KR20230110481A - 기판 수납 용기 - Google Patents

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KR20230110481A
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오사무 오가와
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신에츠 폴리머 가부시키가이샤
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Abstract

조립 작업성을 향상시킨 밸브체를 구비하는 기판 수납 용기를 제공한다. 용기 본체(10)에 대한 기체의 유통을 제어하는 밸브체(40)를 구비하는 기판 수납 용기로서, 밸브체(40)는, 외부에 연통하는 제1 통로(458)와, 내부에 연통하는 제2 통로(459)을 연통시키는 밸브 개구(454)를 가지는 탄성 밸브체(45)와, 탄성 밸브체(45)를 유지하는 유지 부재(41)와, 탄성 밸브체(45)에 삽입됨으로써, 탄성 밸브체(45)를 유지 부재(41)에 고정시키는 체결 캡(47)을 가지고, 밸브 개구(454)는, 탄성 밸브체(45)의 탄성력에 의해 밀착하여 폐쇄되어 있는 것이다.

Description

기판 수납 용기
본 발명은, 용기 본체에 대한 기체(氣體)의 유통을 제어하는 밸브체를 구비한 기판 수납 용기에 관한 것이다.
기판을 수납하는 기판 수납 용기는, 용기 본체와, 용기 본체의 개구를 폐지하는 덮개체, 용기 본체에 대한 기체의 유통을 제어하는 밸브체를 구비하고 있다. 이 밸브체는 체크밸브 기능을 가지는 것이며, 밸브체와 밸브체를 개폐시키는 금속제의 탄성 부재를 가지고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 및 2 참조).
그런데, 기판 수납 용기는 기판을 기밀 상태로 수납하기 위하여, 밸브체로부터 기체가 공급되고, 또한, 밸브체를 통하여 기체가 배출되지만, 수납하는 기판의 가공 시에, 기판에 부착된 잔류 물질도, 공급한 기체와 함께 배출되는 경우가 있다. 그러므로, 밸브체의 금속제의 탄성 부재 등이 잔류 물질에 의해 부식되는 경우가 있었다.
그래서, 본 발명자들은, 금속제의 부재를 사용하지 않고, 기체 통로를 개폐하는 탄성 밸브체를 사용한 밸브체를 제안하였다(특허문헌 3 참조). 이 밸브체는 탄성 밸브체에 형성된 밸브 개구를 자체의 탄성력에 의해 폐쇄하고, 탄성력을 상회하는 기체의 압력으로 개방하는 밸브 개폐 기구를 가지고 있다.
일본공개특허 제2014-160783호 공보 일본공개특허 제2004-179449호 공보 일본공개특허 제2019-021736호 공보
그러나, 특허문헌 3에 기재된 밸브체에서는, 고정통, 유지통, 중간덮개통, 및 복수의 O링 등으로 구성되어 있으므로, 부품수가 많아지고, 조립 작업에 시간을 필요로 하였다.
이에, 본 발명은 이상의 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 조립 작업성을 향상시킨 밸브체를 구비하는 기판 수납 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명에 관련된 하나의 태양(態樣)은, 기판을 수납하는 용기 본체와, 상기 용기 본체의 개구를 폐지하는 덮개체, 상기 용기 본체에 대한 기체의 유통을 제어하는 밸브체를 구비하는 기판 수납 용기로서, 상기 밸브체는, 상기 용기 본체의 외부에 연통(連通)하는 제1 통로와, 상기 용기 본체의 내부에 연통하는 제2 통로를 연통시키는 밸브 개구를 가지는 탄성 밸브체와, 상기 탄성 밸브체를 유지하는 유지 부재와, 상기 탄성 밸브체에 삽입됨으로써, 상기 탄성 밸브체를 상기 유지 부재에 고정시키는 체결 캡을 가지고, 상기 밸브 개구는 상기 탄성 밸브체의 탄성력에 의해 밀착하여 폐쇄하고 있는 것이다.
(2) 상기 (1)의 태양에 있어서, 상기 밸브 개구는, 상기 제1 통로에 양압(陽壓)이 가해지면 변형하여, 간극을 형성함으로써, 상기 용기 본체에 대한 상기 기체의 유통을 가능하게 하거나, 혹은, 상기 제2 통로에 양압이 가해지면 변형하여, 간극을 형성함으로써, 상기 용기 본체에 대한 상기 기체의 유통을 가능하게 해도 된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)의 태양에 있어서, 상기 밸브체는 상기 기체를 여과하는 필터를 가지고, 상기 유지 부재는 상기 필터를 유지해도 된다.
본 발명에 의하면, 조립 작업성을 향상시킨 밸브체를 구비하는 기판 수납 용기를 제공할 수 있다.
[도 1] 본 발명에 관련된 실시형태의 기판 수납 용기를 나타내는 분해 사시도이다.
[도 2a] 급기(給氣)용 밸브체를 나타내는 분해 사시도이다.
[도 2b] 급기용 밸브체를 나타내는 상면도이다.
[도 2c] 급기용 밸브체를 나타내는 정면도이다.
[도 2d] 급기용 밸브체를 나타내는 하면도이다.
[도 2e] 급기용 밸브체를 나타내는 도 2b의 A-A선으로 절단한 단면도(斷面圖)이다.
[도 2f] 급기용 밸브체를 나타내는 도 2b의 B-B선으로 절단한 단면도이다.
[도 3a] 밸브체의 유지 부재를 나타내는 상면도이다.
[도 3b] 밸브체의 유지 부재를 나타내는 정면도이다.
[도 3c] 밸브체의 유지 부재를 나타내는 하면도이다.
[도 3d] 밸브체의 유지 부재를 나타내는 사시도이다.
[도 4a] 밸브체의 핸들을 나타내는 사시도이다.
[도 4b] 밸브체의 핸들을 나타내는 측면도이다.
[도 5a] 밸브체의 탄성 밸브체를 나타내는 상면도이다.
[도 5b] 밸브체의 탄성 밸브체를 나타내는 정면도이다.
[도 5c] 밸브체의 탄성 밸브체를 나타내는 하면도이다.
[도 5d] 밸브체의 탄성 밸브체를 나타내는 단면도이다.
[도 6a] 밸브체의 밸브 플러그를 나타내는 상면도이다.
[도 6b] 밸브체의 밸브 플러그를 나타내는 정면도이다.
[도 6c] 밸브체의 밸브 플러그를 나타내는 하면도이다.
[도 6d] 밸브체의 밸브 플러그를 나타내는 측면도이다.
[도 7a] 밸브체의 캡을 나타내는 상면도이다.
[도 7b] 밸브체의 캡을 나타내는 정면도이다.
[도 7c] 밸브체의 캡을 나타내는 하면도이다.
[도 7d] 밸브체의 캡을 나타내는 사시도이다.
[도 8a] 배기용 밸브체를 나타내는 분해 사시도이다.
[도 8b] 배기용 밸브체를 나타내는 도 2e와 동일한 위치에서 절단한 단면도이다.
[도 8c] 배기용 밸브체를 나타내는 도 2f와 동일한 위치에서 절단한 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 명세서의 실시형태에 있어서는, 전체를 통하여, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 있다.
도 1은, 본 발명에 관련된 실시형태의 기판 수납 용기(1)를 나타내는 개략 분해 사시도이다.
기판(W)을 수납하는 용기 본체(10)와, 용기 본체(10)의 개구(11)를 폐지하는 덮개체(20)와, 용기 본체(10)와 덮개체(20) 사이에 설치되는 환형의 개스킷(30)을 구비하고 있다.
용기 본체(10)는, 개구(11)가 정면에 형성된 상자형체다. 이 개구(11)는, 외측으로 넓어지도록 단차(段差)를 두고 굴곡 형성되며, 그 단차부의 면이, 개스킷(30)이 접촉하는 실링면(12)으로서, 개구(11)의 정면의 내주(內周) 에지에 형성되어 있다. 그리고, 용기 본체(10)는, 직경 300㎜나 직경 450㎜의 기판(W)의 삽입 조작을 행하기 쉬우므로, 프론트 오픈형이 바람직하다.
용기 본체(10)의 내부의 좌우 양측에는, 지지체(13)가 배치되어 있다. 지지체(13)는 기판(W)의 탑재 및 위치결정을 하는 기능을 가지고 있다. 지지체(13)에는, 복수의 홈이 높이 방향으로 형성되고, 이른바 홈 티스(teeth)를 구성하고 있다. 그리고, 기판(W)은 같은 높이의 좌우 2개소의 홈 티스에 탑재되어 있다. 지지체(13)의 재료는 용기 본체(10)와 동일한 것이어도 되지만, 세정성이나 슬라이딩성을 높이기 위하여, 상이한 재료가 사용되어도 된다.
또한, 용기 본체(10)의 내부의 후방(안쪽)에는, 리어 리테이너(도시하지 않음)가 배치되어 있다. 리어 리테이너는, 덮개체(20)가 폐지된 경우에, 후술하는 프론트 리테이너와 쌍이 되어, 기판(W)을 유지한다. 다만, 본 실시형태와 같이 리어 리테이너를 구비하지 않고, 지지체(13)가 홈 티스의 안쪽에, 예를 들면 「く」자형이나 직선형의 기판 지지부를 가짐으로써, 프론트 리테이너와 기판 지지부로 기판(W)을 유지하는 것이어도 된다. 이들 지지체(13)나 리어 리테이너는 용기 본체(10)에 인서트 성형이나 끼워맞춤 등에 의해 설치되면 된다.
기판(W)은, 이 지지체(13)에 지지되어 용기 본체(10)에 수납된다. 그리고, 기판(W)의 일례로서는, 실리콘 웨이퍼를 들 수 있지만 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 석영 웨이퍼, 갈륨 비소 웨이퍼 등이어도 된다.
용기 본체(10)의 천장 중앙부에는, 로보틱 플랜지(14)가 착탈(着脫) 가능하게 설치되어 있다. 청정한 상태에서 기판(W)을 기밀 수납한 기판 수납 용기(1)는, 공장 내의 반송(搬送) 로봇에 의해, 로보틱 플랜지(14)가 파지되어, 기판(W)을 가공하는 공정마다의 가공 장치로 반송된다.
또한, 용기 본체(10)의 양 측부의 외면 중앙부에는, 작업자에게 파지되는 매뉴얼 핸들(15)이 각각 착탈 가능하게 장착되어 있다.
그리고, 용기 본체(10)의 내부의 바닥면에는, 급기부(16)와 배기부(17)가 형성되어 있고, 용기 본체(10)의 외부의 바닥면에는, 후술하는 밸브체(40, 50)가 장착되어 있다. 이들은, 덮개체(20)에 의해 폐지된 기판 수납 용기(1)의 내부에, 급기부(16)로부터 질소 가스 등의 불활성 기체나 드라이 에어를 공급하고, 필요에 따라 배기부(17)로부터 배출함으로써, 기판 수납 용기(1)의 내부의 기체를 치환하거나, 저습도의 기밀 상태를 유지하거나, 기판(W) 상의 불순 물질을 날려버리거나 하여, 기판 수납 용기(1)의 내부의 청정성을 유지하도록 되어 있다. 그리고, 기체를 급기부(16)로부터 급기할 뿐 아니라, 배기부(17)를 부압(負壓)(진공) 발생 장치에 접속하고, 강제적으로 배기부(17)로부터 기체를 배출하는 경우도 있다.
또한, 배기부(17)로부터 배기된 기체를 검지함으로써, 기판 수납 용기(1)의 내부가 도입된 기체로 치환되었는지 확인할 수 있다. 그리고, 급기부(16) 및 배기부(17)는, 기판(W)을 바닥면에 투영한 위치로부터 벗어난 위치에 있는 것이 바람직하지만, 급기부(16) 및 배기부(17)의 수량이나 위치는 도시한 것에 한정되지 않고, 용기 본체(10)의 바닥면의 네 코너부에 위치해도 된다. 또한, 급기부(16) 및 배기부(17)는 덮개체(20) 측에 장착되어도 된다.
한편, 덮개체(20)는 용기 본체(10)의 개구(11)의 정면에 장착되는 대략 직사각형인 것이다. 덮개체(20)는, 도시하지 않은 시정(施錠) 기구를 가지고 있고, 용기 본체(10)에 형성된 걸림구멍(도시하지 않음)에 걸림편이 끼워넣어짐으로써 시정되도록 되어 있다.
또한, 덮개체(20)는, 중앙부에 기판(W)의 전부(前部) 주위 에지를 수평으로 유지하는 탄성의 프론트 리테이너(도시하지 않음)가 끼워맞춤 등으로 착탈 가능하게 장착되어 있거나, 또는, 인서트 성형 등으로 일체 형성되어 있다. 이 프론트 리테이너는, 지지체(13)의 홈 티스 및 기판 지지부 등과 마찬가지로, 웨이퍼가 직접 접촉하는 부위이므로, 세정성이나 슬라이딩성이 양호한 재료가 사용되고 있다.
그리고, 덮개체(20)에는, 개스킷(30)을 장착하는 장착홈(21)이 형성되어 있다. 예를 들면, 덮개체(20)의 용기 본체(10) 측의 면에는, 개구(11)의 단차부보다 작은 볼록부(22)가 환형으로 형성됨으로써, 단면이 대략 U자형인 장착홈(21)이 환형으로 형성되어 있으면 된다. 이 볼록부(22)는, 덮개체(20)를 용기 본체(10)에 장착했을 때, 개구(11)의 단차부보다 안쪽으로 들어가게 되어 있다.
이들 용기 본체(10) 및 덮개체(20)의 재료로서는, 예를 들면 폴리카보네이트, 시클로올레핀 폴리머, 폴리에테르에테르케톤, 액정 폴리머 등의 열가소성 수지를 들 수 있다. 이 열가소성 수지는, 도전성 카본, 도전 섬유, 금속 섬유, 도전성 고분자 등으로 이루어지는 도전제(導電劑), 각종 대전방지제, 자외선 흡수제 등이 적절히 첨가되어도 된다.
다음으로, 개스킷(30)은, 덮개체(20)의 정면 형상{및 용기 본체(10)의 개구(11)의 형상}에 대응한 환형인 것이며, 본 실시형태에서는, 직사각형 프레임형인 것이다. 다만, 환형의 개스킷(30)은 덮개체(20)로의 장착 전의 상태에서, 원환(링)형이어도 된다.
개스킷(30)은, 용기 본체(10)의 실링면(12)과 덮개체(20) 사이에 배치되고, 덮개체(20)를 용기 본체(10)에 장착했을 때, 실링면(12)과 덮개체(20)에 밀착하여 기판 수납 용기(1)의 기밀성을 확보하고, 기판 수납 용기(1)로의 외부로부터의 먼지, 습기 등의 침입을 저감시키고 또한, 내부로부터 외부로의 기체의 누출을 저감시키는 것이다.
개스킷(30)은 폴리에스테르계의 엘라스토머, 폴리올레핀계의 엘라스토머, 불소계의 엘라스토머, 우레탄계의 엘라스토머 등으로 이루어지는 열가소성의 엘라스토머, 불소 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 실리콘계의 고무 등의 탄성재를 사용하여 형성하면 된다. 이들 재료에는 다른 기능을 부가하기 위하여, 각종 첨가제가 첨가되어도 된다.
다음으로, 급기용 밸브체(40)에 대하여 설명한다.
도 2는, 급기용 밸브체(40)를 나타내는 것으로, 도 2a는 분해 사시도이고, 도 2b는 상면도이고, 도 2c는 정면도이고, 도 2d는 하면도이고, 도 2e는 도 2b의 A-A선으로 절단한 단면도이고, 도 2f는 도 2b의 B-B선으로 절단한 단면도이다. 그리고, 도 2e 및 도 2f는, 용기 본체(10)의 바닥면부도 묘화하였다.
밸브체(40)는 용기 본체(10)에 대한 기체의 유통을 제어하는 것이며, 용기 본체(10)에 장착되었을 때, 도시되지 않은 기체 유통로를 통하여 급기부(16)와 연통하고 있다. 밸브체(40)는 도 2e및 도 2f에 나타낸 바와 같이, 용기 본체(10)의 바닥면{혹은, 용기 본체(10)의 바닥면에 장착된 바닥판}의 리브(rib)에 의해 형성된 관통공(18)에 끼워지는 유지 부재(41)를 가지고 있다. 그리고, 관통공(18)의 기단 측에는, 용기 본체(10)에 대한 기체의 유통을 확보하는 복수의 통기 리브(19)가 형성되어 있다.
도 3은, 밸브체(40)의 유지 부재(41)를 나타낸 것으로, 도 3a는 상면도이고, 도 3b는 정면도이고, 도 3c는 하면도이고, 도 3d는 사시도이다.
유지 부재(41)는, 원통형의 제1 통부(411)와, 제1 통부(411)의 중심축으로부터 편심된 중심축을 가지는 제2 통부(412)로 형성되어 있다(도 3a 및 도 3c 참조).
제1 통부(411)는, 외주면(外周面)에 링 홈(414)이 형성되어 있다. 또한, 제1 통부(411)는 용기 본체(10) 측의 상면에, 통기공(416)으로부터 방사상으로 연장되는 구획 리브(413)가 세워 설치되어 있다. 이 통기공(416)은, 중심축이 제2 통부(412)의 중심축에 일치하도록, 제1 통부(411)에 형성되어 있다.
또한, 제1 통부(411)에는, 통기공(416)과 연통하는 수납공(417)도 형성되어 있다(도 3c 및 도 3d 참조). 이 수납공(417)은 통기공(416)의 내경보다 큰 내경을 가지고 있다.
한편, 제2 통부(412)는, 편심 방향으로 대략 직교하는 방향을 따라 한 쌍의 지지축(415)이 외주면에 돌출되어 있다. 이 지지축(415)은, 하방이 면취(面取)되어 있다(도 3b 참조).
또한, 제2 통부(412)는 중심에 끼워맞춤 구멍(418)이 형성되어 있다(도 3c 및 도 3d 참조). 이 끼워맞춤 구멍(418)은 수납공(417)의 내경보다 큰 내경을 가지고 있다. 이 끼워맞춤 구멍(418)은, 후술하는 탄성 밸브체(45)의 끼워맞춤 몸통부(451)의 외경과 동등하거나 약간 큰 내경을 가지고 있다.
그리고, 유지 부재(41)는 예를 들면 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 액정 폴리머 등의 열가소성 수지를 재료로 하여 성형되어 있다.
여기에서, 유지 부재(41)의 링 홈(414)에는, 원환형의 씰링(seal ring)(42)이 장착되어 있다(도 2a, 도 2e 및 도 2f 참조). 이 씰링(42)은, 용기 본체(10)의 관통공(18)에 유지 부재(41)를 삽입했을 때, 유지 부재(41)와 관통공(18) 사이의 기밀성을 확보하는 것이며, 또한, 관통공(18)에 끼워맞춤으로써, 유지 부재(41)를 고정하는 기능도 가지고 있다.
이 씰링(42)은 예를 들면 불소 고무, 천연 고무, 우레탄 고무, 에틸렌프로필렌 고무 등의 재료로 형성되어 있다.
또한, 유지 부재(41)의 제1 통부(411){의 구획 리브(413)}의 상단(上端)에는, 1개 또는 복수 개의 필터(43)가, 예를 들면 접착이나 용착(溶着)에 의해 설치되어 있다(도 2a 참조). 이 필터(43)는 공급 또는 배출되는 기체를 여과하는 것이며, 사불화에틸렌, 폴리에스테르 섬유, 불소 수지 등으로 이루어지는 다공질막, 유리 섬유 등으로 이루어지는 분자 여과 필터, 활성탄 섬유 등의 여재에 화학 흡착제를 담지시킨 케미컬 필터 등으로부터 선택된다.
그리고, 복수 개의 필터(43)를 사용하는 경우에는, 동일 종류의 것이라도 되지만, 성질이 상이한 것을 조합한 쪽이, 파티클 이외에 유기물의 오염 등도 방지할 수 있으므로, 보다 바람직하다. 예를 들면, 용기 본체(10)를 세정할 때, 물이나 세정액 등의 액체의 체류를 억제하거나, 혹은, 액체의 통과를 억제하는 기능도 발휘하므로, 필터(43)의 한쪽에 소수성 또는 친수성의 재료를 사용하여 액체의 투과를 억제해도 된다.
도 4는, 밸브체(40)의 핸들(44)을 나타낸 것으로, 도 4a는 사시도이고, 도 4b는 측면도이다.
핸들(44)은 U자형으로 형성된 것으로, 원호형의 본체부(441)와, 본체부(441)의 양단에 설치된 베어링(442)을 가지고 있다. 이 베어링(442)은, 유지 부재(41)의 지지축(415)이 삽입되는 축공(軸孔)(442a)이 형성되어 있다(도 2a 참조).
또한, 베어링(442)은, 본체부(441)에 접속되는 측의 반대측에 돌출편(443)이 형성되어 있다. 이 돌출편(443)은 밸브체(40)를 용기 본체(10)에 장착할 때 이용되는 것이며, 핸들(44)을 도 2c와 같이 수납 상태로 회동(回動)시킴으로써, 용기 본체(10)의 장착부를 지점(支點)으로 하는 지렛대의 원리로, 밸브체(40)가 관통공(18)에 끼워맞추어지게 된다(상세하게는, 특허문헌 1을 참조).
이 핸들(44)은 예를 들면 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 액정 폴리머 등의 열가소성 수지를 재료로 하여 성형되어 있다.
도 5는, 밸브체(40)의 탄성 밸브체(45)를 나타낸 것으로, 도 5a는 상면도이고, 도 5b는 정면도이고, 도 5c는 하면도이고, 도 5d는 단면도이다.
탄성 밸브체(45)는 원통형의 끼워맞춤 몸통부(451)와, 끼워맞춤 몸통부(451)의 패인 상면으로부터 연장된 통형부(452)를 동심형으로 가지고 있다. 끼워맞춤 몸통부(451)는, 유지 부재(41)의 끼워맞춤 구멍(418)의 내경과 동등하거나, 약간 큰 외경을 가지고 있고, 하단에 플랜지부(455)가 형성되어 있다. 그리고, 끼워맞춤 몸통부(451)는 끼워맞춤 구멍(418)에 무리 끼워맞춤(억지 끼워맞춤) 상태로 끼워맞추어지는 것이 바람직하다.
한편, 통형부(452)는, 밸브 개구(454)가 형성된 밸브부(453)를 내주면에 포함하고 있다(도 5d 참조). 이 밸브부(453)는, 용기 본체(10) 측을 향하여 산형의 단면 형상으로 되도록, 2개의 경사면이 선단의 밸브 개구(454)를 향하여 연장되는 부리형으로 형성되어 있다. 그리고, 산형의 능선은, 실시형태와 같은 직선형에 한정되지 않고, 원호형이어도 된다.
밸브부(453)는 통형부(452)의 내측 공간을, 용기 본체(10)의 외부에 연통하는 제1 통로(458)와, 용기 본체(10)의 외부에 연통하는 제2 통로(459)로 칸막이하는 것이며, 이들 제1 통로(458) 및 제2 통로(459)는 밸브 개구(454)를 통하여 연통하고 있다.
밸브 개구(454)는 타원 형상 또는 타원 형상의 슬릿 개구로서 형성되어 있다. 밸브 개구(454)를 형성하는 경우에는, 금형에 의한 성형 시에 동시 성형하거나, 성형 후에 커터 등으로 절단하면 된다. 밸브 개구(454)는 탄성 밸브체(45)의 두께에도 따르지만, 단축의 길이가 예를 들면 0.1㎜ 이상 2.0㎜ 이하 정도이면 된다.
끼워맞춤 몸통부(451)의 내측에는, 제1 통로(458)와 연통하는 원통형의 통기 개구(456)가 형성되어 있고, 이 통기 개구(456)에는, 후술하는 체결 캡(47)이 삽입 가능하게 되어 있다. 또한, 통기 개구(456)의 안쪽{밸브부(453)와의 접속부}에는, 후술하는 밸브 플러그(46)를 위치결정하는 위치결정 볼록부(457)가 형성되어 있다.
탄성 밸브체(45)는 각종 고무나 열가소성 엘라스토머 수지 등을 사용하여 형성하면 된다. 예를 들면 불소 고무, 에틸렌프로필렌 고무 등의 고무나, 폴리에스테르계의 엘라스토머, 폴리올레핀계의 엘라스토머, 불소계의 엘라스토머, 우레탄계의 엘라스토머 등으로 이루어지는 열가소성의 엘라스토머를 사용할 수 있다.
도 6은, 밸브체(40)의 밸브 플러그(46)를 나타낸 것으로, 도 6a는 상면도이고, 도 6b는 정면도이고, 도 6c는 하면도이고, 도 6d는 측면도이다.
밸브 플러그(46)는, 링형의 기부(基部)(461)와, 기부(461)에 세워 설치된 2개의 각부(脚部)(462)와, 2개의 각부(462)에 걸쳐 놓인 실링판부(463)를 가지고 있다. 기부(461)는, 각부(462)가 세워 설치된 상면의 2개소가 면취부(465)로서 면취되어 있고, 탄성 밸브체(45)의 위치결정 볼록부(457)에 걸어맞추어지도록 되어 있다 (도 2e 참조).
실링판부(463)는 밸브 개구(454)의 형상과 동일하거나 닮은꼴의 단면 형상을 가지고 있다. 즉, 실링판부(463)의 장축은, 밸브 개구(454)의 장원 형상 또는 타원 형상의 장축과 동등한 길이거나, 혹은, 1㎜ 이하의 범위에서 긴 길이를 가지고 있다. 바꾸어 말하면, 실링판부(463)는 밸브 개구(454)의 주위 길이와 동등하거나, 약간 긴 주위 길이를 가지고 있다.
그리고, 기부(461) 내측의 원형 개구 및 2개의 각부(462) 사이의 공간은, 기체가 통과 가능한 개구부(464)로 되어 있다.
그리고, 이 밸브 플러그(46)는, 탄성 밸브체(45)를 형성하는 재료에 대하여 첩부하기 어려운 재료, 예를 들면, 시클로올레핀 폴리머, 폴리에테르에테르케톤, 폴리올레핀 메타크릴레이트, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트로 형성되어 있다.
도 7은, 밸브체(40)의 체결 캡(47)을 나타낸 것으로, 도 7a는 상면도이고, 도 7b는 정면도이고, 도 7c는 하면도이고, 도 7d는 사시도이다.
탄성 밸브체(45)의 통기 개구(456)에는, 체결 캡(47)이 삽입되어 있다(도 2a, 도 2e 및 도 2f 참조). 이 체결 캡(47)은 원환부(471)와, 원환부(471)의 한쪽면으로부터 L자형으로 중심을 향하여 연장되는 복수(예를 들면, 4개)의 각부(473)를 가지고 있다. 그리고, 4개의 각부(473)는 서로 접속되어 십자형으로 되어 있다.
원환부(471)는, 내주면에 복수(예를 들면, 4개)의 보강 리브(474)가 형성되고, 외주면에 4개의 걸림 클로우(472)가 형성되어 있다. 또한, 원환부(471)는 탄성 밸브체(45)의 통기 개구(456)의 내경과 동등하거나, 약간 큰 외경을 가지고 있다.
걸림 클로우(472)는 탄성 밸브체(45)의 통기 개구(456)에서 걸리고 또한, 통기 개구(456)의 외측의 끼워맞춤 몸통부(451)를 확대함으로써, 탄성 밸브체(45)를 유지 부재(41)의 끼워맞춤 구멍(418)에 밀착시킬 수 있는, 빠짐 방지 기능을 가지고 있다(도 2e 및 도 2f 참조). 그리고, 유지 부재(41)의 끼워맞춤 구멍(418)과 탄성 밸브체(45)의 끼워맞춤 몸통부(451)의 끼워맞춤력을 충분히 크게 할 수 있는 경우에는, 체결 캡(47)을 생략할 수 있다.
체결 캡(47)은 예를 들면 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 액정 폴리머 등의 열가소성 수지를 재료로 하여 형성되고 있다.
계속해서, 배기용 밸브체(50)에 대하여 설명한다. 그리고, 배기용 밸브체(50)는 급기용 밸브체(40)의 탄성 밸브체(45)를 제외하고, 동일한 부품으로 구성되어서 있으므로, 각각의 부품의 설명은 적절히 생략한다.
도 8은, 배기용 밸브체(50)를 나타내는 것으로, 도 8a는 분해 사시도이고, 도 8b는 도 2e와 동일한 위치에서 절단한 단면도이고, 도 8c는 도 2f와 동일한 위치에서 절단한 단면도이다.
밸브체(50)는 용기 본체(10)에 대한 기체의 유통을 제어하는 것으로, 용기 본체(10)에 장착되었을 때, 도시되지 않은 기체류 통로를 통하여 배기부(17)와 연통하고 있다. 그리고, 밸브체(50)에서는, 밸브체(40)와는 반대로, 용기 본체(10)로부터 외부로의 기체의 배기는 가능하게 하지만, 용기 본체(10)의 내부로의 기체의 공급은 불가능하게 하는, 배기부(17)용으로서 이용된다.
이 밸브체(50)에서는, 탄성 밸브체(55)의 밸브부(553)가, 용기 본체(10) 측에 대하여 골짜기형으로 형성되어 있고, 밸브 플러그(46)가 유지 부재(41)와 탄성 밸브체(55) 사이에 유지되고 있다.
마지막으로, 밸브체(40)가 기체의 유통을 제어하는 모양을 설명한다.
밸브체(40)는, 탄성 밸브체(45)의 제1 통로(458) 및 제2 통로(459)에 양압이 가해지지 않으면, 밸브 개구(454)가 밸브 플러그(46)에 밀착하여, 어느 측에 대해서도 기체의 유통을 차단하고 있다. 또한, 제2 통로(459)에 양압이 가해지면, 밸브부(453)의 2개의 사면(斜面)이 밸브 플러그(46) 측으로 가압되지만, 각 사면에 다른 압력이 가해져도, 밸브 플러그(46)를 중앙에 끼고 있으므로, 밸브 개구(454)가 일그러질 일 없어, 어느 측에 대해서도 기체의 유통을 차단하고 있다.
그리고, 예를 들면, 제1 통로(458)에 소정값 이상의 양압이 가해지면, 탄성 밸브체(45)는, 양압의 크기에 따라 밸브 개구(454)를 확대하도록 변형함으로써, 밸브 플러그(46)와의 사이에 간극을 형성한다. 그리고, 용기 본체(10)의 외부로부터 공급된 기체는 이 간극을 통과하여, 제2 통로(459)로 유통하고, 용기 본체(10)의 내부에 공급된다.
한편, 제2 통로(459)에 소정값 이상의 음압(陰壓)이 가해진 경우에는, 제1 통로(458)에 소정값 이상의 양압이 가해진 경우와 상대적으로 동일하므로, 밸브체(40)는 동일한 밸브 개방 동작을 행한다.
반대로, 제2 통로(459)에 양압이 가해지면, 탄성 밸브체(45)의 밸브부(453)는, 정점(정상선)을 향하여 끝이 가는 형상이므로, 역방향의 아래쪽으로 휘어, 밸브 개구(454)를 폐쇄하도록 변형되고, 밸브 플러그(46)에 밀착한다. 그리고, 밸브 개구(454)와 밸브 플러그(46)가 밀착하면, 제2 통로(459) 측으로부터의 기체는 유통이 차단되고, 제1 통로(458) 측으로 유통할 수 없게 된다.
그리고, 제1 통로(458)에 소정값 이상의 음압이 가해진 경우도, 제2 통로(459)에 소정값 이상의 양압이 가해진 경우와 상대적으로 동일하므로, 밸브체(40)는 동일한 동작을 행한다.
기체의 유통이 가능하게 되는 압력의 소정값은 탄성 밸브체(45)의 재료, 경도, 형상·치수, 두께, 밸브 개구(454) 및 밸브 플러그(46){의 실링판부(463)}의 폭 또는 길이를 변경함으로써 조절 가능하다.
그리고, 밸브체(50)가 기체의 유통을 제어하는 상태에 대해서는, 밸브체(40)와 기본적으로 역방향이므로, 설명을 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관련된 실시형태의 기판 수납 용기(1)는, 기판(W)을 수납하는 용기 본체(10)와, 용기 본체(10)의 개구(11)를 폐지하는 덮개체(20)와, 용기 본체(10)에 대한 기체의 유통을 제어하는 밸브체(40, 50)를 구비하는 기판 수납 용기(1)로서, 밸브체(40, 50)는, 용기 본체(10)의 외부에 연통하는 제1 통로(458)와, 용기 본체(10)의 내부에 연통하는 제2 통로(459)를 연통시키는 밸브 개구(454)를 가지는 탄성 밸브체(45, 55)와, 탄성 밸브체(45, 55)를 유지하는 유지 부재(41)와, 탄성 밸브체(45, 55)에 삽입됨으로써, 탄성 밸브체(45, 55)를 유지 부재(41)에 고정시키는 체결 캡(47)을 가지고, 밸브 개구(454)는 탄성 밸브체(45, 55)의 탄성력에 의해 밀착하여 닫혀 있는 것이다.
이로써, 체결 캡(47)을 탄성 밸브체(45, 55)에 장착함으로써, 탄성 밸브체(45, 55)를 유지 부재(41)에 고정시킬 수 있고, 종래품과 비교하여 부품수를 삭감할 수 있다. 그리고, 유지 부재(41)와 탄성 밸브체(45)의 끼워맞춤력을 크게 할 수 있으므로, 이들 간극으로부터 기체가 누출되는 것도 방지할 수 있다.
또한, 기판 수납 용기(1)는 금속성 부재를 사용하지 않는 밸브체(40, 50)를 구비하고 있으므로, 수납할 기판(W)에 금속 부식성의 잔류 물질이 있었다고 해도, 금속 부식의 문제가 일어나지 않아, 밸브체(40, 50)가 작동하지 않는 것 같은 일이 일어나기 어렵다.
또한, 탄성 밸브체(45, 55)를 교환하여, 밸브 플러그(46)의 위치를 바꿔 다는 것만으로, 급기 방향 또는 배기 방향으로 기체를 유통시킬 수 있고, 급기부(16)나 배기부(17)의 위치나 개수에 상관없이, 모든 기체의 급기 및 배기 루트에 대응할 수 있다.
실시형태의 밸브 플러그(46)는 탄성 밸브체(55)와 유지 부재(41) 사이에 협지되어 있다. 이로써, 탄성 밸브체(55)에 체결 캡(47)을 삽입하여, 유지 부재(41)에 장착함으로써, 밸브 플러그(46) 및 탄성 밸브체(55)를 고정시킬 수 있다.
실시형태의 밸브 플러그(46)는 탄성 밸브체(45)와 체결 캡(47) 사이에 협지되어 있다. 이로써, 체결 캡(47)을 탄성 밸브체(45)에 장착함으로써, 밸브 플러그(46) 및 탄성 밸브체(45)를 고정시킬 수 있다.
그리고, 밸브 플러그(46)의 개구부(464) 및 체결 캡(47)의 통기 개구(475)도 제1 통로(458)에 연결되는 점에서, 특허청구의 범위에 기재된 「제1 통로」에 상당하고, 통기공(416)도 제2 통로(459)에 연결되는 점에서, 특허청구의 범위에 기재된 「제2 통로」에 상당한다고 할 수 있다.
실시형태의 밸브 개구(454)는, 제1 통로(458)에 양압이 가해지면 변형되어, 간극을 형성함으로써, 용기 본체(10)에 대한 기체의 유통을 가능하게 하거나, 혹은, 제2 통로(459)에 양압이 가해지면 변형되어, 간극을 형성함으로써, 용기 본체(10)에 대한 상기 기체의 유통을 가능하게 하는 것이다. 이로써, 예를 들면, 밸브체(40, 50)의 일방측으로부터 기체가 도입되어 양압으로 되고, 소정의 압력값으로 되면, 탄성 밸브체(45, 55)의 밸브 개구(454)가 팽창하고, 도입된 기체는 밸브체(40, 50)의 타방측으로 공급되게 된다.
실시형태의 밸브체(40, 50)는 기체를 여과하는 필터(43)를 가지고, 유지 부재(41)는 필터(43)를 유지하고 있다. 이로써, 밸브체(40, 50)를 통과하는 기체를 여과할 수 있다. 또한, 필터(43)를, 유지 부재(41){의 구획 리브(413)}와 용기 본체(10){의 통기 리브(19)} 사이에 협지함으로써, 필터(43)의 탈락을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상술했지만, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 각종 변형, 변경이 가능하다.
(변형예)
상기 실시형태에 있어서, 유지 부재(41)의 제1 통부(411)와 제2 통부(412)는, 기존의 기판 수납 용기(1)와 급기·배기 노즐을 구비하는 로드 포트와의 위치결정 관계에 적합하도록, 편심되어 있었지만, 예를 들면 상기 특허문헌 3에 기재된 종래의 밸브체에 보여지는 바와 같이 동심이어도 된다. 또한, 이 종래의 밸브체의 구조에 있어서, 탄성체의 슬릿{탄성 밸브체(45)의 밸브 개구(454)에 상당}에, 실시형태의 밸브 플러그(46)를 삽입하도록 구성해도 된다.
상기 실시형태에 있어서, 탄성 밸브체(45)의 밸브부(453)는, 2개의 밸브 개구(454)가 직교한 십자형이어도 된다. 이 경우, 밸브 플러그(46)의 실링판부(463)도 단면이 십자형으로 되도록 형성하면 된다.
혹은, 상기 실시형태에 있어서, 밸브체(40, 50)는 밸브 플러그(46)를 가지지 않는 것이어도 된다. 이 경우, 탄성 밸브체(45, 55)의 밸브 개구(454)는 자체의 탄성력으로 통상 시에는 폐쇄되도록 형성되는 것이며, 제1 통로(458)에 양압이 가해지고, 밸브 개구(454)의 탄성력을 초과하면, 밸브 개구(454)가 변형되어, 간극을 형성함으로써, 용기 본체(10)에 대한 기체의 유통을 가능하게 하거나, 혹은, 제2 통로(459)에 양압이 가해지면 변형되어, 간극을 형성함으로써, 용기 본체(10)에 대한 기체의 유통을 가능하게 하는 것으로 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서, 필터(43)는 밸브체(40, 50)와는 별도로, 기체 공급원으로부터, 용기 본체(10)의 내부의 기체 방출구까지의 기체 유로 중에 배치해도 된다.
상기 실시형태 등에서는, 밸브체(40, 50)는 용기 본체(10) 및 덮개체(20) 중 적어도 한쪽에 형성된 관통공(18)에 장착되도록 구성되었으나, 상기 특허문헌 3에 기재된 밸브체와 같이, 용기 본체(10) 등에 설치된 기체 유로(배관), 예를 들면 급기부(16) 또는 배기부(17) 중 적어도 한쪽에 연통하는 기체 유로의 도중에 장착되도록 구성되어도 된다.
1: 기판 수납 용기
10: 용기 본체, 11: 개구, 12: 실링면, 13: 지지체, 14: 로보틱 플랜지, 15: 매뉴얼 핸들, 16: 급기부, 17: 배기부, 18: 관통공, 19: 통기 리브
20: 덮개체, 21: 장착홈, 22: 볼록부
30: 개스킷
40, 50: 밸브체
41: 유지 부재, 411: 제1 통부, 412: 제2 통부, 413: 구획 리브, 414: 링 홈, 415: 지지축, 416: 통기공, 417: 수납공, 418: 끼워맞춤 구멍
42: 씰링
43: 필터
44: 핸들, 441: 본체부, 442: 베어링, 442a: 축공, 443: 돌출편
45, 55: 탄성 밸브체, 451: 끼워맞춤 몸통부, 452: 통형부, 453, 553: 밸브부, 454: 밸브 개구, 455: 플랜지부, 456: 통기 개구, 457: 위치결정 볼록부, 458: 제1 통로, 459: 제2 통로
46: 밸브 플러그, 461: 기부, 462: 각부, 463: 실링판부, 464: 개구부, 465: 면취부
47: 체결 캡, 471: 원환부, 472: 걸림 클로우, 473: 각부, 474: 보강 리브, 475: 통기 개구
W: 기판

Claims (3)

  1. 기판을 수납하는 용기 본체;
    상기 용기 본체의 개구를 폐지하는 덮개체; 및
    상기 용기 본체에 대한 기체의 유통을 제어하는 밸브체;를 구비하는 기판 수납 용기로서,
    상기 밸브체는,
    상기 용기 본체의 외부에 연통(連通)하는 제1 통로와, 상기 용기 본체의 내부에 연통하는 제2 통로를 연통시키는 밸브 개구를 가지는 탄성 밸브체와,
    상기 탄성 밸브체를 유지하는 유지 부재와,
    상기 탄성 밸브체에 삽입됨으로써, 상기 탄성 밸브체를 상기 유지 부재에 고정시키는 체결 캡을 가지고,
    상기 밸브 개구는, 상기 탄성 밸브체의 탄성력에 의해 밀착하여 폐쇄되어 있는,
    기판 수납 용기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 개구는,
    상기 제1 통로에 양압(陽壓)이 가해지면 변형되어, 간극을 형성함으로써, 상기 용기 본체에 대한 상기 기체의 유통을 가능하게 하거나, 혹은,
    상기 제2 통로에 양압이 가해지면 변형되어, 간극을 형성함으로써, 상기 용기 본체에 대한 상기 기체의 유통을 가능하게 하는, 기판 수납 용기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 밸브체는, 상기 기체를 여과하는 필터를 가지고,
    상기 유지 부재는, 상기 필터를 유지하는, 기판 수납 용기.
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