JP6916685B2 - 基板収納容器及びその取扱い方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウェーハに代表される基板を収納、保管、搬送、輸送等する基板収納容器及びその取扱い方法に関するものである。
従来における基板収納容器は、図示しないが、複数枚の半導体ウェーハを収納するフロントオープンボックスの容器本体と、この容器本体の開口した正面に着脱自在に嵌合されて複数枚の半導体ウェーハを被覆保護する蓋体とを備え、容器本体に複数枚の半導体ウェーハを収納した状態でデバイスメーカに出荷される。
容器本体は、内部の両側に、薄い軽量の半導体ウェーハを支持する一対の支持片が対設されるとともに、この一対の支持片が上下方向に所定の間隔で複数配列され、上下方向に隣接する支持片と支持片との間に、半導体ウェーハ挿入用のスロットが区画形成されており、複数枚の半導体ウェーハ、具体的には25枚の半導体ウェーハを整列収納するよう機能する。また、蓋体は、施錠機構を内蔵し、裏面にフロントリテーナが装着されており、このフロントリテーナの複数のバネ片が25枚の半導体ウェーハの前部周縁を弾発的に保持する。
ところで、近年の半導体デバイスは、回路の細分化・微細化が進行しているが、この細分化・微細化に伴い、半導体ウェーハには益々の清浄化・高品質化が求められている。特に、半導体ウェーハに水分が付着して汚染しないことが強く求められており、基板収納容器には、その内部環境を調整する機能が要求されている。
この点に鑑み、従来においては、基板収納容器の容器本体に、半導体ウェーハに対する水分等の汚染物質を吸収する重い吸収体を収納する方法が提案されている(特許文献1参照)。
この方法で使用される吸収体は、容器本体の一対の支持片、あるいは複数対の支持片上方のスロットに収納支持される中空のケースと、このケースに内蔵されて汚染物質を吸収する複数の吸収剤とから構成され、ケースが半導体ウェーハと略同じ大きさの円板形に形成されており、ケースの上下部には、複数の通気孔がそれぞれ穿孔されている。
特開2004‐260087号公報
従来における基板収納容器は、以上のように構成され、容器本体に吸収体を収納すれば、半導体ウェーハの清浄化・高品質化が期待できるものの、容器本体の一対の支持片に重い吸収体が支持される場合には、フロントリテーナのバネ片が軽い半導体ウェーハの保持を前提に形成されている関係上、吸収体の固定に支障を来す事態が考えられる。吸収体の固定に支障を来すと、吸収体が位置ずれしたり、がたついて支持片との間で摺れ、パーティクルが発生して半導体ウェーハが汚染するおそれがある。
また、複数対の支持片上方のスロットに吸収体が収納される場合には、フロントリテーナがSEMI規格に基づいて半導体ウェーハの保持を前提に設計されている関係上、フロントリテーナが吸収体に対応せず、吸収体の固定にきわめて困難な事態が予想される。したがって、上記同様、吸収体が位置ずれしたり、がたついて擦れ、パーティクルが発生して半導体ウェーハが汚染するおそれがある。
本発明は上記に鑑みなされたもので、機能部材収納治具を適切に固定して位置ずれやガタツキを防ぎ、塵埃の発生に伴う基板の汚染のおそれを排除することのできる基板収納容器及びその取扱い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、基板を収納可能な容器本体と、この容器本体に収納される機能部材収納治具と、容器本体の開口部に嵌め合わされて機能部材収納治具に対向する蓋体とを備えたものであって、
容器本体が正面の開口したフロントオープンボックスに形成されてその内部両側に一対の支持部が対向して設けられ、この一対の支持部が容器本体の上下方向に多数配列されて多数対の支持部を形成しており、この多数対の支持部が、基板の両側部を水平に支持する複数対の基板用支持部と、機能部材収納治具の両側部を支持する一対の治具用支持部とに分割されており、
機能部材収納治具は、容器本体の一対の治具用支持部に水平に支持される治具と、この治具に収納される機能部材とを含み、治具の蓋体に対向する前部に、蓋体の裏面に接触して治具を容器本体の背面壁方向に押しやることで位置決め固定する弾性部材が設けられ、この弾性部材が、バネ、弾性エラストマー、及び弾性の発泡成形体の少なくともいずれかであることを特徴としている。
なお、機能部材収納治具は、治具に吸湿剤、吸着剤、センサ、及び基板よりも幅の狭い別基板の少なくともいずれかが収納されることが好ましい。
また、機能部材収納治具の治具に、貫通孔が設けられるようにすることができる。
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、2、又は3に記載された基板収納容器の容器本体に、基板と機能部材収納治具とをそれぞれ収納し、容器本体の開口部に蓋体を嵌め合わせるとともに、機能部材収納治具の弾性部材と蓋体とを接触させ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、少なくとも半導体ウェーハ、液晶基板、各種ガラス板等が含まれる。また、容器本体と蓋体は、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。弾性部材は、単数でも良いし、複数でも良い。この弾性部材がバネの場合、バネには、少なくとも板バネ、コイルバネ、渦巻きバネ等が含まれる。さらに、本発明に係る基板収納容器は、工程内用のFOUPタイプでも良いし、出荷・輸送用のFOSBタイプでも良い。
本発明によれば、基板収納容器に基板を収納する場合には、容器本体内に基板を収納するとともに、機能部材収納治具を収納して治具の弾性部材を容器本体の開口部側に向けた後、容器本体の開口部に蓋体を嵌め合わせ、機能部材収納治具の弾性部材と蓋体とを接触させれば、基板収納容器に基板を収納することができる。この際、弾性部材が変形して機能部材収納治具と蓋体との間の隙間を埋めるので、機能部材収納治具の位置ずれやガタツキを防ぐことができる。
本発明によれば、機能部材収納治具を適切に固定して位置ずれやガタツキを防ぎ、塵埃の発生に伴う基板の汚染のおそれを排除することができるという効果がある。また、複数対の基板用支持部により複数枚の基板を安定した姿勢で水平に支持し、治具用支持部により、機能部材収納治具を安定した姿勢で水平に支持することができる。また、弾性部材がバネの場合、機能部材収納治具と蓋体との間の距離にバラツキがあっても、バネが撓んで機能部材収納治具と蓋体との間の隙間を埋めるので、機能部材収納治具の適切な固定が期待できる。また、容器本体の開口部に蓋体を嵌め合わせると、バネが徐々に撓んで変形するので、蓋体の嵌め合わせに支障を来す事態が減少する。
また、弾性部材が弾性エラストマーの場合、機能部材収納治具と蓋体との間の距離にバラツキがあっても、弾性エラストマーが変形して機能部材収納治具と蓋体との間の隙間を埋めるので、機能部材収納治具の適切な固定が期待できる。また、容器本体の開口部に蓋体を嵌め合わせると、弾性エラストマーが治具方向に徐々に圧縮されるので、蓋体の嵌め合わせに支障を来すのを阻止することができる。また、弾性部材が弾性の発泡成形体の場合、機能部材収納治具と蓋体との間の距離に多少のバラツキがあっても、発泡成形体が変形して機能部材収納治具と蓋体との間の隙間を埋めるので、機能部材収納治具を適切に固定することが可能となる。さらに、容器本体の開口部に蓋体を嵌め合わせると、発泡成形体がトレイ方向に徐々に変形するので、蓋体による閉鎖に支障を来すのを防ぐことが可能となる。
請求項2記載の発明によれば、機能部材収納治具に機能部材として吸湿剤が収納される場合には、基板収納容器の内部を乾燥させ、基板に対して水分が付着するのを抑制することができる。また、機能部材収納治具に機能部材として吸着剤が収納される場合には、基板に対して各種汚染物質が付着するのを抑制することができる。また、機能部材としてセンサを収納する場合には、基板収納容器内の湿度や温度等を計測し、計測した値を外部の情報機器やモニタリング機器等に出力することができる。また、機能部材として基板よりも幅の狭い別基板を収納する場合には、基板収納容器に収納するのが本来困難な別基板を容易に収納することができる。
請求項3記載の発明によれば、機能部材収納治具の治具に、貫通孔を設ければ、機能部材が吸湿剤や吸着剤の場合、これら吸湿剤や吸着剤の露出面積を拡大することができるので、基板に水分やガス成分等の各種汚染物質が付着するのをより有効に低減することが可能になる。
本発明に係る基板収納容器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の実施形態における容器本体に機能部材収納治具を収納する収納中の状態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の実施形態における容器本体に機能部材収納治具を収納した状態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の実施形態における容器本体、機能部材収納治具、及び蓋体の関係を模式的に示す部分断面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における機能部材収納治具の弾性部材無しのトレイ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の実施形態における機能部材収納治具の弾性部材無しのトレイと吸着剤と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の実施形態における機能部材収納治具を模式的に示す斜視説明図である。 図7のVIII部を拡大して示す斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の第2の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。 図9のX部を拡大して示す斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の第3の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。 図11のXII部を拡大して示す斜視説明図である。
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8に示すように、複数枚の半導体ウェーハを整列収納可能な容器本体1と、この容器本体1内に収納される内部環境調整用の機能部材収納治具10と、容器本体1の開口した正面に嵌合されて半導体ウェーハや機能部材収納治具10に対向する蓋体20とを備え、機能部材収納治具10のトレイ11の蓋体20に対向する前部に、蓋体20に弾接する位置決め用の一対の板バネ30を配設するようにしている。
半導体ウェーハは、図示しないが、例えば口径300mm(12インチ)の丸い軽量のシリコンウェーハからなる。この半導体ウェーハは、容器本体1の内部上下方向に、複数枚、具体的には25枚が並べて収納される。
容器本体1は、図2や図3に示すように、所定の樹脂含有の成形材料により、正面の開口したフロントオープンボックスに射出成形される。この容器本体1の成形材料に含有される所定の樹脂としては、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の内部両側、換言すれば、左右両側壁の内面両側には図2や図3に示すように、半導体ウェーハを水平に支持可能な左右一対の支持片2が対設されるとともに、この左右一対の支持片2が上下方向に所定の間隔で多数配列されて多数対の支持片3を形成し、上下方向に隣接する支持片2と支持片2との間には、断面略U字形あるいは略V字形のスロットが区画形成されており、各支持片2が前後方向に細長い湾曲した板に形成される。
多数対の支持片3は、25枚の半導体ウェーハの両側部を安定した姿勢で支持する複数対の基板用支持片4と、機能部材収納治具10のトレイ11両側部を安定した姿勢で支持する一対の治具用支持片5とに分割される。この一対の治具用支持片5は、複数対の基板用支持片4の上方に配置され、容器本体1の内部上方に位置して容器本体1の上部との間に機能部材収納治具10用の空間を区画する。
容器本体1の底部後方には、図示しないが、識別用のタグプレート(インフォパッドプレートともいう)が選択的に装着され、容器本体1の上部中央には、図示しないが、天井搬送用のトップロボティックハンドリングフランジが着脱自在に装着される。また、容器本体1の左右両側壁の中央付近には図示しないが、握持操作用のハンドルがそれぞれ着脱自在に装着される。
機能部材収納治具10は、図2ないし図7に示すように、容器本体1の一対の治具用支持片5に水平に支持されるトレイ11を備え、このトレイ11内に、機能部材である複数の吸着剤18が着脱自在に収納される。トレイ11は、所定の樹脂含有の成形材料により、後部が平面半円形に湾曲した平面略半トラック形の板に射出成形され、前端部12、左右両側部、及び中央部と後部との間に、複数の周壁13がそれぞれ立設されており、この複数の周壁13の上端部に、吸着剤18用の複数の係止片14が所定の間隔で一体形成される。
トレイ11の成形材料に含有される所定の樹脂としては、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。
トレイ11の前端部12から中央部にかけては、図5に示すように、複数の周壁13の内面に連結される平面略十字形の仕切り壁15が立設され、この仕切り壁15がトレイ11内に大小異なる大きさの空間を複数区画形成しており、各空間が吸着剤18を収納する平面矩形の収納空間16とされる。
仕切り壁15の交差部や周壁13との連結部の上端には、吸着剤18用の係止片14がそれぞれ一体形成され、各係止片14が平板や屈曲した爪等に形成される。また、トレイ11の前部から中央部にかけては、吸着剤18の一部を下方に露出させる複数の通気孔17が並べて穿孔され、この複数の通気孔17がトレイ11の左右両側部方向にそれぞれ指向しており、各通気孔17が貫通した溝孔とされる。
複数の吸着剤18は、図2、図6、図7に示すように、例えば、半導体ウェーハに対して水分等の汚染物質が付着するのを防止するケミカル吸着剤等からなり、複数の収納空間16に対応する大きさに形成されており、複数の収納空間16にそれぞれ収納された後、複数の係止片14に係止されることで位置ずれや脱落が防止される。吸着剤18がケミカル吸着剤の場合には、少なくとも有機ガス成分を吸着する有機ガス用吸着剤、酸性ガス成分を吸着する酸性ガス用吸着剤、アルカリガス成分を吸着するアルカリガス用吸着剤のいずれかが用いられる。
蓋体20は、図1や図4に示すように、容器本体1の開口した正面に圧入して嵌合される蓋本体21と、この蓋本体21の凹んだ表面両側部に内蔵される施錠機構22と、蓋本体21の開口した表面両側部を被覆して施錠機構22を保護する左右一対の蓋カバー23とを備えて構成される。蓋本体21は、例えば中央部が隆起した断面略トレイ形に形成され、半導体ウェーハや機能部材収納治具10のトレイ11に近接対向する裏面の中央部には、複数枚の半導体ウェーハを保持するフロントリテーナが着脱自在に装着される。
フロントリテーナは、図示しないが、例えば蓋本体21の裏面の中央部に着脱自在に装着される縦長の枠体を備え、この枠体の左右両側部間に複数のバネ片が並べて架設され、各バネ片が細長い可撓性の角柱形に形成されており、バネ片の中央部付近には、半導体ウェーハの前部周縁をV溝又はY溝に嵌合保持する複数の保持ブロックが一体形成される。また、蓋本体21の裏面の周縁部には、容器本体1の正面内周のシール形成面に対向する嵌合溝が枠形に周設される。この嵌合溝には、容器本体1のシール形成面に圧接して変形する枠形のシールガスケットが嵌入される。
一対の板バネ30は、図7や図8に示すように、機能部材収納治具10を構成するトレイ11の前端部12の周壁13両側に配設される。各板バネ30は、所定の樹脂含有の成形材料あるいは金属により、円弧形に湾曲形成され、蓋体20の蓋本体21裏面に圧接して変形し、機能部材収納治具10のトレイ11と蓋本体21との間の隙間を弾性部材として埋めるよう機能する(図4参照)。
上記構成において、基板収納容器に複数枚の半導体ウェーハを収納してデバイスメーカに出荷する場合には、容器本体1の複数対の基板用支持片4に半導体ウェーハを整列収納するとともに、容器本体1の一対の治具用支持片5に機能部材収納治具10を収納してトレイ11の一対の板バネ30を前方に配置し、容器本体1の開口した正面に蓋体20を圧入して嵌合し、機能部材収納治具10の一対の板バネ30と蓋体20の蓋本体21とを弾接させれば、基板収納容器に複数枚の半導体ウェーハを収納してデバイスメーカに出荷することができる。
この際、機能部材収納治具10は、蓋体20と板バネ30との弾接により、容器本体1の背面壁側に押しやられ、適切に位置決め固定される。また、機能部材収納治具10の複数の吸着剤18が半導体ウェーハに対して水分やガス成分等の汚染物質が付着するのを防止する。したがって、半導体ウェーハの汚染を防ぐことができ、半導体ウェーハの清浄化・高品質化を図ることができる。
上記構成によれば、半導体ウェーハ用のフロントリテーナやそのバネ片に機能部材収納治具10を固定させるのではなく、機能部材収納治具10と蓋体20間に専用の一対の板バネ30を介在させて機能部材収納治具10を位置決め固定するので、機能部材収納治具10の固定に支障を来すおそれが全くない。したがって、機能部材収納治具10の位置ずれやガタツキを阻止し、パーティクルが発生して半導体ウェーハが汚染するおそれを有効に排除することができる。また、トレイ11に複数の吸着剤18を収納するので、容器本体1の内壁に吸着剤18用の収容部を形成する必要がなく、容器本体1を成形する金型を新たに製造する必要がない。
また、トレイ11の複数の通気孔17が吸着剤18の露出表面積を拡大するので、水分等の汚染物質が付着するのを有効に防止することができる。また、機能部材収納治具10と蓋体20との間の距離に多少のバラツキがあっても、板バネ30が撓んで機能部材収納治具10と蓋体20との間の隙間を確実に埋めるので、機能部材収納治具10を適切に位置決め固定することができる。
また、容器本体1の開口した正面に蓋体20を圧入して嵌合すると、嵌合に伴い、板バネ30がトレイ11方向に徐々に撓んで変形するので、弾性部材の存在により、蓋体20の嵌合に支障を来すことが全くない。さらに、接着剤や粘着剤ではなく、複数の係止片14により吸着剤18を固定するので、接着剤や粘着剤の成分が半導体ウェーハに付着するのを防止することが可能となる。
次に、図9と図10は本発明の第2の実施形態を示すもので、この場合には、機能部材収納治具10を構成するトレイ11の前端部12の周壁13両側に、弾性エラストマー31をそれぞれ配設するようにしている。
一対の弾性エラストマー31は、例えば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、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム等により、それぞれ短い各種柱形、具体的には、蓋体20の蓋本体21裏面に対向する円柱形に成形される。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、機能部材収納治具10と蓋体20との間の距離に多少のバラツキがあっても、弾性エラストマー31が変形して機能部材収納治具10と蓋体20との間の隙間を確実に埋めるので、機能部材収納治具10を適切に位置決め固定することができるのは明らかである。また、容器本体1の開口した正面に蓋体20を圧入して嵌合すると、嵌合に伴い、弾性エラストマー31がトレイ11方向に徐々に圧縮されるので、蓋体20の嵌合に支障を来すのを阻止することができるのは明らかである。
次に、図11と図12は本発明の第3の実施形態を示すもので、この場合には、機能部材収納治具10を構成するトレイ11の前端部12の周壁13に、弾性の発泡成形体32を接着するようにしている。
弾性の発泡成形体32は、例えばポリオレフィン系樹脂、グリセリン誘導体、及び無機充填剤から主になる発泡成形体用樹脂組成物、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等を用いて横長の角棒形に成形され、トレイ11の左右横方向に水平に指向する。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、機能部材収納治具10と蓋体20との間の距離に多少のバラツキがあっても、発泡成形体32が変形して機能部材収納治具10と蓋体20との間の隙間を確実に埋めるので、機能部材収納治具10を適切に位置決め固定することが可能となる。また、容器本体1の開口した正面に蓋体20を圧入して嵌合すると、嵌合に伴い、発泡成形体32がトレイ11方向に徐々に変形するので、蓋体20の嵌合に支障を来すのを阻止することが可能となる。
なお、上記実施形態では容器本体1の一対の治具用支持片5を、複数対の基板用支持片4の上方に配置したが、複数対の基板用支持片4の中央や下方に配置しても良い。また、機能部材収納治具10のトレイ11に、機能部材として、複数の吸着剤18を着脱自在に収納したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、機能部材として、乾燥機能を発揮する複数の吸湿剤、基板収納容器の内部環境をモニタリングするモニタリングセンサ(空気圧センサ、湿度センサ、温度センサ、湿温度センサ、導電率計等)、口径300mmの半導体ウェーハよりも小口径の口径150mmや200mmの半導体ウェーハ等を着脱自在に収納しても良い。
また、トレイ11の形、収納空間16の数や形は、必要に応じ、増減変更しても良い。例えば、トレイ11を平面略円板形に成形しても良い。また、トレイ11の複数の通気孔17は、必要性に乏しければ、省略することができる。さらに、トレイ11の前端部12の周壁13に、板バネ30と弾性エラストマー31とを配設することも可能である。
本発明に係る基板収納容器及びその取扱い方法は、半導体や液晶基板等の製造分野で使用される。
1 容器本体
2 支持片(支持部)
3 多数対の支持片(多数対の支持部)
4 基板用支持片(基板用支持部)
5 治具用支持片(治具用支持部)
10 機能部材収納治具
11 トレイ(治具)
12 前端部(前部)
13 周壁
16 収納空間
17 通気孔(貫通孔)
18 吸着剤(機能部材)
20 蓋体
21 蓋本体
30 板バネ(弾性部材)
31 弾性エラストマー(弾性部材)
32 発泡成形体(弾性部材)

Claims (4)

  1. 基板を収納可能な容器本体と、この容器本体に収納される機能部材収納治具と、容器本体の開口部に嵌め合わされて機能部材収納治具に対向する蓋体とを備えた基板収納容器であって、
    容器本体が正面の開口したフロントオープンボックスに形成されてその内部両側に一対の支持部が対向して設けられ、この一対の支持部が容器本体の上下方向に多数配列されて多数対の支持部を形成しており、この多数対の支持部が、基板の両側部を水平に支持する複数対の基板用支持部と、機能部材収納治具の両側部を支持する一対の治具用支持部とに分割されており、
    機能部材収納治具は、容器本体の一対の治具用支持部に水平に支持される治具と、この治具に収納される機能部材とを含み、治具の蓋体に対向する前部に、蓋体の裏面に接触して治具を容器本体の背面壁方向に押しやることで位置決め固定する弾性部材が設けられ、この弾性部材が、バネ、弾性エラストマー、及び弾性の発泡成形体の少なくともいずれかであることを特徴とする基板収納容器。
  2. 機能部材収納治具は、治具に吸湿剤、吸着剤、センサ、及び基板よりも幅の狭い別基板の少なくともいずれかが収納される請求項1記載の基板収納容器。
  3. 機能部材収納治具の治具に、貫通孔が設けられる請求項1又は2記載の基板収納容器。
  4. 請求項1、2、又は3に記載された基板収納容器の容器本体に、基板と機能部材収納治具とをそれぞれ収納し、容器本体の開口部に蓋体を嵌め合わせるとともに、機能部材収納治具の弾性部材と蓋体とを接触させることを特徴とする基板収納容器の取扱い方法。
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