JPH1179274A - 熱可塑性プラスチック製カセットの構造及び封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 大型の半導体シリコンウエハ等の輸送、搬出
・搬入に対応でき、容器の組立時にパーティクルが中に
入ることがないためウエハ等の汚染がなく、さらには重
量が軽減されるため取扱いが容易で、金型製作費の節減
に寄与する熱可塑性プラスチック製カセットの構造及び
封止方法を提供する。 【解決手段】 カセット本体、櫛歯状支持具および蓋体
等を備えてなるプラスチック製カセットであって、前記
本体と支持具との締結位置に対抗して設けた本体の座ぐ
り孔、支持具に設けたビス止め穴、本体と支持具締結用
ビス及び座ぐり孔のビス上面の開口に装着された封止部
材とからなるプラスチック製カセットの構造、および、
前記構造のカセットのカセット本体と櫛歯状支持具との
締結位置に対抗して設けたカセット本体の座ぐり孔と櫛
歯状支持具に設けたビス止め穴にビスを通して両方を締
結させ、座ぐり孔のビス上面の開口に封止部材を装着さ
せてプラスチック製カセットを封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体シリコンウ
エハ、フォトマスク、マスク原板、ＣＤ、ＬＤなどの精
密部品を収容する、組み立て式熱可塑性プラスチック製
カセットの構造およびその封止方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に、半導体シリコンウエハ、
フォトマスク、マスク原板、ＣＤ、ＬＤなどの精密部品
（以下、単に「ウエハ等」という。）の製造またはこれ
を二次加工する工場は、いずれもクリーンルームを備
え、そこで製造または加工されたウエハ等は、例えば図
６に示すようなウエハ等用のカセット専用の密封容器６
０に収容されて輸送・搬入されていた。容器６０は、上
蓋６１、容体６２および内箱６３とからなる直方体状を
しており、容体６２または内箱６３のそれぞれの幅方向
両内壁には、ウエハ等６５の配列方向に櫛歯形状６４が
互いに対向して設けられ、それぞれの隣接する櫛歯形状
間にウエハ等６５を、その周縁部６６において個別に収
容するとともに、それぞれの上縁６７を上蓋６１の下面
に設けた弾性部材６８により弾性的に保持している（特
公昭５６−４７０６７号、実開昭５２−１４８０３号各
公報参照）。

【０００３】また、容器本体の内側にウエハ等を隔離支
持するための複数の櫛歯形状が設けられ、この櫛歯形状
にウエハ等を収納した後、容器本体にウエハ等を保護す
るための櫛状弾性体を備えて押さえ板を嵌合し、蓋をす
る構造の密封容器も知られている（特開昭６２−３３４
３６号公報参照）。この様な容器により、工場に搬入さ
れたウエハ等は、直径が２００mmまでがほとんどである
ため、クリーンルーム内で手作業によって開封されてい
た。

【発明が解決しようとする課題】

【０００４】ところが、最近ウエハ等が大型化したこと
によって、従来のようなクリーンルーム内での手作業に
よる開封が不可能となったばかりでなく、櫛歯状支持具
などの複雑な部品が大型化したため、金型製作費がかさ
むという不都合が生じてきた。そこで、これらに対処す
るため、従来のようなカセット専用密封ボックスを使用
せずに、カセット自体を密封構造にして、工場に搬入後
ロボットで開封させる構造にすることが考えられる。

【０００５】その場合、このようなカセットは、カセッ
ト本体、櫛歯状支持具および蓋体等からなるプラスチッ
ク製カセット（図示せず。）であって、図５（ａ）に例
示するように、櫛歯状支持具５３は本体５２と共通の通
し孔５５にロックピン５１を通して締結され（図５
（ｂ）参照。）、複数のウエハ等５４を支持する。この
場合、ロックピン５１の先端５６がカセットの内側に出
るため、収納するウエハ等を傷つけたり、通し孔５５が
貫通孔のため、気密性が確保できず、ロックピン５１挿
入時にはロックピン５１と本体５２との摩擦で生じるパ
ーティクルがウエハ等の汚染の原因となっていた。

【０００６】また、一般的なボルトとナットで締結する
場合は、ナットがカセット本体の内側に入るため、カセ
ット本体の内側に工具を入れて締結しなければならず、
カセット本体や収容ウエハ等を損傷させるおそれがあ
り、ウエハ等を収容するカセットには適さない。

【０００７】これに対し、櫛歯状支持具をカセット本体
にはめ込む‘はめ込み式’にすると、強度が低下し、大
型のウエハ等を収容して輸送、搬入・搬出する際または
取扱い中に衝撃等により分解したり、空気が侵入した
り、また、パーティクルが容器の中に入るという不都合
が生じ、やはりウエハ等を収容するカセットには適さな
い。

【０００８】そこで、本発明の目的は、大型のウエハ等
の輸送、搬出・搬入に対応でき、気密性・防塵性が確保
されるためパーティクルによるウエハの汚染がなく、さ
らには重量が軽減されるため取扱いが容易で、金型製作
費の節減に寄与するプラスチック製カセットの構造およ
びその封止方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、大型のウエ
ハに対応でき、しかも気密性・防塵性に優れ、中にパー
ティクルが入ることがないプラスチック製カセットにつ
いて鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明は、カセット本体、櫛歯状支持具
および蓋体等を備えてなるプラスチック製カセットであ
って、前記カセット本体と櫛歯状支持具との締結位置に
対向して設けたカセット本体の座ぐり孔、櫛歯状支持具
に設けたビス止め穴、カセット本体と櫛歯状支持具との
締結用ビス、および座ぐり孔のビス上面の開口部に装着
された封止部材とからなることを特徴とするプラスチッ
ク製カセットの構造、および前記構造のプラスチック製
カセットの、前記カセット本体と櫛歯状支持具との締結
位置に対向して設けたカセット本体の座ぐり孔と櫛歯状
支持具のビス止め穴にビスを通して両方を締結させ、座
ぐり孔のビス上面の開口に封止部材を装着することを特
徴とする熱可塑性プラスチック製カセットの封止方法を
要旨とする。

【００１０】本発明によれば、プラスチック製カセット
を、カセット本体と櫛歯状支持具とをビス止めによる締
結構造としたため、従来に比べて金型製作費が大幅に節
減できる。また、プラスチック製の各部材をビス止めに
より連結し、ビス止め後のビス上面の開口を封止するの
で、気密性・防塵性が確保され、輸送、搬出・搬入時等
に本体内にパーティクルが入ることにより生じるウエハ
等の汚染がなくなる。

【００１１】本発明は、カセット本体、カセット本体の
内側底部に締結される、ウエハ等を支持する一対の櫛歯
状支持具およびカセットの蓋体等からなるプラスチック
製カセットであって、カセット本体とウエハ等を支持す
る櫛歯状支持具とをビス止めによって連結し、ビス止め
後のビス上面の開口に封止部材を装着してなる構造をし
ており、各部材の固定位置に、共通するビス孔を設ける
が、カセト本体には座ぐり孔、櫛歯状支持具にはビス止
め穴を形成させ、これにビスを通して各部材を締結す
る。締結後、ビス止め後のビス上面の開口に封止部材を
装着している。

【００１２】さらに、本発明は、前記構造のプラスチッ
ク製カセットの封止方法として、特にカセット本体とウ
エハ等を支持する櫛歯状支持具とをビス止めによって連
結する際、両方の固定位置に、共通するビス孔を設ける
が、カセット本体には座ぐり孔、櫛歯状支持具にはビス
止め穴を形成させ、これにビスを通して締結する。締結
後、カセット本体と同材質あるいは相溶性の材質からな
る封止部材をビス止め後のビス上面の開口に装着して封
止して、気密性・防塵性を確保する。この封止は、ビス
止め後のビス上面の開口に装着した封止部材を、カセッ
ト本体と同材質あるいは相溶性の材質とし、装着後熱溶
着または超音波溶着して行なうか、または前記封止部材
に弾性体を用い、この弾性体からなる封止部材を前記ビ
ス上面の開口に装着し、その弾性力を利用して行なう。
封止部材を装着するにはいずれの場合も位置決めを容易
にするため、本体に設けた座ぐり孔および封止部材を、
インロウ構造にする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて具体的に説明する。図１（ａ）は、本発明の構
造になるプラスチック製カセットの概略縦断面図であ
り、（ｂ）は（ａ）の蓋体を除いたプラスチック製カセ
ットにウエハ等を収容した状態の概略斜視図であり、図
中、１はカセット本体、２は櫛歯状支持具、３は蓋体、
４はウエハ等を示す。カセット本体１、櫛歯状支持具２
および蓋体３はいずれもポリカーボネートやポリスチレ
ン等のプラスチック製である。図に示す様に、櫛歯状支
持具２は、カセット本体１の内側底部に対面して設置さ
れ、本体１と櫛歯状支持具２との締結位置に対向して設
けた本体１の座ぐり孔１１と支持具２のビス止め穴９に
ビス７を通して両方を締結させ、座ぐり孔１１のビス上
面の開口６に封止部材７を装着している。

【００１４】図２は本発明のカセットの封止方法の第１
の実施例を示す縦断面図であり、カセット本体１と櫛歯
状支持具２にビス孔８，９をそれぞれ形成する。このと
き、櫛歯状支持具２に設けたビス孔９は、‘通し孔’に
した場合ビス５をねじ込む際に摩擦により発生するパー
ティクルが密封容器の中に入り込むおそれがあるため、
‘止まり穴（ビス止め穴）’にする。一方、カセット本
体１に形成したビス孔８は通し孔にし、かつ、座ぐり設
けて座ぐり孔１１とし、ビス５の座りを良くし、またビ
スの頭部１２が隠れるようにする。この場合、座ぐり孔
１１の直径は、ビスの頭部１２との摩擦でパーティクル
が発生しないように、ビス５の頭部１２の直径より僅か
に大きめにし、その範囲は０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ
以下である。

【００１５】しかし、このままでは、カセット本体１は
ビス孔８が貫通しているため、カセットの内外で空気が
通じている。そこで、カセットを密封構造にするため、
ビス止め後のビス上面の開口６を封止部材７を装着して
封止する。封止部材７の形状は、ビス孔の形状との関係
から、平円柱状をしていることが望ましく、その直径
は、座ぐり孔１１の直径より小さいと、封止部材７とカ
セット本体１の接する部分がなく、接合することができ
ない。また、その直径が座ぐり孔１１の直径より大きく
ても、その差が６ｍｍ未満であると、封止部材７とカセ
ット本体１が接する面積が小さすぎて接合が困難であ
る。そこで、封止部材７の直径は、ざぐり孔１１の直径
が６ｍｍであるとき、１２ｍｍ〜１４ｍｍであることが
必要で、望ましくは１２ｍｍが良い。

【００１６】つぎに、封止部材７の厚さは、０．３ｍｍ
未満であると破れてしまうおそれがあり、３ｍｍを超え
ると超音波溶着および熱溶着においては、エネルギーの
伝達が不十分で接合に問題があり、また突出部ができて
好ましくない。そこで、封止部材７の厚さは０．３ｍｍ
〜３ｍｍであることが必要であり、望ましくは１ｍｍが
良い。封止部材７の材質は、カセット本体１の材質と同
材質あるいは相溶性の材質を選定し、カセット本体１に
ポリカーボネートやポリスチレンのプラスチックを用い
たときは、ポリカーボネートやポリスチレンまたは相溶
性のＡＢＳ等を使用する。封止部材７およびカセット本
体１は、熱溶着または超音波溶着により接合する。しか
し、この接合は前記溶着の他に溶剤接着により行っても
良い。封止部材７およびビス止め後の開口６は、両者の
位置決めを容易にするため、封止部材７に、開口６に挿
入するための凸部１０を設けてインロウ構造にする。

【００１７】図３は本発明のカセットの封止方法の第２
の実施例を示す縦断面図であり、図２の例とほぼ同様の
方法により、カセット本体１と櫛歯状支持具２とをビス
５により連結している。ただし、図３に示す例では、ビ
ス止め後のビス上面の開口６から封止部材７が全く突出
しないようにしている。すなわち、座ぐり孔１１に、封
止部材７をカセット本体１に埋設して、カセット本体１
から全く突出部をつくらないようにするため、さらに封
止部材７の直径より僅かに大きい直径、すなわちその差
が０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である直径の座ぐり
を設けて座ぐり孔１３としている。

【００１８】封止部材７は、図２に示す例と同様の形状
・材質を選定し、カセット本体１と熱溶着、超音波溶着
または溶剤接着にて接合する。この場合も、封止部材７
およびビス上面の開口６は、両者の位置決めを容易にす
るため、封止部材７に、開口６に挿入するための凸部１
０を設けてインロウ構造にする。この熱溶着、超音波溶
着または溶剤接着による封止は、封止部が溶着または接
着されているので容易に封止を解くことができないた
め、容器の底部または開閉を行わない部分のビス穴等の
封止に用いると都合がよい。

【００１９】図４は本発明のカセットの封止方法の第３
の実施例を示す縦断面図であり、（ａ）は封止部材１４
をビス止め後のビス上面の開口６に装着した状態を示
し、（ｂ）は封止部材１４の直径と座ぐり孔１１の直径
との関係を示している。図４に示す例は、前記図２およ
び図３の例とほぼ同様の封止方法を示すが、櫛歯状支持
具２とカセット本体１とをビス止めした後、ビス止め後
のビス上面の開口６を封止するのに、溶着または溶剤接
着ではなく、封止部材１４の材質として封止効果の高い
弾性体を採用し、この弾性体からなる封止部材１４をビ
ス上面の開口６に装着し、弾性を利用して封止する。

【００２０】この場合、封止部材１４およびビス上面の
開口６は、両者の位置決めが容易なように、封止部材１
４にビス上面の開口６に装着するための凸部１５を設け
てインロウ構造にする。凸部１５の直径Ｂは、座ぐり１
１の直径Ａより０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ大きくし、（Ａ
＋０．１）ｍｍ〜（Ａ＋０．５）ｍｍとすることが必要
であり、（Ａ＋０．１）ｍｍ未満であると、気密性が確
保できず、（Ａ＋０．５）ｍｍを超えると封止部材１４
の装着が困難である。したがって、凸部１５の直径Ｂ
は、（Ａ＋Ｏ．２）ｍｍが好ましい。

【００２１】封止部材１４に用いる弾性体としては、Ｎ
ＢＲ、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどが使用でき
る。ゴム硬度は、３５度以上８０度以下が好ましく、３
５度未満であると、挿入の時にゴムが削れてゴミが発生
するおそれがあり、８０度を超えると装着が困難にな
る。この弾性体からなる封止部材による封止は、比較的
容易に封止を解くことができるため、容器の蓋等、開閉
を行う部分のビス穴等の封止に用いると都合がよい。

【００２２】

【実施例】

［実施例］直径３００ｍｍの大型のシリコンウエハを収
納する、図１に示すカセットを、本発明の封止方法によ
り組み立てた。組立に際し、カセット本体、櫛歯状支持
具および封止部材の材質はいずれもポリカーボネートと
した。各部材の締結に用いたビス２５は、Ｍ３のナベビ
スで、材質がＳＵＳ３０４、首下長さが３ｍｍのものを
使用した。櫛歯状支持具は、肉厚３．５ｍｍであり、こ
れに深さ２．５ｍｍのねじ止まり孔であるＭ３ネジ孔を
設けた。一方、カセット本体には肉厚４ｍｍの箇所に、
直径３．３ｍｍの通し孔であるビス孔を設け、このビス
孔に直径６ｍｍ、深さ３ｍｍの座ぐりを設けて座ぐり孔
とし、前記ナベビスを座ぐり孔にねじ込み、カセット本
体と櫛歯状支持具を締結した。

【００２３】次に締結した後の前記座ぐり孔の上面開口
に、この開口とインロウ構造にするため、直径５．８ｍ
ｍ、厚さ０．７ｍｍの突部を設けた、直径１２ｍｍ、厚
さ１ｍｍの封止部材を装着し、この封止部材の外周から
内側に向かって２．５ｍｍの範囲を超音波溶着で接合す
ることにより封止して、カセット本体と櫛歯状支持具を
締結・封止した。先に封止したカセット本体に蓋体（図
示せず。）を嵌合し、カセットの組立てを完了した。こ
の様にして組立てたカセットは十分な気密性を有し、組
立中および輸送時等に容器内にパーティクルが侵入する
ことがなく、したがってウエハ等の汚染はなかった。

【００２４】

【発明の効果】本発明によるカセットは、大型のウエハ
等の輸送、搬出・搬入に対応でき、容器の気密性・防塵
性が高まったことにより、組立時にパーティクルが中に
入ることがないため、ウエハ等の汚染がなく、また重量
が軽減されることから取扱いが容易で、金型製作費の節
減に寄与するため、実用上の価値が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は本発明のカセットの縦断面図であ
り、（ｂ）は蓋体を除いた本発明の容器にウエハを収容
した状態の概略斜視図である。

【図２】 本発明の第１の実施例を示す縦断面図であ
る。

【図３】 本発明の第２の実施例を示す縦断面図であ
る。

【図４】 本発明の第３の実施例を示し、（ａ）は封止
部材を装着した状態を示す縦断面図、（ｂ）は封止部材
の直径と座ぐり孔の直径との関係を示す縦断面図であ
る。

【図５】 従来の封止構造を示し、（ａ）はロックピン
挿入途中の状態を示す縦断面図、（ｂ）はロックピンを
挿入後の封止状態を示す縦断面図である。

【図６】 従来の密封容器の部分断面正面図である。

【符号の説明】

１… カセット本体 ５１… ロッ
クピン ２… 櫛歯状支持具 ５２… カセ
ット本体 ３… 蓋体 ５３… 櫛歯
状支持具 ４… ウエハ ５４… ウエ
ハ ５… ビス ５５… 通し
孔 ６… ビス上面の開口 ５６… 先端 ７… 封止部材 ６０… 容器 ８… ビス孔（通し孔） ６１… 上蓋 ９… ビス止め穴（止まり穴） ６２… 容体 １０… 凸部 ６３… 内
箱 １１… 座ぐり孔 ６４… 櫛
歯状支持具 １２… ビスの頭部 ６５… ウ
エハ等 １３… 座ぐり孔 ６６… 周
縁部 １４… 封止部材 ６７… 上
縁 １５… 凸部 ６８… 弾
性部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カセット本体、櫛歯状支持具および蓋体
   等を備えてなるプラスチック製カセットであって、前記
   カセット本体と櫛歯状支持具との締結位置に対向して設
   けた前記カセット本体の座ぐり孔、前記櫛歯状支持具に
   設けたビス止め穴、前記カセット本体と櫛歯状支持具と
   の締結用ビス、および座ぐり孔のビス上面の開口に装着
   された封止部材とからなることを特徴とする熱可塑性プ
   ラスチック製カセットの構造。
2. 【請求項２】 カセット本体、櫛歯状支持具および蓋体
   等を備えてなるプラスチック製カセットの、前記カセッ
   ト本体と櫛歯状支持具との締結位置に対向して設けた前
   記カセット本体の座ぐり孔と前記櫛歯状支持具のビス止
   め穴にビスを通して両方を締結させ、座ぐり孔のビス上
   面の開口に封止部材を装着することを特徴とする熱可塑
   性プラスチック製カセットの封止方法。