孔１５内において、上下逆にして配置されることにある。

この場合においても、開閉バルブ６ｂの断面図である図９に示すように、逆止弁２２は、スプリング２１の反力によって、Ｏ−リング２３が傾斜面２０ｃに押し付けられ、シールを形成するようになる。逆止弁２２は、スプリング２１を圧縮することによって、基板収納装置１の外側へ移動可能となり、内側への移動は傾斜面２０ｃによって規制されるようになっている。

なお、上述した開閉バルブ６の部品のうち、筐体１１は、ポリエステル系やポリスチレン系ポリオレフィン系などの各種熱可塑性エラストマー、フッ素ゴムなどのゴム材料、ポリカーボネート、ポリプロピレンなど熱可塑性樹脂から形成するのが好ましい。特には、取り付けの容易さから弾性材料から形成するのが好ましい。ハンドル部１２は、取り付け時と、係合時に剛性が必要なことから、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂から形成することが好ましい。

また、逆止弁２２や円筒部材２０は、摺動性が良好な樹脂の使用が好ましく、ポリアセタール、ポリエチレン、ポリアミドなどの熱可塑性樹脂、ＰＴＦＥやシリコーンなどの摺動材が添加された各種熱可塑性樹脂から形成するのが好ましい。

図１０ないし図１３は、開閉バルブ６を基板収納容器１の貫通孔８（図２（ｂ）参照）に対向する位置に取り付ける場合の工程を示した図である。

開閉バルブ６は、アーチ部１２ｂを下部筐体１１ｂ側に回動させた状態で、上部筐体１１ａを容器本体２側へ向けることによって該容器本体２に取り付けるようする（図１０参照）。

容器本体２の貫通孔８の周縁には円形リブ５ａが形成され、ボトムプレート５の取り付け孔５Ｈを通して開閉バルブ６の上部筐体１１ａが円形リブ１０に挿入される（図１１参照）。その後、アーチ部１２ｂを上部筐体１１ａの側面側に位置付けられるように回動（傾倒）させる。この際に、アーチ部１２ｂの取付け部１２ａに形成された第１係止部１２ｃがボトムプレート５の容器本体２側の内面に接触するようになる（図１２参照）。アーチ部１２ｂを完全に傾倒させるとアーチ部１２ｂに設けた第２係止部１２ｄが、ボトムプレート５の取り付け孔５Ｈを乗り越え、ボトムプレート５の容器本体２側の内面に接触するようになる。これにより、開閉バルブ６をボトムプレート５と容器本体２との間に保持できるようになる（図１３参照）。

なお、図１０ないし図１３に示した開閉バルブ６は、図４、図５に示したものと異なり、下部筐体１１ｂの周辺の一部に突起体１１ｔが形成され、ボトムプレート５の取付け孔５Ｈにおいて該突起体１１ｔが収納できるような形状で構成したものとなっている。すなわち、開閉バルブ６は、その周辺の所定の箇所が一方向に向けられたままで、ボトムプレート５の取付け孔５Ｈに挿入できる規制部材（突起体１１ｔ）が形成されている。これによって開閉バルブ６は、その筐体１１の周辺の所定の箇所が所定の方向に向けられた状態で容器本体２に取り付けられる効果を奏する。しかし、図４、図５に示したように筐体１１は円筒状をなし、前記突起体１１ｔが形成されていなくてもよいことはもちろんである。

図１４、図１５は、上記実施形態（図３参照）の開閉バルブ６のうち供給用開閉バルブ６ｂを基板収納容器１の開口と平行な幅方向に対して１８０°反転させて配置できるようにしたものである。図１４は、図３と対応させて描画され、図１５は供給用開閉バルブ６ｂの近傍部を拡大して示している。この場合、ボトムプレート５の取り付け孔５Ｈを形成する領域を入れ子構造領域２７として、ボトムプレート成形用の金型内で１８０°回転させることで、上記実施形態と同様にして取り付けることができる。

また、図１６、図１７は、ボトムプレート５の取り付け孔５Ｈを、開閉バルブ６を１８０°回転前と回転後のいずれの状態でも挿入可能な楕円形等の大きな孔形状に形成しておき、開閉バルブ６をどちらの向きにも取り付け可能とするようにしたものとなっている。この場合、上述のように、ボトムプレート成形用の金型の取り付け孔を入れ子とする必要や、入れ子の向きを変更する必要がなく、基板収納容器１の開閉バルブ６の仕様変更や在庫管理が簡単になるという効果を奏する。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１……基板収納容器、
２……容器本体、
３……蓋体、
４……ロボティクフランジ、
５……ボトムプレート、
５Ｈ……取り付け孔、
５ａ、５ｂ……リブ、
６……開閉バルブ、
６Ｊ……取付け部（開閉バルブの）
７……位置決め部材、
１１……筐体、
１１ａ……上部筐体（第１筐体）、
１１ｂ……下部筐体（第２筐体）、
１１ｃ……段差部、
１１ｄ……下部係止部、
１１ｅ……縮径部、
１１ｔ……突起体、
１２……ハンドル部、
１２ａ……取付け部、
１２ｂ……アーチ部、
１２ｃ……第１係止部、
１２ｄ……第２係合部、
１２ｅ……棒状リブ、
１２ｆ……係止突起、
１５……通気孔、
１６……外周リブ、
１６ｃ……保護リブ、
１７……フィルタ、
２０……円筒部材、
２１……スプリング、
２２……逆止弁、
２３……Ｏリング。

Claims (5)

1. 開口を通して基板を収納する容器本体と、
   前記容器本体の前記開口を閉塞する蓋体と、
   前記容器本体に取り付けられた貫通孔を介して前記容器本体内の気体の置換を行う開閉バルブと、を有し、
   前記開閉バルブは、
   前記気体の通気がなされる通気孔が形成されたハウジングと、
   前記通気孔を塞ぐように配置されるフィルタと、
   前記通気孔内に配置される逆止弁と、を有し、
   前記ハウジングは、
   前記容器本体に取り付けられる側に位置づけられる第１筐体と、
   前記気体の供給あるいは排出がなされる側に位置づけられ前記第１筐体に対して偏心された第２筐体と、を有し、
   前記通気孔は、前記第２筐体のほぼ中心軸の位置に形成され、前記第１筐体の中心軸から変位した位置に形成されていることを特徴とする基板収納容器。
2. 前記通気孔は、その軸方向から観た場合に、前記貫通孔の一部とオーバーラップしていることを特徴とする請求項１に記載の基板収納容器。
3. 前記開閉バルブは、
   その周囲の所定の箇所が異なった方向に向けられた状態で、前記容器本体に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の基板収納容器。
4. 前記開閉バルブは、
   前記第１筐体の側面の対向する個所に軸支されるハンドル部を有し、
   前記開閉バルブの前記貫通孔への取り付けは前記ハンドル部の操作によってなされることを特徴とする請求項１に記載の基板収納容器。
5. 前記開閉バルブは、
   前記ハンドル部の前記第２筐体の端面側から前記第１筐体の側面側への回動によって、
   基板収納装置に取り付けた係合部材に係合され、
   前記通気孔への取付けがなされることを特徴とする請求項４に記載の基板収納容器。
   

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