JP7226684B2 - 基板収納容器 - Google Patents

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Description

本発明は、複数枚の基板を収納する基板収納容器及び気体置換ユニットに関する。
半導体ウエハなどの基板は、基板収納容器の内部空間に収納され、倉庫での保管、半導体加工装置間での搬送、工場間での輸送などに使用されている。基板収納容器は、内部空間に収納した基板が酸化や汚染されないように、内部空間が窒素ガスなどの不活性ガスやドライエアで置換されることがある。
このような基板収納容器として、複数枚の基板を収納する容器本体と、容器本体の開口部に着脱自在に嵌合される蓋体とを備え、容器本体の底面に、容器本体の外部から内部空間に気体を供給する給気弁がそれぞれ嵌着され、給気弁に連通する中空の吹出しノズル（気体置換ユニット）を縦にして設け、吹出しノズルの周壁に、基板に向けて気体を吹出す吹出孔を設けたものが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１に記載の気体置換ユニットは、複数の吹出孔を上下方向に等間隔に有しており、各吹出孔は、すべて同じ開口面積で形成されている。
特開２０１６－００４９４９号公報
しかしながら、特許文献１にみられる基板収納容器では、最上段に収納された基板と、容器本体の天面との間に形成される空間は、他の段の基板と隣接する段の基板（例えば、最上段の基板とその下の段の基板）との間に形成される空間よりも大きいため、収納された基板の上方の空間における気体の湿度又は濃度が、収納される位置（段目）によって異なることがある。
そこで、本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであり、基板の上方の空間における気体の湿度又は濃度のバラツキを小さくすることができる基板収納容器及び気体置換ユニットを提供することを目的とする。
（１）本発明に係る１つの態様は、前面に開口部を有し、複数枚の基板を収納可能な容器本体と、前記開口部を閉鎖する蓋体と、前記容器本体の外部から内部空間に気体を供給する給気弁と、前記給気弁から供給された前記気体を前記容器本体の内部空間に吹出す気体置換ユニットと、を備え、前記容器本体の底面の後方に前記給気弁を取付けた基板収納容器であって、前記気体置換ユニットは、前記給気弁から供給された前記気体を貯留するハウジング部材と、前記ハウジング部材の開口を覆うカバー部材と、を含み、前記ハウジング部材は、貯留された前記気体を前記容器本体の正面方向に吹出す複数の第１吹出孔を上下方向に有し、最上段の前記第１吹出孔の開口面積は、２段目の前記第１吹出孔の開口面積よりも大きいものである。
（２）上記（１）の態様において、前記第１吹出孔の少なくとも１つは、前記容器本体に収納された最下段の前記基板よりも下方に位置してもよい。
（３）上記（１）又は（２）の態様において、前記気体置換ユニットは、前記ハウジング部材の内側に通気性を有するフィルタ部材を含んでもよい。
（４）上記（１）から（３）までのいずれか１つの態様において、前記気体置換ユニットの上部又は中央部の少なくとも一方が、前記容器本体の背面壁に形成された貫通孔を用いて位置決め固定されてもよい。
（５）上記（１）から（４）までのいずれか１つの態様において、前記気体は、窒素ガス又はドライエアであってもよい。
（６）本発明に係る別の１つの態様は、前面に開口部を有し、複数枚の基板を収納可能な容器本体と、前記開口部を閉鎖する蓋体と、前記容器本体の外部から内部空間に気体を供給する給気弁と、前記給気弁から供給された前記気体を前記容器本体の内部空間に吹出す気体置換ユニットと、を備え、前記容器本体の底面の後方に前記給気弁を取付けた基板収納容器用の気体置換ユニットであって、前記給気弁から供給された前記気体を貯留するハウジング部材と、前記ハウジング部材の開口を覆うカバー部材と、を含み、前記ハウジング部材は、貯留された前記気体を前記容器本体の正面方向に吹出す複数の第１吹出孔を上下方向に有し、最上段の前記第１吹出孔の開口面積は、２段目の前記第１吹出孔の開口面積よりも大きいものである。
本発明によれば、基板の上方の空間における気体の湿度又は濃度のバラツキを小さくすることができる基板収納容器及び気体置換ユニットを提供することができる。
本発明の実施形態に係る基板収納容器の分解斜視図である。 容器本体の正面図である。 容器本体の底面図である。 容器本体の断面平面図である。 気体置換ユニットの斜視図である。 気体置換ユニットの分解斜視図である。 気体置換ユニットの（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）底面図、（ｄ）背面図である。 気体置換ユニットの図７（ａ）におけるＡ－Ａ断面図である。 容器本体の（ａ）正面概略図、（ｂ）気体置換ユニット上部取付部の拡大斜視図、（ｃ）気体置換ユニット下部取付部の拡大斜視図である。 気体置換ユニットの上部取付部の拡大斜視図である。 気体置換ユニットの（ａ）下部取付部の拡大図、（ｂ）断面斜視図である。 給気弁から流入した気体の流れを示す断面斜視図である。 気体置換の実験結果を示す（ａ）比較例、（ｂ）実施例である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書の実施形態においては、全体を通じて、同一の部材には同一の符号を付している。また、図面中に、正面Ｆの方向及び後方（背面壁２ｂ）Ｂの方向を、実線矢印で示している。また、左右は、正面Ｆ側から見た状態を指すものとする。
基板収納容器１について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る基板収納容器１の分解斜視図である。図２は、容器本体２の正面図であり、図３は、容器本体２の底面図であり、図４は、容器本体２の断面平面図である。
図１に示される基板収納容器１は、正面Ｆに開口部を有し、複数枚の基板Ｗを収納する容器本体２と、この容器本体２の開口部を閉鎖する蓋体４と、を備えている。基板収納容器１に収納される基板Ｗとしては、直径が３００ｍｍや４５０ｍｍの半導体ウエハ、マスクガラスなどが挙げられる。
容器本体２は、正面開口枠２ａと、背面壁２ｂと、右側壁２ｃと、左側壁２ｄと、天面２ｅと、底面２ｆとで形成される、いわゆるフロントオープンボックスタイプのものである。
蓋体４は、容器本体２の正面開口枠２ａの開口部に対して、着脱自在に装着されるもので、図示しないシールガスケットが容器本体２の正面開口枠２ａに対向するように取付けられている。この蓋体４を容器本体２に装着した際、シールガスケットは容器本体２と蓋体４との間の周縁部に密着し、基板収納容器１の内部空間の気密性を維持するように構成されている。この気密性が維持された基板収納容器１の内部空間の空気は、後述する気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌにより気体Ｇで置換される。
容器本体２の背面壁２ｂには、更に後方Ｂに突出する突出部が左右両側に形成されている（図４参照）。この突出部は、容器本体２の正面Ｆの開口部を上向きにして載置される際に、脚部として機能する。また、容器本体２の背面壁２ｂの中央外側には、収納された基板Ｗの枚数の補助となる目盛りなどが表示される（図１参照）。
容器本体２の右側壁２ｃ及び左側壁２ｄの外側の中央付近には、握持操作用に機能するグリップ２３がそれぞれ取付けられている。
また、容器本体２の右側壁２ｃ及び左側壁２ｄの内側には、収納される基板Ｗを水平に支持する左右一対の支持片２１がそれぞれ複数設けられ、右側壁２ｃ及び左側壁２ｄの内側の後方Ｂ側には、基板Ｗを後方Ｂに向けて挿入した際に、基板Ｗの挿入位置を規制する位置規制部２２がそれぞれ設けられている。
この左右一対の支持片２１は、上下方向に所定のピッチで配列され、各支持片２１が基板Ｗの周縁を支持する細長い板状に形成されている。実施形態では、２５枚の基板Ｗが支持できるように支持片２１と、最上段の支持片２１の更に上部に補助支持片２１ｂと、が設けられているが（図２参照）、基板Ｗの最大収納枚数は２５枚に限らない。この補助支持片２１ｂは、基板Ｗや基板同等品を支持可能なものである。
このとき、基板Ｗは、容器本体２に必要に応じて満載状態で収納されたり、満載状態より少ない数が収納されたり、収納位置が変えられたりするため、容器本体２への収納枚数及び収納状態は、基板収納容器１の使用態様によって種々異なる。例えば、複数枚の基板Ｗが、上方又は下方に偏って収納されたり、１つ置きに収納されたりすることもある。
容器本体２の天面２ｅの外側には、ロボティックフランジなどのトップフランジ２５が取付けられている。このトップフランジ２５は、例えば、半導体製造工場の天井搬送車に把持され、工程間を搬送されたり、半導体加工装置などの蓋体開閉装置に位置決めに利用されたりする。
容器本体２の底面２ｆの外側には、容器本体２を位置決め、載置するためのボトムプレート２６が取付けられている。
容器本体２や蓋体４、また、グリップ２３、トップフランジ２５、ボトムプレート２６などの付属品は、所要の樹脂を含有する成形材料により射出成形されたり、射出成形された複数の部品の組み合わせにより構成されたりする。成形材料に含まれる樹脂としては、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などが挙げられる。
また、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、導電性ポリマーなどからなる導電性物質やアニオン、カチオン、非イオン系などの各種帯電防止剤が必要に応じて添加される。さらに、紫外線吸収剤や、剛性を向上させる強化繊維なども必要に応じて添加される。なお、容器本体２、蓋体４、グリップ２３、トップフランジ２５及びボトムプレート２６などは、透明、不透明、半透明のいずれでもよい。
つづいて、基板収納容器１の内部空間を気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌにより気体Ｇに置換する構成について説明する。図５は、気体置換ユニット３Ｒの斜視図であり、図６は、気体置換ユニット３Ｒの分解斜視図である。図７は、気体置換ユニット３Ｒの（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）底面図、（ｄ）背面図である。図８は、気体置換ユニット３Ｒの図７におけるＡ－Ａ断面図である。なお、図５から図８は、正面Ｆから見て右側の気体置換ユニット３Ｒについて示す。
気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌは、容器本体２の内部空間を気体Ｇで置換するもので、基板Ｗが挿入された状態でも基板Ｗと干渉しないように、容器本体２の後方Ｂ（背面壁２ｂ又は突出部付近）の左右両側に、長手方向を縦にして備えられている（図１及び２参照）。
この気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌは、容器本体２の内部空間に気体Ｇを吹出すものである。吹出す気体Ｇとしては、不活性ガスやドライエアが挙げられる。さらに、不活性ガスとしては、窒素ガス、アルゴンガスなどが挙げられるが、コスト面から窒素ガスが好ましい。
図３に戻って、容器本体２の底面２ｆには、３つの給気弁５０と１つの排気弁６０とが設けられている。これらの給気弁５０及び排気弁６０は、基板収納容器１の外部から内部空間に又は内部空間から外部に気体Ｇを流通させることにより、収納した基板Ｗの表面の変質を抑制したり、基板収納容器１の内部空間と外部との圧力差を解消したりするように機能する。ただし、給気弁５０及び排気弁６０の数量や配置は、本実施形態に限られず、２つの給気弁５０と２つの排気弁６０とを設けるような配置であってもよいし、その他の数量及び配置であってもよい。
このうち、２つの給気弁５０が、底面２ｆの後方Ｂの左右両側に設けられている。そして、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌの下部は、気体Ｇが流通するように、これら２つの給気弁５０に接続されている。また、１つの給気弁５０と１つの排気弁６０とが、底面２ｆの正面Ｆ付近の左又は右側に設けられている。
給気弁５０は、容器本体２の底面２ｆに形成された凹部に装着されたグロメット５０ａと、グロメット５０ａの端部に取付けられた、通気性を有するフィルタ部材５１と、逆止弁５２とを有している（図１２参照）。
グロメット５０ａは、エラストマーなどの弾性樹脂部材で形成されている。フィルタ部材５１は、供給される気体Ｇを濾過し、塵埃を除去するもので、不織布フィルタなどが用いられる。逆止弁５２は、弁を閉止する方向にコイルバネ５３により付勢されて、バルブハウジング５４に収容されている（図１２参照）。
一方、排気弁６０は、逆止弁（図示なし）を有するとともに、例えば、湿度（又は濃度）センサを取付けることで、基板収納容器１の内部空間を気体Ｇで置換した後、基板収納容器１の内部空間における湿度（又は濃度）の測定を行うことができ、基板収納容器１の内部空間への気体Ｇの置換が正常に行われているかの管理を行うことができる。
気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌについて、更に詳細に説明する。ただし、気体置換ユニット３Ｌは、図２に示されるように、気体置換ユニット３Ｒと左右対称なものである点を除いて、同じ形状・構造であるから、説明を省略する。
図５に示される気体置換ユニット３Ｒは、ハウジング部材３１と、カバー部材３２とを含み、略５角形柱状に形成されているが、形状はこれに限られない。また、気体置換ユニット３Ｒは、容器本体２などと同様の樹脂で形成されても、異なる樹脂で形成されてもよい。
ハウジング部材３１は、気体Ｇを貯留するように、一方が開口した面となる箱状に形成されており、この開口した面を覆うように、カバー部材３２が、爪などの係止手段（係合手段）や超音波などの溶着手段によって取付けられている。これらのハウジング部材３１とカバー部材３２とで、気体Ｇを貯留する空間が形成されている。
ここで、ハウジング部材３１は、所定の角度で交差し、大きさの異なる２つの面部３１Ａ，３１Ｂを有している。面部３１Ａと面部３１Ｂとの交差角度は、内角で１２０°から１７０°の範囲である。また、面部３１Ａの面積は、面部３１Ｂの面積より大きく形成されている。
ハウジング部材３１の下面には、給気弁５０からの気体Ｇが流れ込む円筒状の接続具３１１が突出して設けられている。接続具３１１の近傍には、気体置換ユニット３Ｒの左右方向の回転を止め、回転方向の位置決めをする回止め突起３１２が形成されている（図７参照）。一方、ハウジング部材３１の上面には、容器本体２に位置決め固定するための円柱状の位置決め突起３１３が形成されている。
ハウジング部材３１の面部３１Ａには、図７（ａ）に示すように、横長の略矩形状の吹出孔が、縦方向（長手方向）に上から順に、第１吹出孔３１ａ，３１ｂ，３１ｃ・・・３１ｘ，３１ｙ，３１ｚ（以下、必要に応じて「第１吹出孔群３１ａ－ｚ」という。）が、等間隔（例えば、開口の中心間が１０ｍｍピッチ）で２６か所に形成されている。ただし、２段目の第１吹出孔３１ｂから第１吹出孔３１ｕまでのそれぞれの高さ位置が、補助支持片２１ｂと、最下段の支持片２１との間に位置していれば、等間隔でなくてもよい。
ハウジング部材３１の面部３１Ｂには、同じく横長の略矩形状の吹出孔が、縦方向（長手方向）に上から順に、第３吹出孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃ・・・３３ｘ，３３ｙ，３３ｚ（以下、必要に応じて「第３吹出孔群３３ａ－ｚ」という。）として、等間隔（例えば、開口の中心間が１０ｍｍピッチ）で２６か所に形成されている。ただし、２段目の第３吹出孔３１ｂから第３吹出孔３１ｕまでのそれぞれの高さ位置が、補助支持片２１ｂと、最下段の支持片２１との間に位置していれば、等間隔でなくてもよい。
第１吹出孔群３１ａ－ｚと、第３吹出孔群３３ａ－ｚとを、所定の角度で交差する面部３１Ａ，３１Ｂにそれぞれ形成することにより、気体Ｇの吹出方向を異ならせることができ、気体Ｇが基板収納容器１の内部空間に拡散し易くなる。
最上段の第１吹出孔３１ａの開口高さは、２段目の第１吹出孔３１ｂの開口高さよりも大きい。すなわち、第１吹出孔３１ａの開口面積は、第１吹出孔３１ｂの開口面積よりも、例えば、３０％から５０％程度大きいが、容器本体２の大きさや気体Ｇの吹出風量によっては、最大で１００％（２倍）程度まで大きくすることができる。なお、本実施形態では、第１吹出孔３１ａの開口高さは、４ｍｍであり、２段目の第１吹出孔３１ｂの開口高さは、３ｍｍである。
また、第１吹出孔３１ｂから第１吹出孔３１ｕまでの開口面積は、通常すべて等しく、さらに、第１吹出孔３１ｂから第１吹出孔３１ｕまでのそれぞれの高さ位置は、補助支持片２１ｂと、最下段の支持片２１との間に位置しているとよい。そして、第１吹出孔３１ｖから第１吹出孔３１ｙまでの開口面積は、第１吹出孔３１ｕの開口面積よりも徐々に大きくなり、第１吹出孔３１ｚの開口面積は、第１吹出孔３１ｙの開口面積よりも小さい。なお、第３吹出孔群３３ａ－ｚについても同様である。
最後に、最下段の第１吹出孔３１ｚ及び第３吹出孔３３ｚは、最下段の支持片２１の上面よりも少なくとも下方の位置、つまり、容器本体２の最下段の支持片２１に支持された基板Ｗよりも少なくとも下方に位置している。ただし、最下段の基板Ｗよりも下方に位置する第１吹出孔３１ｚ及び第３吹出孔３３ｚは、１つに限らず複数であってもよい。
このように、第１吹出孔群３１ａ－ｚ及び第３吹出孔群３３ａ－ｚは、最上段の第１吹出孔３１ａ及び第３吹出孔３３ａの開口面積を大きくしているため、最上段の基板Ｗと、容器本体２の天面２ｅの内面との間に形成される空間が、他の段の基板Ｗと隣接する段の基板Ｗとの間に形成される空間よりも大きくても、最上段の第１吹出孔３１ａから吹出される気体Ｇの風量が多くなるため、基板Ｗの上方の空間における気体Ｇの湿度又は濃度が、基板Ｗの位置（段目）によって異なることがなく、均一な状態になる。
そして、第１吹出孔群３１ａ－ｚ及び第３吹出孔群３３ａ－ｚは、下方側の開口面積を大きくしているため、下方から供給される気体Ｇの直進性が高くても、第１吹出孔群３１ａ－ｚ及び第３吹出孔群３３ａ－ｚの下方から上方にわたって、気体Ｇが均一に吹出される。また、最下段の基板Ｗの下にも第１吹出孔３１ｚ及び第３吹出孔３３ｚが形成されているので、最下段の基板Ｗと底面２ｆとの間にも、気体Ｇが吹出されるから、クリーンルーム内のダウンフローのエアが容器本体２の正面Ｆの開口部から内部に侵入しても、底面２ｆの上面を正面Ｆに向かって吹出す気体Ｇによって、必要以上に流れ込むことがない。
一方、カバー部材３２には、図７（ｄ）に示すように、略矩形又は正方形状の吹出孔が、縦方向（長手方向）に上から順に、第２吹出孔３２ａ，３２ｂ・・３２ｅ，３２ｆ（以下、必要に応じて「第２吹出孔群３２ａ－ｆ」という。）として６か所に形成されている。最上段の第２吹出孔３２ａの高さ位置は、第１吹出孔３１ｃの高さ位置と略同じで、以下、第２吹出孔３２ｂと第１吹出孔３１ｈとが、第２吹出孔３２ｃと第１吹出孔３１ｍとが、第２吹出孔３２ｄと第１吹出孔３１ｓとが、第２吹出孔３２ｅと第１吹出孔３１ｗとが、第２吹出孔３２ｆと第１吹出孔３１ｙとが、略同じ高さでそれぞれ一致している。
ここで、第１吹出孔群３１ａ－ｚ、第２吹出孔群３２ａ－ｆ及び第３吹出孔群３３ａ－ｚのそれぞれの合計開口面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の比率は、容器本体２に収納された複数の基板Ｗ間での湿度のバラツキがより小さくなるように調節できる。開口面積の調節は、第１吹出孔群３１ａ－ｚ、第２吹出孔群３２ａ－ｆ及び第３吹出孔群３３ａ－ｚの各吹出孔が異なるハウジング部材３１及びカバー部材３２を準備することや、適宜の吹出孔を閉止することで実施できる。
図４に戻って、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌは、上述したように容器本体２の後方Ｂ（背面壁２ｂ又は突出部付近）の左右両側に備えられているため、吹出した気体Ｇを基板収納容器１の内部空間に均一に拡散させるためには、基本的に第１吹出孔群３１ａ－ｚ及び第３吹出孔群３３ａ－ｚから正面Ｆ側に向かって吹出し、空気を気体Ｇで置換することになる。このとき、第１吹出孔群３１ａ－ｚ及び第３吹出孔群３３ａ－ｚが設けられた位置よりも後方Ｂ側の、背面壁２ｂから右側壁２ｃ又は左側壁２ｄ付近にも空気が存在するため、後方Ｂに向かって第２吹出孔群３２ａ－ｆから気体Ｇを吹出す方がよい。
そして、第１吹出孔群３１ａ－ｚ及び第３吹出孔群３３ａ－ｚが設けられた位置よりも正面Ｆ側の空間は、第１吹出孔群３１ａ－ｚ及び第３吹出孔群３３ａ－ｚが設けられた位置よりも後方Ｂ側の空間と比較するとかなり大きいため、正面Ｆ側を向く第１吹出孔群３１ａ－ｚの合計開口面積Ｓ１及び第３吹出孔群３３ａ－ｚの合計開口面積Ｓ３は、後方Ｂ側を向く第２吹出孔群３２ａ－ｆの合計開口面積Ｓ２よりも、大きくする方がよい。
また、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌは、前述したように基本的に正面Ｆ側に向かって気体Ｇを吹出すが、右側壁２ｃ又は左側壁２ｄ付近に備えられるため、右側壁２ｃ又は左側壁２ｄに沿って正面Ｆに向かう気体Ｇは、少なくてもよいが、逆に、容器本体２の中央に向かう気体Ｇは、多い方がよい。そのため、第１吹出孔群３１ａ－ｚの合計開口面積Ｓ１は、第３吹出孔群３３ａ－ｚの合計開口面積Ｓ３よりも、大きくする方がよい。
これらを踏まえると、第１吹出孔群３１ａ－ｚ、第２吹出孔群３２ａ－ｆ及び第３吹出孔群３３ａ－ｚのそれぞれの合計開口面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、Ｓ１：Ｓ２：Ｓ３＝３：１：２などとしてもよい。
図６に戻って、ハウジング部材３１の内側には、通気性を有するフィルタ部材３４が設けられており、同じくカバー部材３２の内側には、通気性を有するフィルタ部材３５が設けられている。フィルタ部材３４，３５としては、例えば、不織布フィルタや多孔質体などが挙げられる。
そして、円筒状の接続具３１１から導入された気体Ｇは、ハウジング部材３１とカバー部材３２とで形成される空間に導入され、貯留される。貯留された気体Ｇは、フィルタ部材３４，３５を介して、第１吹出孔群３１ａ－ｚ、第２吹出孔群３２ａ－ｆ及び第３吹出孔群３３ａ－ｚから容器本体２の内部空間に吹出される。
気体置換ユニット３Ｒの容器本体２への取付方法について説明する。図９は、容器本体２の（ａ）正面概略図、（ｂ）気体置換ユニット上部取付部の拡大斜視図、（ｃ）気体置換ユニット下部取付部の拡大斜視図である。図１０は、気体置換ユニット３Ｒの上部取付部の拡大斜視図である。図１１は、気体置換ユニット３Ｒの（ａ）下部取付部の拡大図、（ｂ）断面斜視図である。
気体置換ユニット３Ｒは、位置決め固定部材８及びオフセット部材９により容器本体２に取付けられている。具体的には、気体置換ユニット３Ｒの上部が、位置決め固定部材８に取付けられ、気体置換ユニット３Ｒの下部が、オフセット部材９に取付けられる。
そこで、容器本体２の背面壁２ｂの左右両側には、位置決め固定部材８を固定するために、円形の貫通孔２７が形成されており、また、貫通孔２７の上部には、ストッパ２８が形成されている。一方、容器本体２の底面２ｆの左右両側には、オフセット部材９を固定するために、取付孔２９が形成されている。この取付孔２９は、円形でなく大きな円と小さな円を繋いだ略楕円形状で形成されている。
図１０に示される位置決め固定部材８は、細長い形状で、一端側が略板状で、他端側が矩形の軸で形成されている。この軸の周囲には、３つの円盤状のフランジ８１，８２，８３が他端側に向かって形成されている。軸端のフランジ８３と中間のフランジ８２は、背面壁２ｂの貫通孔２７の径より小さく形成され、貫通孔２７に挿入される。中間のフランジ８２には、小径の段部が形成され、Ｏリング８４Ａが嵌め込まれている。内側のフランジ８１にも、小径の段部が形成され、Ｏリング８４Ｂが嵌め込まれている。内側のフランジ８１及びＯリング８４Ｂは、貫通孔２７の径より大きく形成されており、位置決め固定部材８の他端側を貫通孔２７に挿入した際、容器本体２とフランジ８１の間にＯリング８４Ｂが挟まるため、気体Ｇが漏れることがない。
位置決め固定部材８を貫通孔２７に挿入後、軸端のフランジ８３と容器本体２の間に位置する矩形の軸に、内側が矩形状に形成され、外径が貫通孔２７より大きいＣリング８５を挟むことにより、位置決め固定部材８が貫通孔２７を介して容器本体２に固定される。具体的には、軸端のフランジ８３を外側に引っ張りながら、Ｏリング８４Ｂをフランジ８１と容器本体２との間で潰しながら、Ｃリング８５を差し込むことで密封性が高まる。
また、位置決め固定部材８の一端側は、上方に屈曲した板形状で、細長いスリット８６が形成されている。このスリット８６には、ハウジング部材３１の位置決め突起３１３とストッパ２８が嵌り込む。端部８７は、更に上部に湾曲し、その更に先端にはＵ字型の切欠き８８が形成されている。
図１１に示されるオフセット部材９は、底面２ｆの内側に位置するオフセットプレート押さえ９０と、底面２ｆの外側に位置するオフセットプレート９５との間に、気体Ｇが流通する隙間が形成されるように、Ｏリング９４を介して組立てられている。
オフセットプレート押さえ９０には、ハウジング部材３１の回止め突起３１２が嵌まり込む凹部９２が形成されており、回止め突起３１２が凹部９２に嵌まり込むことで、回転する気体置換ユニット３Ｒの方向及び位置が決まる。また、オフセットプレート押さえ９０には、気体置換ユニット３Ｒの接続具３１１を差し込む穴が形成されており、接続具３１１は、パッキン９３を介して差し込まれる。取付孔２９には、このオフセットプレート押さえ９０がＯリング９１を介して嵌め込まれる。
オフセットプレート９５は、平面視で、パッキン９３の中心位置からズレた位置に、給気弁５０の中心が位置するように、給気弁５０を嵌め込む凹部が形成されている。
このような構成により、気体置換ユニット３Ｒは、まず下部の接続具３１１がオフセット部材９に取付けられ、その後、上部の位置決め突起３１３が位置決め固定部材８に取付けられて、容器本体２に取付けられる。
具体的には、気体置換ユニット３Ｒの下部の接続具３１１をパッキン９３に差し込んで傾いた状態から、気体置換ユニット３Ｒの上部の位置決め突起３１３を、端部８７側からスリット８６に向かって押し込むことで、位置決め固定部材８が湾曲して、位置決め突起３１３が、スリット８６に嵌り込む。と同時に、位置決め突起３１３は、ストッパ２８にも当接することで、スリット８６内での位置が決められ、気体置換ユニット３Ｒの上部が位置決め固定される。
最後に、気体Ｇの流れについて説明する。図１２は、給気弁５０から流入した気体Ｇの流れを示す断面斜視図である。なお、気体Ｇの流れは、矢印で示す。
図１２において、給気弁５０から高圧で導入された気体Ｇは、フィルタ部材５１を通過し、オフセットプレート押さえ９０とオフセットプレート９５との隙間を流れ、後方Ｂのオフセットプレート押さえ９０と気体置換ユニット３Ｒの下部の接続具３１１との接続部に向かう。
その後、気体Ｇは気体置換ユニット３Ｒの貯留空間を進みながら（図８参照）、第１吹出孔群３１ａ－ｚ、第３吹出孔群３３ａ－ｚ及び第２吹出孔群３２ａ－ｆから吹出される。このとき、気体Ｇは、正面Ｆ側の中央付近及び右側壁２ｃに向かう方向と、後方Ｂ側の背面壁２ｂに向かう方向との、異なる３方向に吹出される（図４参照）。
ここで、第１吹出孔群３１ａ－ｚから容器本体２の正面Ｆ側の中央付近に向かって吹き出される気体Ｇの方向及び第３吹出孔群３３ａ－ｚから容器本体２の右側壁２ｃ又は左側壁２ｄに向かって吹出される気体Ｇの方向について具体的に説明する。
第１吹出孔群３１ａ－ｚ又は第３吹出孔群３３ａ－ｚの吹出開口の延長方向、つまり、第１吹出孔群３１ａ－ｚ又は第３吹出孔群３３ａ－ｚが形成された面部３１Ａ又は面部３１Ｂの中央を通る法線が、右側壁２ｃ又は左側壁２ｄに交差することなく、容器本体２の正面開口枠２ａの開口部に到達する範囲であることが好ましい。更に好ましくは、気体置換ユニット３Ｒの場合、面部３１Ａの法線が、容器本体２の正面開口枠２ａの開口部からの法線ＮＬ（垂線）に対して１０°から４０°の範囲であり、面部３１Ｂの法線が、容器本体２の正面開口枠２ａの開口部からの法線ＮＬ（垂線）を挟んで、中央側５°から右側壁２ｃ側１０°の範囲である。なお、気体置換ユニット３Ｌの場合は、気体置換ユニット３Ｒと対称となる。
このような範囲となるように、面部３１Ａ及び面部３１Ｂ（あるいは、第１吹出孔群３１ａ－ｚ及び第３吹出孔群３３ａ－ｚ）を形成し、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌを容器本体２の内部に備えることで、各吹出孔から吹出された気体Ｇは、容器本体２の右側壁２ｃ又は左側壁２ｄに、衝突して反射することがない。そのため、気体Ｇの気流に乱れが起きることがないから、容器本体２の内部空間を気体Ｇで素早く確実に置換することができる。
蓋体４が容器本体２に装着されている場合には、容器本体２に気体Ｇが高圧で供給され、内部空間に充満すると、気体Ｇは、図３に示した排気弁６０から容器本体２の外部に流出する。この空気の流出により、基板収納容器１の内部空間がパージガスである気体Ｇに置換される。
一方、蓋体４が装着されていない場合には、図示しないクリーンルームなど外部装置からのダウンフローのエアが、容器本体２の正面Ｆから流れ込むが、このエアに抗しながら、基板収納容器１の内部空間がパージガスである気体Ｇに置換される。
以下、本実施形態を確認するための具体的な実験例とその結果について、図１３とともに説明する。図１３は、気体置換の実験結果を示す（ａ）比較例、（ｂ）実施例である。
（実施例）
最上段の第１吹出孔３１ａの開口面積が、第１吹出孔３１ｂの開口面積よりも大きく、最上段の第３吹出孔３３ａの開口面積が、第３吹出孔３３ｂの開口面積よりも大きい気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌ（図７参照）を、基板収納容器１に取付けて、気体Ｇを９０Ｌ／ｍｉｎ（１個当たり）の風量でパージし、基板収納容器１内の湿度の推移を、収納された基板Ｗの段ごと（＃１から＃２５）に、正面側の頂点付近（Ｆ位置）、右側の頂点付近（Ｒ位置）について測定した。なお、基板収納容器１は、蓋体４が取外された状態で、ダウンフローが０．４ｍ／ｓの環境に設置した。このとき、容器本体２の内部と外部との差圧は、１．７Ｐａであった。
（比較例）
比較例では、図７に示した気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌを、最上段の第１吹出孔３１ａの開口面積が、第１吹出孔３１ｂの開口面積と同じ大きさで、最上段の第３吹出孔３３ａの開口面積が、第３吹出孔３３ｂの開口面積と同じ大きさにしたものを用いた。
比較例では、最上段の基板Ｗより上方空間（＃２５Ｆ、＃２５Ｒの位置）の湿度の値や推移状態（置換完了時間）が、他の段のものとかけ離れた状態であったが、実施例では、収納された基板Ｗの段によらず、基板Ｗの上方空間における湿度の値や推移状態にバラツキがなかった。
以上のとおり、本発明の実施形態に係る基板収納容器１は、前面に開口部を有し、複数枚の基板Ｗを収納可能な容器本体２と、開口部を閉鎖する蓋体４と、容器本体２の外部から内部空間に気体Ｇを供給する給気弁５０と、給気弁５０から供給された気体Ｇを容器本体２の内部空間に吹出す気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌと、を備え、容器本体２の底面２ｆの後方Ｂに給気弁５０を取付けた基板収納容器１であって、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌは、給気弁５０から供給された気体Ｇを貯留するハウジング部材３１と、ハウジング部材３１の開口を覆うカバー部材３２と、を含み、ハウジング部材３１は、貯留された気体Ｇを容器本体２の正面方向に吹出す複数の第１吹出孔３１ａ，３１ｂ，３１ｃ・・・３１ｘ，３１ｙ，３１ｚを上下方向に有し、最上段の第１吹出孔３１ａの開口面積は、２段目の第１吹出孔３１ｂの開口面積よりも大きいものである。
これにより、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌの第１吹出孔３１ａから吹出した気体Ｇは、最上段に収納された基板Ｗと、容器本体２の天面２ｅの内面との間に形成される空間を正面Ｆ方向に向かって流れる。したがって、基板Ｗの収納状態が変化した場合でも、基板Ｗ間での湿度又は濃度のバラツキのより小さい基板収納容器１を提供することができる。
実施形態では、第１吹出孔群３１ａ－ｚの少なくとも１つは、容器本体２に収納された最下段の基板Ｗよりも下方に位置する。これにより、最下段の基板Ｗの下にも気体Ｇをムラなく流すことができる。したがって、基板Ｗの収納状態が変化した場合でも基板Ｗ間での湿度のバラツキのより小さい基板収納容器１を提供することができる。
実施形態では、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌは、ハウジング部材３１の内側に通気性を有するフィルタ部材３４を含んでいる。これにより、供給される気体Ｇに塵埃が含まれていても、フィルタ部材３４で捕獲するため、容器本体２内に吹出ることがなく、基板収納容器１の内部空間が汚染されることがない。
実施形態では、ハウジング部材３１の上部又は中央部の少なくとも一方が、容器本体２の背面壁２ｂに形成された貫通孔２７を用いて位置決め固定される。これにより、貫通孔２７に簡単に着脱できる位置決め固定部材８を用いて、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌを取付けるため、容器本体２から気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌを簡単に取付け又は取外しをすることができる。容器本体２を洗浄する際も、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌを容易に取外すことができ、容器本体２内を隅々まで洗浄することができる。また、取外した気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌも簡単に洗浄することができる。
実施形態では、気体Ｇは、窒素ガス又はドライエアである。これにより、基板収納容器１の内部空間が、不活性又は低湿度に維持されるので、基板Ｗの表面は変質することがない。
（変形例）
実施形態の気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌにおいて、第１吹出孔群３１ａ－ｚ、第３吹出孔群３３ａ－ｚ及び第２吹出孔３２ａ－ｆの開口面積や数量や配置も実施形態に限らず、底面２ｆの上面に沿って吹き込むダウンフローエアなどの外部からエアに対向できるように、下方の吹出風量を増やすように構成してもよい。
また、第２吹出孔群３２ａ－ｆを選択的に塞いだり、追加で穿設したりすることで、正面Ｆ方向及び後方Ｂ方向への吹出風量の比率を調整してもよい。さらに、オフセット部材９の凹部１２の位置を変更することで、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌの方向を変更してもよい。あるいは、ハウジング部材３１の２つの面部３１Ａ，３１Ｂの交差角度を変更したり、面積を変更したりして、吹出方向及び／又は吹出風量の比率を調整してもよい。なお、これらの変更は、成形金型に入れ子を用いることで対応することができる。
また、ハウジング部材３１は、上部でなく中央部で位置決め固定されてもよく、あるいは、上部及び中央部で位置決め固定されてもよい。このとき、背面壁２ｂに形成される貫通孔２７の位置は、適宜変更され、位置決め固定部材８の形状も適宜変更されるとよい。さらに、ハウジング部材３１が、容器本体２に位置決め固定されるものに限らず、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌを構成するカバー部材３２が、容器本体２に位置決め固定されるものであってもよい。
上記実施形態において、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌの他に、他の気体置換ユニットを複数備えてもよいし、逆に気体置換ユニット３Ｒ又は３Ｌのいずれか１つであってもよい。例えば、後方Ｂの中央部で基板Ｗと干渉しない領域に、１つの気体置換ユニットを備える場合でも、最上段の第１吹出孔３１ａの開口面積を、２段目の第１吹出孔３１ｂの開口面積よりも大きくするとよい。
また、気体置換ユニット３Ｒ，３Ｌは、後方Ｂの左右の２か所に限らず、後方Ｂの中央部に基板Ｗと干渉しない領域があれば、その領域に配置してもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
１ 基板収納容器
２ 容器本体、２ａ 正面開口枠、２ｂ 背面壁、２ｃ 右側壁、２ｄ 左側壁、２ｅ 天面、２ｆ 底面
２１ 支持片、２１ｂ 補助支持片
２２ 位置規制部
２３ グリップ
２５ トップフランジ
２６ ボトムプレート
２７ 貫通孔
２８ ストッパ
２９ 取付孔
３Ｒ，３Ｌ 気体置換ユニット
３１ ハウジング部材、３１Ａ，３１Ｂ 面部、３１１ 接続具、３１２ 回止め突起、３１３ 位置決め突起
３２ カバー部材
３１ａ・・・３１ｚ 第１吹出孔
３２ａ・・・３２ｆ 第２吹出孔
３３ａ・・・３３ｚ 第３吹出孔
３４，３５ フィルタ部材
４ 蓋体
５０ 給気弁、５０ａ グロメット、５１ フィルタ部材、５２ 逆止弁、５３ コイルバネ、５４ バルブハウジング
６０ 排気弁
８ 位置決め固定部材
８１，８２，８３ フランジ
８４Ａ，８４Ｂ Ｏリング
８５ Ｃリング
８６ スリット
８７ 端部
８８ 切欠き
９ オフセット部材
９０ オフセットプレート押さえ
９１ Ｏリング
９２ 凹部
９３ パッキン
９４ Ｏリング
９５ オフセットプレート
Ｆ 正面
Ｂ 後方
Ｇ 気体
Ｗ 基板
ＮＬ 法線

Claims (3)

  1. 正面に開口部を有し、複数枚の基板を収納可能な容器本体と、
    前記開口部を閉鎖する蓋体と、
    前記容器本体の外部から内部空間に気体を供給する給気弁と、
    前記給気弁から供給された前記気体を前記容器本体の内部空間に吹出す気体置換ユニットと、を備え、
    前記容器本体の底面の後方に前記給気弁を取付けた基板収納容器であって、
    前記気体置換ユニットは、
    前記給気弁から供給された前記気体を貯留するハウジング部材と、
    前記ハウジング部材の開口を覆うカバー部材と、を含み、
    前記ハウジング部材は、貯留された前記気体を前記容器本体の正面方向に吹出す複数の第１吹出孔を上下方向に有し、
    前記第１吹出孔は、前記容器本体の正面方向を向くように前記ハウジング部材に形成され、
    最上段の前記第１吹出孔の開口面積は、最上段から２段目の前記第１吹出孔の開口面積よりも大きく、
    最下段の前記第１吹出孔の開口面積は、最下段から２段目の前記第１吹出孔の開口面積よりも小さく、
    最下段から２段目の前記第１吹出孔の開口面積は、最下段から３段目の前記第１吹出孔の開口面積よりも大きい
    ことを特徴とする基板収納容器。
  2. 前記気体置換ユニットは、前記ハウジング部材の内側に通気性を有するフィルタ部材を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の基板収納容器。
  3. 前記気体は、窒素ガス又はドライエアである
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板収納容器。
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