JP7441162B2 - 基板収納容器 - Google Patents

Description

本発明は、基板を保持する押さえ部材を備えた基板収納容器に関する。

半導体ウェーハなどの基板を収納する基板収納容器は、例えば、特許文献１及び特許文献２にみられるように、複数の基板を収納可能な基板収納カセットと、基板収納カセットを収容する容器本体（下箱）と、容器本体の開口を閉鎖する蓋体（上箱）と、を備えている。

蓋体には、基板を保持する押さえ部材が装着されており、基板収納容器は、この押さえ部材と基板収納カセットに設けられた支持体との間で基板を挟持して、支持している。

特開２００７－１５３４１４号公報 特開平０８－１０７１４１号公報

しかしながら、近年、基板の種類や厚みが多様化し、基板の種類に応じた押さえ部材を装着したものを用いないと、基板を適切に保持することができず、基板の保持性が悪くなり、振動などで擦れたり、傷付いたり、あるいは割れたりすることがあった。また、押さえ部材を取り替える必要があることから、基板収納容器の汎用性も低下してきている。

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、基板の厚みが異なっていても、安定して保持できる基板収納容器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、複数の基板を収納可能な基板収納カセットと、前記基板収納カセットを収容する下箱と、前記下箱の開口を閉止する蓋体と、前記蓋体に設けられ、前記基板を支持する押さえ部材と、を備える基板収納容器であって、前記押さえ部材は、前記蓋体に装着可能な枠体と、前記枠体から延出された梁部と、前記梁部に設けられ、前記基板の表面及び裏面が接触可能な一対の接触ガイド部と、前記梁部に設けられ、前記基板の側面と接触することで弾性変形する変形支持部と、を有し、前記一対の接触ガイド部は、前記変形支持部を介して接続されているものである。
（２）本発明に係る別の１つの態様は、複数の基板を収納可能な容器本体と、前記容器本体の開口を閉止する蓋体と、前記蓋体に設けられ、前記基板を支持する押さえ部材と、を備える基板収納容器であって、前記押さえ部材は、前記蓋体に装着可能な枠体と、前記枠体から延出された梁部と、前記梁部に設けられ、前記基板の表面及び裏面が接触可能な一対の接触ガイド部と、前記梁部に設けられ、前記基板の側面と接触することで弾性変形する変形支持部と、を有し、前記一対の接触ガイド部は、前記変形支持部を介して接続されているものである。
（３）上記（１）又は（２）の態様において、前記梁部は、一対の平板形状であってもよい。
（４）上記（１）から（３）までのいずれか１つの態様において、前記梁部は、開口部を有してもよい。
（５）上記（１）から（４）までのいずれか１つの態様において、前記変形支持部は、平板形状であってもよい。
（６）上記（１）から（５）までのいずれか１つの態様において、前記変形支持部は、前記接触ガイド部の厚みより薄くてもよい。

本発明によれば、基板の厚みが異なっていても、安定して保持できる基板収納容器を提供することができる。

本発明に係る実施形態の基板収納容器を示す斜視図である。 本発明に係る実施形態の基板収納容器を示す正面図である。 本発明に係る実施形態の基板収納容器を示す側面図である。 本発明に係る実施形態の基板収納容器を示す図１ＣのＡ－Ａ線で切断した断面図である。 押さえ部材を示す基板側からの斜視図である。 押さえ部材を示す蓋体側からの斜視図である。 押さえ部材を示す平面図である。 押さえ部材で基板を押圧支持した状態を示す拡大正面図である。 押さえ部材で基板を押圧支持した状態を示す拡大側面図である。 押さえ部材の荷重変形シミュレーション結果を示す模式図である。

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。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。

図１は、本発明に係る実施形態の基板収納容器１を示すもので、図１Ａは斜視図であり、図１Ｂは正面図であり、図１Ｃは側面図であり、図１Ｄは図１ＣのＡ－Ａ線で切断した断面図である。
基板収納容器１は、図１に示されるように、基板収納カセット３０を収納可能なものであり、下箱１０と、蓋体２０とを備えている。

下箱１０は、前面１１１と、後面１１２と、左側面１１３と、右側面１１４と、底面１１５とを有する略立方体の容器本体であり、上面が開口として開放された有底角筒形の箱状に形成されている。また、前面１１１、後面１１２及び左右の側面１１３，１１４の上部、すなわち上面開口の周囲は、環状のガスケット４０が着脱自在に嵌合されている（図１Ｄ参照）。

一方、蓋体２０は、下箱１０の開口を覆う上箱であり、前面２１１と、後面２１２と、左側面２１３と、右側面２１４と、天面２１５と、を有する略立方体のものであり、下方が開口として開放された有底角筒形の箱状に形成されている。

蓋体２０は、天面２１５の内面に、図示されない係止部や位置決め突起がそれぞれ形成されている。なお、係止部は、後述する押さえ部材５０を係止して、押さえ部材５０の脱落を防止するもので、位置決め突起は、押さえ部材５０の位置ズレを防止するものである。

また、基板収納容器１は、搬送時や保管時の意図しないときに、蓋体２０が開くことがないように、下箱１０と蓋体２０と係止固定する係止手段としての嵌合爪部１２及びフック部２２を有している。本実施形態では、嵌合爪部１２が下箱１０の左右の側面１１３，１１４のそれぞれ２か所に設けられ、フック部２２が蓋体２０の左右の側面２１３，２１４に設けられている。

嵌合爪部１２は、底面１１５側の端部が最も突設する状態で、下箱１０と一体成形されているが、下箱１０よりも耐摩耗性に優れた異なる材料で一体形成されてもよく、別の部材として形成され熱溶着で一体化されてもよい。

一方、フック部２２は、略矩形状の板体であり、２か所に嵌合孔２２ａを有するものである。このフック部２２も、蓋体２０と一体成形されているが、蓋体２０よりも耐摩耗性に優れた異なる材料で一体形成されてもよく、別の部材として形成され熱溶着で一体化されてもよい。なお、フック部２２の嵌合孔２２ａは、矩形又は円形に形成されているとよい。

これら嵌合爪部１２とフック部２２の嵌合孔２２ａとが互いに嵌合することで、蓋体２０が下箱１０に係止固定される。

ここで、上述した下箱１０及び蓋体２０は、例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマーなどを成形材料として射出成形されている。なお、成形材料には、必要に応じて帯電防止剤、導電性の添加物、紫外線吸収剤、酸化防止剤などが添加されてもよい。

つづいて、基板収納カセット３０は、複数の基板Ｗを収納するものであり、上方に開口を有し、断面視でＵ字状のケースとして形成されている。なお、基板収納カセット３０は、例えば、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどを成形材料として射出成形されている。

基板収納カセット３０は、図１Ｄに示すように、左右内壁面から底部に架けて複数の支持体３１が所定ピッチで櫛歯状に形成されており、複数の支持体３１同士の間に形成される各溝に、基板Ｗを鉛直方向に立てて整列させた状態で収納することができるように構成されている。

ここで、収納される基板Ｗは、例えば、直径２００ｍｍ（８インチ）や３００ｍｍ（１２インチ）のケイ素、石英、ガリウム／ヒ素、その他の材料で形成された半導体用のウェーハであり、種々の厚みを有している。なお、基板Ｗの周縁部には、ノッチやオリフラが形成されていてもよい。

そして、ガスケット４０は、下箱１０が蓋体２０に覆われた際の密封性を高めるものである。このガスケット４０の材料としては、ポリエステル系のエラストマー、ポリオレフィン系のエラストマー、フッ素系のエラストマー、ウレタン系のエラストマーなどからなる熱可塑性のエラストマー、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーン系のゴムなどの弾性材を用いることができる。

つぎに、本実施形態の押さえ部材５０について説明する。
図２は、押さえ部材５０を示すもので、図２Ａは基板Ｗ側からの斜視図であり、図２Ｂは蓋体２０側からの斜視図であり、図２Ｃは平面図である。図３は、押さえ部材５０で基板Ｗを押圧支持した状態を示すもので、図３Ａは拡大正面図であり、図３Ｂは拡大側面図である。図４は、押さえ部材５０の荷重変形シミュレーション結果を示す模式図である。なお、図３Ａ及び図３Ｂにおいて、下方の基板収納カセット３０の支持体３１は図示していない。

押さえ部材５０は、図２Ａ～図２Ｃに示すように、蓋体２０で下箱１０を閉止した際、基板収納カセット３０の支持体３１とともに基板Ｗを上下方向に挟んで支持するもので、蓋体２０に装着可能な矩形状の枠体５１を有している。

この枠体５１は、蓋体２０の前面２１１及び後面２１２に対面する前辺５１１及び後辺５１２と、前辺５１１及び後辺５１２の間を接続する左辺５１３及び右辺５１４と、前辺５１１及び後辺５１２の中間付近を接続する２本の中間辺５１５，５１６と、から構成される枠状のものであり、左右対称に形成されている。なお、本実施形態の枠体５１の前辺５１１、後辺５１２、左辺５１３及び右辺５１４は、断面がＬ字状であるが、その他の形状であってもよい。

また、枠体５１は、左辺５１３及び右辺５１４の４か所に係止爪５７を含んでいる。この係止爪５７は、蓋体２０に形成された係止部（図示なし）に係止されることで、押さえ部材５０を着脱自在にしている。

さらに、枠体５１は、左辺５１３及び左側の中間辺５１５から延出され、これらの間を渡るように接続する梁部５２を含んでいる。この梁部５２は、右辺５１４と右側の中間辺５１６との間にも形成されている。そのため、例えば、２５枚の基板Ｗを収納する場合、梁部５２は、左側２５列及び右側２５列の所定ピッチで形成されることになる。なお、梁部５２も、左列と右列とで左右対称であるため、以下の説明は１つの梁部５２について行う。

梁部５２は、図３Ａに示すように、前方からの正面視でＵ字状（あるいは、４次関数曲線状）であり、また、一対の平板形状（平棒形状）として形成されている。

また、梁部５２は、後述する変形支持部５４を介して互いに接続されている。さらに、梁部５２は、左辺５１３及び中間辺５１５の近傍で補強部５６を介して互いに接続されている。

このように梁部５２は、一対の平板同士が接続されているため、変形支持部５４の左右両側に開口部５５が形成されるようになる。この開口部５５によって、梁部５２は全体が弾性変形可能な（撓む）ようになっている。

また、梁部５２は、基板Ｗの表面及び裏面が接触可能な一対の接触ガイド部５３を含んでいる。一対の接触ガイド部５３は、図３Ｂに示すように、梁部５２とともに基板Ｗ側が面取りされており、最奥側に変形支持部５４が接続されている。なお、接触ガイド部５３の厚みは、梁部５２の厚みと等しいか、若干厚くなっている。

このように、一対の接触ガイド部５３は、変形支持部５４とともに、左右方向からの側面視で逆Ｙ字状の溝を構成しており、一対の梁部５２の間（以降、「スロット」という。）に挿入されてくる基板Ｗを、スロット奥側の変形支持部５４に案内するようになっている。そして、Ｕ字状の梁部５２において、この一対の接触ガイド部５３及び変形支持部５４が、基板Ｗ側に最も突出した箇所に位置している。

一方、変形支持部５４は、基板Ｗの側面（端面）と接触し、押圧されることで弾性変形可能なように、例えば、平板形状に形成されている。平板形状の変形支持部５４の厚みは、接触ガイド部５３の厚みより薄くなるように形成されており、変形し易くなっている。なお、変形支持部５４は、一対の梁部５２を複数本（例えば２本）の平板（平棒）で接続し、平板形状のように形成してもよい。

これらの構成を有する押さえ部材５０は、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、例示した材料のアロイ材、熱可塑性エラストマーなどを成形材料として成形されている。

最後に、基板Ｗを蓋体２０の押さえ部材５０と基板収納カセット３０の支持体３１とで挟持して支持した状態について説明する。

蓋体２０で下箱１０を閉止し始めると、蓋体２０に装着された押さえ部材５０は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、梁部５２の接触ガイド部５３で基板Ｗを変形支持部５４に誘い込むように案内し、変形支持部５４が基板Ｗの側面に上方から接触するようになる。

さらに、蓋体２０を下箱１０に向けて押し込むと、押さえ部材５０の変形支持部５４は、基板Ｗからの反力によって押圧され、矢印で示すように変形することになる。変形支持部５４が変形して上方に変位すると、変形支持部５４を介して接続された一対の接触ガイド部５３は、矢印で示すように、互いに基板Ｗの表裏方向（厚み方向）に変位すると推測できる。さらに、変形支持部５４近傍の一対の梁部５２は、開口部５５が広がるように変位すると推測できる。

そこで、基板Ｗを収納した基板収納カセット３０を収容した下箱１０を蓋体２０で閉止した際に、押さえ部材５０の梁部５２、接触ガイド部５３及び変形支持部５４が、荷重により変形（変位）する様子を有限要素解析によりシミュレーションした。
図４は、押さえ部材５０の荷重変形シミュレーション結果を示す模式図である。

シミュレーションの結果、図４に示すように、一対の接触ガイド部５３は、互いに近づくように基板Ｗの表裏方向に変位することが確認できた。また、一対の梁部５２は、開口部５５が広がるように変位することも確認できた。

このように、基板収納容器１は、蓋体２０で下箱１０を閉止する際、基板Ｗの押圧により押さえ部材５０の変形支持部５４が弾性変形することで、一対の接触ガイド部５３が基板Ｗの表裏方向に変位して基板Ｗを挟持して支持することも可能になる。

以上説明したとおり、本発明に係る実施形態の基板収納容器１は、複数の基板Ｗを収納可能な基板収納カセット３０と、基板収納カセット３０を収容する下箱１０と、下箱１０の開口を閉止する蓋体２０と、蓋体２０に設けられ、基板Ｗを支持する押さえ部材５０と、を備えるものであって、押さえ部材５０は、蓋体２０に装着可能な枠体５１と、枠体５１から延出された梁部５２と、梁部５２に設けられ、基板Ｗの表面及び裏面が接触可能な一対の接触ガイド部５３と、梁部５２に設けられ、基板Ｗの側面と接触することで弾性変形する変形支持部５４と、を有し、一対の接触ガイド部５３は、変形支持部５４を介して接続されているものである。

これにより、蓋体２０で下箱１０を閉止する際、基板Ｗの押圧により変形支持部５４が弾性変形することで、一対の接触ガイド部５３が基板Ｗ側（基板Ｗの表裏方向）に変位して基板Ｗを挟持することができる。そのため、基板Ｗの厚みが異なっていても、安定して保持することができる。

実施形態の梁部５２は、一対の平板形状であり、また、開口部５５を有する。これにより、梁部５２は全体が弾性変形可能になり、変位量を大きくすることができる。

実施形態の変形支持部５４は、平板形状であり、接触ガイド部５３の厚みより薄い。これにより、変形支持部５４は変形し易くなり、一対の接触ガイド部５３を基板Ｗの表裏方向に変位させることができる。

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。

（変形例）
上記実施形態では、基板収納容器１は、基板Ｗを鉛直状態で収納した基板収納カセット３０を収容する、いわゆるトップオープンボックスタイプであったが、基板Ｗを水平状態で直接収納するフロントオープンボックスタイプであってもよい。この場合、基板収納容器１は、複数の基板Ｗを収納可能な容器本体１０と、容器本体１０の一方面に設けられた開口を開閉可能な蓋体２０と、蓋体２０に設けられ、基板Ｗを支持する押さえ部材５０と、を備えるものとなる。このとき、押さえ部材５０は、容器本体１０の左右側面の奥側又は背面に設けられた支持体との間に基板Ｗを保持することになる。なお、フロントオープンボックスタイプの容器本体１０は、トップオープンボックスタイプの容器本体１０を、上面の開口が正面に来るように、前面１１１を下向きにして倒して回転させたものに相当するため、フロントオープンボックスタイプの容器本体１０の天面、底面、左側面、右側面、及び背面は、トップオープンボックスタイプの容器本体１０の後面１１２、前面１１１、左側面１１３、右側面１１４及び底面１１５にそれぞれ対応することになる。

１ 基板収納容器
１０ 下箱（容器本体）、１１１ 前面、１１２ 後面、１１３ 左側面、１１４ 右側面、１１５ 底面、１２ 嵌合爪部
２０ 蓋体、２１１ 前面、２１２ 後面、２１３ 左側面、２１４ 右側面、２１５ 天面、２２ フック部、２２ａ 嵌合孔
３０ 基板収納カセット、３１ 支持体
４０ ガスケット
５０ 押さえ部材
５１ 枠体、５１１ 前辺、５１２ 後辺、５１３ 左辺、５１４ 右辺、５１５ 中間辺、５１６ 中間辺
５２ 梁部
５３ 接触ガイド部
５４ 変形支持部
５５ 開口部
５６ 補強部
５７ 係止爪
Ｗ 基板

Claims (6)

1. 複数の基板を収納可能な基板収納カセットと、
   前記基板収納カセットを収容する下箱と、
   前記下箱の開口を閉止する蓋体と、
   前記蓋体に設けられ、前記基板を支持する押さえ部材と、を備える基板収納容器であって、
   前記押さえ部材は、
   前記蓋体に装着可能な枠体と、
   前記枠体から延出された梁部と、
   前記梁部に設けられ、前記基板の表面及び裏面が接触可能な一対の接触ガイド部と、
   前記梁部に設けられ、前記基板の側面と接触することで弾性変形する変形支持部と、を有し、
   前記一対の接触ガイド部は、前記変形支持部を介して接続されている、
   ことを特徴とする基板収納容器。
2. 複数の基板を収納可能な容器本体と、
   前記容器本体の開口を閉止する蓋体と、
   前記蓋体に設けられ、前記基板を支持する押さえ部材と、を備える基板収納容器であって、
   前記押さえ部材は、
   前記蓋体に装着可能な枠体と、
   前記枠体から延出された梁部と、
   前記梁部に設けられ、前記基板の表面及び裏面が接触可能な一対の接触ガイド部と、
   前記梁部に設けられ、前記基板の側面と接触することで弾性変形する変形支持部と、を有し、
   前記一対の接触ガイド部は、前記変形支持部を介して接続されている、
   ことを特徴とする基板収納容器。
3. 前記梁部は、一対の平板形状である、
   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。
4. 前記梁部は、開口部を有する、
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の基板収納容器。
5. 前記変形支持部は、平板形状である、
   ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の基板収納容器。
6. 前記変形支持部は、前記接触ガイド部の厚みより薄い、
   ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の基板収納容器。