KR20230165336A - 기판 수납 용기 - Google Patents

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KR20230165336A
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KR1020237038231A
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오사무 오가와
세이야 나카라이
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신에츠 폴리머 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 기판(W)을 수납 가능한 용기 본체와, 용기 본체의 개구를 폐쇄하는 커버체(20)와, 커버체(20)에 장착된 리테이너(50)와, 리테이너(50)에 형성되고, 용기 본체에서 기판(W)을 협지하여 유지하는 좌우 한 쌍의 기판 지지부(55)를 구비하는 기판 수납 용기로서, 기판 지지부(55)가, 커버체(20)의 폐쇄 방향에 직교하는 상하 방향으로부터의 단면에서 볼 때 원호형상인 것이다. 또한, 기판 지지부(55)는, 상하 양단으로부터 세워져 설치된 한 쌍의 기판 가이드부(56)에서, U자형의 슬롯을 형성하고 있다. 이로써, 기판의 두께가 상이해도, 안정적으로 유지할 수 있는 기판 수납 용기를 제공할 수 있다.

Description

기판 수납 용기
본 발명은, 기판을 지지하는 리테이너(retainer)를 구비한 기판 수납 용기에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 기판을 수납하는 기판 수납 용기는, 예를 들면, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 도시된 바와 같이, 복수의 기판을 수납 가능한 용기 본체와, 용기 본체의 개구를 폐쇄하는 커버체를 구비하고 있다.
커버체에는, 기판을 지지하는 리테이너가 장착되어 있고, 기판 수납 용기는, 리테이너와 용기 본체에 설치된 지지체 사이에 기판을 협지하여, 지지하고 있다. 이 리테이너는, 단면에서 볼 때 V자형의 기판 지지부를 가지고 있고, 기판은 V자의 바닥부로 유도되고 있다(특허문헌 1의 도 10 및 특허문헌 2의 도 13 참조).
국제공개 제2009/131016호 일본공개특허 제2008-153434호 공보
그러나, 최근, 기판의 종류나 두께가 다양화하고, 또한, 복수 장의 기판을 접합한 것(스택 기판)도 존재하고, 기판의 두께에 따른 리테이너를 장착한 것을 사용하지 않으면, 기판을 적절하게 유지할 수 없고, 기판의 유지성이 나빠지고, 진동이나 충격 등으로 긁히거나, 손상되거나, 혹은 균열이 생기는 경우가 있었다.
또한, V자형의 기판 지지부로 두꺼운 기판 등을 유지하는 경우, 기판을 가장 안쪽부의 V자의 경사면에서 균등하게 유지할 수 없고, 기판이 수평 방향에 대하여 경사진 상태로 유지함으로써, 기판에 비틀림력이 작용하여, 기판에 균열이 생기는 경우가 있었다.
이에, 본 발명은 이상의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 기판의 두께가 상이해도, 안정적으로 유지할 수 있는 기판 수납 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명에 따른 하나의 태양은, 기판을 수납 가능한 용기 본체와, 상기 용기 본체의 개구를 폐쇄하는 커버체와, 상기 커버체에 장착된 리테이너와, 상기 리테이너에 형성되고, 상기 용기 본체에서 상기 기판을 협지하여 유지하는 좌우 한 쌍의 기판 지지부를 구비하는 기판 수납 용기로서, 상기 기판 지지부가, 상기 커버체의 폐쇄 방향에 직교하는 상하 방향으로부터의 단면에서 볼 때로 원호 형상인 것이다.
(2) 상기 (1) 태양에 있어서, 상기 커버체의 폐쇄 동작에 의해, 최초로 상기 기판이 상기 기판 지지부에 접촉하는 제1 접촉 위치와, 상기 커버체의 폐쇄 완료에 의해, 상기 기판이 상기 기판 지지부에서 유지되는 유지 접촉 위치와의 차이가, 1.0mm 이하라도 된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2) 태양에 있어서, 상기 기판 지지부는, 상하 양단으로부터 세워져 설치된 한 쌍의 기판 가이드부에서, U자형의 슬롯을 형성해도 된다.
(4) 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나의 태양에 있어서, 상기 리테이너는, 상기 기판 지지부가 형성된 암을 가지고, 상기 암은, 상기 기판을 유지하는 유지력을 조정 가능한 유지력 조정부를 포함해도 된다.
(5) 상기 (4) 태양에 있어서, 상기 유지력은, 0.15N 이상 10N 이하라도 된다.
(6) 상기 (1)∼(5) 중 어느 하나의 태양에 있어서, 상기 리테이너는, 상기 기판 지지부가 형성된 암을 가지고, 상기 암은, 상기 커버체에 접촉 가능한 접촉 베이스부를 가지고, 상기 접촉 베이스부가 상기 커버체에 접촉함으로써, 스프링상수가 변화되어도 된다.
(7) 상기 (1)∼(6) 중 어느 하나의 태양에 있어서, 상기 리테이너는, 상기 커버체에 장착되는 베이스 프레임을 가지고, 상기 베이스 프레임은, 개구공(開口孔)이 형성되어도 된다.
(8) 상기 (1)∼(7) 중 어느 하나의 태양에 있어서, 상기 리테이너는, 상기 커버체에 장착되는 베이스 프레임을 가지고, 상기 베이스 프레임은, 상기 기판의 상하 방향에 대한 이동을 규제하는 규제 돌출부가 형성되어도 된다.
(9) 상기 (1)∼(8) 중 어느 하나의 태양에 있어서, 상기 리테이너는, 장착 시의 상하 방향 또는 상기 리테이너 자체의 사양을 식별 가능한 오장착 방지 돌기가 형성되어도 된다.
(10) 상기 (4) 또는 (5) 태양에 있어서, 상기 유지력 조정부는, 리브(rib)의 길이를 0.6mm 이상 19mm 이하의 범위에서 변경함으로써 유지력을 조정하는 것이며,
상기 유지력은, 상기 기판을 유지했을 때의 상기 기판 지지부의 변위량이 1mm 이상 4mm 이하의 범위에 있어서, 하기 식(1)을 만족시키면 된다.
식(1) 0.15X≤Y≤2.5X
다만, Y는 유지력(N), X는 기판 지지부의 변위량(mm)이다.
본 발명에 의하면, 기판의 두께가 상이해도, 안정적으로 유지할 수 있는 기판 수납 용기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시형태의 기판 수납 용기를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 실시형태의 기판 수납 용기에 사용되는 커버체 및 리테이너를 나타낸 정면도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 실시형태의 기판 수납 용기에 사용되는 커버체 및 리테이너를 나타내는 부분 단면도이다.
도 3a는 리테이너를 나타내는 평면도이다.
도 3b는 리테이너를 나타내는 측면도이다.
도 3c는 리테이너를 나타내는 저면도이다.
도 3d는 리테이너를 나타낸 A-A선으로 절단한 확대 단면도이다.
도 3e는 리테이너를 나타낸 B-B선으로 절단한 확대 단면도이다.
도 3f는 리테이너를 나타낸 C-C선으로 절단한 확대 단면도이다.
도 4는 유지력 조정부의 두께를 변경한 암을 나타내는 단면도이다.
도 5a는 말단에 설편부(舌片部)를 가지는 암을 나타내는 평면도이다.
도 5b는 말단에 설편부를 가지는 암을 나타내는 단면도이다.
도 6은 유지력 조정부로서의 리브를 가지는 암을 나타내는 단면도이다.
도 7은 개구공을 가지는 베이스 프레임을 나타낸 평면도이다.
도 8은 규제 돌출부를 가지는 베이스 프레임을 나타내는 평면도이다.
도 9a는 기판과 기판 지지부와의 접촉 상태를 나타낸 개략도이다.
도 9b는 기판과 기판 지지부와의 접촉 위치의 궤적을 나타내는 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본명세서의 실시형태에 있어서는, 전체를 통하여, 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 실시형태의 기판 수납 용기(1)를 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는, 본 발명에 따른 실시형태의 기판 수납 용기(1)에 사용되는 커버체(20) 및 리테이너(50)를 나타낸 것이며, 도 2a는 정면도이며, 도 2b는 부분 단면도이다. 기판 수납 용기(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수 장(예를 들면, 25장)의 기판(W)을 수납 가능한 것이며, 용기 본체(10)와, 커버체(20)를 구비하고 있다.
용기 본체(10)는, 정면의 개구를 제외한 면을, 각각 천정면, 바닥면, 좌측면, 우측면, 및 배면으로 하는 상자형이며, 소위 프론트 오프 박스 타입이다. 그리고, 정면 개구와 배면을 연결하는 방향을 「전후」방향으로 하고, 좌측면과 우측면을 연결하는 방향을 「좌우」방향 또는 「수평」방향으로 하고, 천정면과 바닥면을 연결하는 방향을 「상하」방향으로 한다.
또한, 용기 본체(10)는, 기판(W)을 지지하는 복수의 지지체(11)를 좌측면 및 우측면에 가지고 있다. 지지체(11)는, 기판 수납 용기(1)에 수납되는 기판(W)의 최대 개수에 대응하여, 상하 방향으로 등간격으로 동일한 수의 선반 상에 형성되어 있고, 동일한 높이 위치에 설치된 좌우 한 쌍의 지지체(11)로 동일한 기판(W)을 지지함으로써, 용기 본체(10)의 내부에서 기판(W)이 수평 상태로 수납되고 있다.
여기서, 기판 수납 용기(1)에 수납되는 기판(W)은, 예를 들면, 직경 200mm(8인치)나 300mm(12인치)의 규소, 석영, 갈륨/비소, 그 외의 재료로 형성된 다양한 두께를 가지거나, 접합되어진 반도체용 웨이퍼나 마스크 유리이다. 그리고, 기판(W)의 주위 에지부에는, 노치나 오리엔테이션 플랫이 형성되어 있어도 된다.
한편, 커버체(20)는, 용기 본체(10)의 개구를 폐쇄하는 것이며, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 트레이형의 도어 본체(21)와, 도어 본체(21)를 덮는 도어 커버(25)(도 1 참조)를 가지고 있다. 도어 본체(21)와 도어 커버(25) 사이에는, 커버체(20)를 용기 본체(10)에 착탈 가능하게 고정하는 잠금 기구(機構)(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
도어 본체(21)는, 후술하는 리테이너(50)를 장착하고 고정하는 고정 오목부(22)가, 중앙을 움푹 들어가게 해서 형성되어 있다(도 2b 참조). 고정 오목부(22)는, 복수(예를 들면, 좌우 합계 10개)의 걸어맞춤부(23)를 좌우 내면에 가지고 있다.
또한, 도어 본체(21)는, 기판 수납 용기(1)의 기밀성을 유지하기 위하여, 개스킷(30)이 설치되어 있다. 이 개스킷(30)의 재료로서는, 폴리에스테르계의 엘라스토머, 폴리올레핀계의 엘라스토머, 불소계의 엘라스토머, 우레탄계의 엘라스토머 등으로 이루어지는 열가소성의 엘라스토머, 불소 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 실리콘계의 고무 등의 탄성재를 사용할 수 있다.
그리고, 용기 본체(10) 및 커버체(20)는, 예를 들면, 폴리카보네이트, 시클로올레핀 폴리머, 폴리프로필렌, 폴리에테르이미드, 폴리에테르케톤, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아세탈, 액정 폴리머 등의 열가능성 수지나 이들의 합금 등을 성형재료로서 사출 성형되어 있다. 그리고, 성형재료에는, 필요에 따라 대전(帶電)방지제, 도전성 첨가물, 자외선흡수제, 산화방지제 등이 첨가되어도 된다.
다음으로, 리테이너(50)에 대하여 설명한다. 도 3은, 리테이너(50)를 나타낸 것이며, 도 3a는 평면도이며, 도 3b는 측면도이며, 도 3c는 저면도이다. 또한, 도 3d는 A-A선으로 절단한 확대 단면도이며, 도 3e는 B-B선으로 절단한 확대 단면도이며, 도 3f는 C-C선으로 절단한 확대 단면도이다.
리테이너(50)는, 커버체(20)로 용기 본체(10)를 닫았을 때, 용기 본체(10)의 지지체(11)와 함께 기판(W)을 전후 방향으로 협지하여 유지하는 것이며, 전술한 바와 같이, 커버체(20)에 착탈 가능하게 장착되어 있다.
이 리테이너(50)는, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 상변(511), 하변(512), 좌변(513) 및 우변(514)으로 이루어지는 직사각형 프레임형의 베이스 프레임(51)과, 좌변(513) 및 우변(514)으로부터 내측을 향하여 연장된 좌우 한 쌍의 암(52)으로 형성되어 있다.
베이스 프레임(51)은, 좌변(513) 및 우변(514)의 외측에, 복수(예를 들면, 10개)의 피걸어맞춤부(57)를 가지고 있고(도 3b 참조), 이 피걸어맞춤부(57)는, 커버체(20)의 도어 본체(21)의 걸어맞춤부(23)에 걸어맞추어진다.
또한, 베이스 프레임(51)은, 좌변(513) 및 우변(514)의 외측에, 적어도 1mm 이상 돌출하는 복수(예를 들면, 8개)의 위치 결정 돌기(58)도 가지고 있고, 이 위치 결정 돌기(58)는, 커버체(20)의 고정 오목부(22)의 내측면와 맞닿아, 위치 결정을 행한다. 그리고, 위치 결정 돌기(58)는, 좌변(513) 및 우변(514) 외에, 상변(511) 및 하변(512)에 형성되어도 되고, 반대로, 위치 결정 돌기(58)를 가지지 않고, 베이스 프레임(51)의 측주면(側周面)이 직접, 고정 오목부(22)의 내측면과 맞닿아도 된다.
이와 같이, 리테이너(50)는, 위치 결정 돌기(58) 혹은 베이스 프레임(51)의 측주면에 의해, 커버체(20)의 고정 오목부(22)에 대한 위치 결정이 행해지고, 또한, 걸어맞춤부(23)와 피걸어맞춤부(57)에 의해, 커버체(20)에 착탈 가능하게 고정되도록 되어 있다.
또한, 베이스 프레임(51)은, 좌변(513) 및 우변(514)의 이면(裏面)(커버체(20)의 도어 본체(21)에 대면하는 면)에, 적어도 1mm 이상 돌출하는 복수(예를 들면, 50개)의 스페이서 돌기(59)를 가지고 있고(도 3b 참조), 이 스페이서 돌기(59)의 높이만큼, 커버체(20)로부터 리테이너(50)를 뜨게 한 상태(간극을 가지는 상태)로 하고 있다(도 2b 참조).
한편, 암(52)은, 기판 수납 용기(1)가 수납 가능한 기판(W)의 개수와 동일한 개수로, 복수 단(段)에 수납된 각각의 단의 기판(W)에 대응한 높이 위치에 설치되어 있다. 예를 들면, 25장의 기판(W)을 수납할 경우, 암(52)은, 좌측 25열 및 우측 25열의 소정 피치로 형성되게 된다. 그리고, 암(52)은, 좌열과 우열로 좌우 대칭이므로, 이하 1개의 암(52)에 대하여 설명한다.
또한, 각 암(52)은, 기판(W)을 압압(押壓)하여 유지하는 유지력을 조정 가능한 유지력 조정부(54)가, 기단으로부터 선단까지의 부분에 설치되어 있다. 이 유지력 조정부(54)는, 본 실시형태에서는, 기단으로부터 선단을 향하여 두께가 얇아지는 형상, 즉 두께 조정에 의해 구성되어 있다(도 3c 및 3d 참조). 그리고, 유지력 조정부(54)의 두께는, 0.5mm∼1.5mm 정도이면 된다.
이 유지력 조정부(54)에 의해, 암(52)의 스프링상수(k)가, 0.15N/mm 이상 2.5N/mm이 되는 것이 바람직하다. 이로써, 각 암(52)에 의한 유지력은, 0.15N(15gf) 이상 10.0N(1020gf) 이하의 범위에서 각각 조정할 수 있게 된다. 예를 들면, 직경 300mm의 기판(W)이라면, 각 암(52)에 의한 유지력(기준값)을 3N (294gf) 정도로 하면 된다(좌우 한 쌍의 암(52)에서는, 합계 6N의 유지력이 됨). 그리고, 암(52)의 유지력은, 후술하는 기판 지지부(55)를 무부하 시로부터 2.5mm 구부렸을 때의 것으로 한다.
여기서, 유지력 조정부(54)의 두께를 얇게 변경한 구체예를 나타낸다. 도 4은, 유지력 조정부(54)의 두께를 변경한 암(52)을 나타내는 단면도이다. 도 4에서의 일점쇄선은 변경 전의 두께이며, 실선은 변경 후의 두께이다.
이와 같이 유지력 조정부(54)의 두께를 변경함으로써, 표준사양이나 고하중사양(저하중사양) 등의 리테이너(50)를 용도에 따라 준비할 수 있다. 그리고, 유지력 조정부(54)는 두께 이외의 치수(폭이나 전체 형상)를 조정하는 것에 의해서도, 유지력을 다양한 값으로 변화시키는(상이하게 하는) 것이 가능하다. 예를 들면, 평면에서 볼 때, 암(52)의 전체를 선단측(후술하는 기판 지지부(55)의 바로 앞)을 향하여 서서히 가늘어지는 형상으로 하고, 암(52)의 선단측의 단면적(폭×두께)이, 베이스 프레임(51)의 베이스측의 단면적보다, 30% 이상 작아지도록 해도 된다. 이 때, 암(52)의 폭은, 2.5mm∼4mm 정도이면 된다.
또한, 유지력 조정부(54)는, 표준사양이나 고하중사양 등 상이한 리테이너(50)별로 변경해도 되지만, 동일한 리테이너(50) 내에 있어서, 각각의 단의 암(52)별로 변화시켜도 된다. 예를 들면, 리테이너(50)를 성형하는 사출 금형에 있어서, 게이트 위치로부터의 위치에 의해 성형재료의 유동의 용이성이 상이한 등의 이유로, 각각의 단의 암(52)의 치수에 편차가 생기는 경우가 있다. 이 때문에, 결과적으로 유지력이 상이하게 되는 경우가 있지만, 이 유지력 조정부(54)를 이용하여, 각각의 단의 암(52)을 균일한 유지력이 되도록 할 수도 있다.
그리고, 각각의 단의 암(52)의 유지력을 조정한 경우, 커버체(20)에 리테이너(50)를 상하 반대 방향으로 장착하면, 의도한 유지력과 상이하거나, 기판(W)과 기판 지지부(55) 상하 방향의 접촉 위치가 설계값과 상이한 경우가 있으므로(최악의 경우, 이웃하는 기판 지지부(55)끼리의 사이에 기판(W)이 위치하고, 유지할 수없을 경우가 발생함), 리테이너(50)의 상하를 잘못 장착하지 않도록, 문자·기호(예를 들면, 「위」,「↑」 등)를, 베이스 프레임(51)에 각인하거나, 혹은, 커버체(20)에 장착 불가능하게 되도록 베이스 프레임(51)에 하나 또는 복수의 오장착 방지 돌기(51A)를 설치하거나 해도 된다.
또한, 표준사양이나 고하중사양 등 상이한 리테이너(50)의 오장착을 방지하기 위하여, 이 오장착 방지 돌기(51A)에, 문자·기호(예를 들면, 「H」, 「L」 등)를 각인하거나(도 3a에 있어서, 삼각형상의 오장착 방지 돌기(51A)에 고하중사양을 나타내는 「H」를 각인하고 있음), 혹은, 오장착 방지 돌기(51A)의 근방에, 별도의 식별 돌기(도시하지 않음)를, 오장착 방지 돌기(51A)의 외관형상과는 상이한 외관형상으로 설치하고, 식별 돌기의 유무나 외관 형상에 의해, 리테이너(50)의 사양을 구별하거나 할 수 있도록로 해도 된다. 그리고, 이 경우에, 식별 돌기는, 제2 오장착 방지 돌기(51A)라고 할 수도 있다.
다시 도 3으로 되돌아가서, 암(52)은, 또한 선단에 기판(W)에 접촉하여 지지하는 기판 지지부(55)와, 기판(W) 상하 방향의 위치어긋남을 가이드하는 기판 가이드부(56)를 가지고 있다.
기판 지지부(55)는, 기판(W)의 측면(단면)에 접촉하여 지지하는 것이며, 접촉된 기판(W)에 압압됨으로써, 암(52) 전체를 탄성 변형시키도록 되어 있다. 이 기판 지지부(55)(의 지지면)는, 커버체(20)의 폐쇄 방향에 직교하는 상하 방향으로부터의 단면에서 볼 때에 원호형상(반원형상)으로 형성되어 있다(도 3d 참조). 그리고, 기판 지지부(55)의 곡률반경은, 2.0mm 이상 4.0mm 이하이면 된다.
한편, 기판 가이드부(56)는, 반원통형의 기판 지지부(55)의 상하 양단으로부터 세워져 설치되어 있는 것이며(도 3e 참조), 기판(W) 상하 방향의 위치어긋남을 규제(방지)하는 가이드로서 기능한다. 상하 한 쌍의 기판 가이드부(56)는, 커버체(20)의 폐쇄 방향에 직교하는 상하 방향으로부터의 단면에서 볼 때에 원호형상(반원형상)이며, 기판 지지부(55)보다 용기 본체(10) 측으로 돌출하고 있다(도 3d 참조).
이와 같이, 기판 지지부(55) 및 상하 한 쌍의 기판 가이드부(56)는, 좌우 방향으로부터의 측면에서 볼 때서 기판 지지부(55)를 바닥부로 하는 U( 또는 コ)자형의 슬롯을 구성하고 있다. 그리고, 기판 지지부(55)의 상하 방향의 길이, 즉 기판 가이드부(56)끼리의 간격은, 기판 수납 용기(1)가 수납하는 기판(W)의 수납 가능 개수나 수납 피치, 기판(W)의 두께에도 의존하지만, 5mm 이상인 것이 바람직하다.
이러한 구성을 가지는 리테이너(50)는, 폴리카보네이트, 시클로올레핀 폴리머, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 폴리에테르에테르케톤, 액정 폴리머나, 이들의 합금재, 열가소성 엘라스토머 등을 성형재료로 하여 형성되어 있다. 그리고, 리테이너를 형성하는 성형재료에도, 용기 본체 및 커버체와 마찬가지로, 필요에 따라 대전방지제, 도전성 첨가물, 자외선흡수제, 산화방지제 등이 첨가되어도 된다.
그런데, 전술한 바와 같이, 사출 금형에 있어서, 게이트 위치로부터 위치에 따라 성형재료의 유동의 용이성이 상이한 등에 의해, 반원통형의 기판 지지부(55)의 형상이 설계대로 되어 있지 않거나(허용 범위 내에 들어가지 않거나), 변형이나 패임 등의 성형 불량이 발생하거나, 이형 불량이 발생하거나 하는 경우가 있다. 이에, 도 5a, 5b에 나타낸 바와 같이, 기판 지지부(55)의 선단에, 설편부(55a)를 설치하여, 기판 지지부(55)가 유로(流路)의 말단이 되지 않도록 하거나, 기판 지지부(55)의 지지면의 반대면을 오목형으로 하여 두꺼워지는 것을 방지하거나 하여, 성형성을 확보·향상시켜도 된다. 그리고, 도 5는, 말단에 설편부(55a)를 가지는 암(52)을 나타낸 것이며, 도 5a는 평면도이며, 도 5b는 단면도이다.
마지막으로, 기판(W)을 커버체(20)의 리테이너(50)와 용기 본체(10)의 지지체(11)로 협지하여 유지한 상태에 대하여 설명한다. 도 9a는, 기판(W)과 기판 지지부(55)와의 접촉 상태를 나타낸 개략도이다. 그리고, 도 9a에 있어서, 상단(上段)(A)은 종래의 V자형의 기판 지지부를, 하단(下段)(B)은 실시형태의 기판 지지부(55)를 나타내고, 또한 좌측(1)으로부터 우측(3)을 향하여, 변위량(압입량)을 0mm, 2.5mm, 3.5mm로 변화시켰을 때의, 기판(W)과의 접점을 파선(破線)으로 나타낸 것이다.
도 9b는, 기판(W)과 기판 지지부(55)와의 접촉 위치의 궤적을 나타내는 개략도이다. 그리고, 도 9b에 있어서, 종래품의 V자형의 기판 지지부를, 파선으로 나타내고 있다. 또한, 변위량(압입량)을 0mm, 2.5mm, 5.0mm로 변화시켰을 때의, 기판(W)을, (1)의 실선, (2) 및 (3)의 일점쇄선으로 나타내고, (1')의 일점쇄선은, 종래품의 기판 지지부에 접촉하는, 변위량을 0mm의 기판(W)을 나타내고 있다.
커버체(20)의 폐쇄 동작에 의해, 커버체(20)를 용기 본체(10)를 향하여 밀어넣고, 기판(W)이 리테이너(50)의 좌우 한 쌍의 기판 지지부(55)에 접촉하면, 각 암(52)은, 기판(W)으로부터의 반력에 의해 압압되고, 변형하기(휘기) 시작하고, 그리고, 암(52)이 소정의 위치까지 변형하면, 용기 본체(10)의 지지체(11)와 기판 지지부(55) 사이에서 기판(W)을 협지하여 유지하게 된다.
이 기판(W)과 기판 지지부(55)와의 접촉 상태, 즉 접촉 위치의 궤적을 도면으로 표현하면, 도 9b에 나타낸 바와 같이 된다. 여기서, 기판(W)이 최초로 기판 지지부(55)에 접촉하는 접촉 위치를 제1 접촉 위치(C1)로 하고, 커버체(20)의 폐쇄 완료에 의해, 기판 지지부(55)가 2.5mm 압입량일 때, 기판(W)이 기판 지지부(55)로 유지되는 접촉 위치를 유지 접촉 위치(C2)로 하면, 제1 접촉 위치(C1)와 유지 접촉 위치(C2)와의 좌우 방향의 차이가 1.0mm 이하이면 되고, 바람직하게는 0.5mm 이하이면 된다. 이 때, 암(52)은, 기판 지지부(55)보다 외측에 위치하는 베이스부를 지점(支點)으로 휘고, 암(52)의 연장 방향이 커버체(20)의 폐쇄 방향에 대하여 직교하는 좌우 방향에 일치하게 된다.
그리고, 본 실시형태에서는, 기판 지지부(55)가 2.5mm 압입량일 때는, 제1 접촉 위치(C1)와 유지 접촉 위치(C2)와의 차이가, 0.46mm이며, 기판 지지부(55)가 5.0mm 압입량일 때는, 제1 접촉 위치(C1)와 유지 접촉 위치(C3)와의 차이가 0.66mm이다. 한편 종래품에서는, 제1 접촉 위치(C1')와 유지 접촉 위치(C2')와의 차이가 0.75mm이며, 제1 접촉 위치(C1')와 유지 접촉 위치(C3')와의 차이가 1.57mm이다.
도 9a 및 도 9b에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 기판 지지부(55)의 경우, 접촉점은 크게 이동하지 않으므로, 기판(W)을 안정적으로 유지할 수 있다고 할 수 있고, 기판(W)은 거의 마찰되지 않는다. 한편, V자형을 한 종래품의 경우, 접촉점은 크게 이동하고 있으므로, 기판(W)을 안정적으로 유지할 수 있다고는 할 수 없으며, 기판(W)은 마찰되게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시형태의 기판 수납 용기(1)는, 기판(W)을 수납 가능한 용기 본체(10)와, 용기 본체(10)의 개구를 폐쇄하는 커버체(20)와, 커버체(20)에 장착된 리테이너(50)와, 리테이너(50)에 형성되고, 용기 본체(10)에서 기판(W)을 협지하여 유지하는 좌우 한 쌍의 기판 지지부(55)를 구비하는 기판 수납 용기(1)로서, 기판 지지부(55)가, 커버체(20)의 폐쇄 방향에 직교하는 상하 방향으로부터의 단면에서 볼 때 원호형상인 것이다.
이로써, 커버체(20)로 용기 본체(10)를 폐쇄하여 기판(W)을 유지할 때, 기판(W)으로부터의 반력에 의한 압압을 받아서 암이 탄성 변형되어 변위하지만, 변위량(압입량)이 상이해도 기판 지지부(55)와 기판(W)과의 접촉 위치(접촉점)가 크게 어긋나지 않고, 기판(W)을 안정된 위치 및 유지력으로 유지할 수 있다. 또한, 기판(W)을 적절한 협지력으로 유지할 수 있으므로, 진동이나 충격을 흡수할 수 있고, 기판(W)의 손상을 경감시킬 수 있다.
또한, 커버체(20)의 폐쇄 동작에 의해, 최초로 기판(W)이 기판 지지부(55)에 접촉하는 제1 접촉 위치(C1)와, 커버체(20)의 폐쇄 완료에 의해, 기판(W)이 기판 지지부(55)로 유지되는 유지 접촉 위치(C2)와의 차이를, 1.0mm 이하로 할 수 있다.
실시형태의 기판 지지부(55)는, 상하 양단으로부터 세워져 설치된 한 쌍의 기판 가이드부(56)에서, U자형의 슬롯을 형성하고 있다. 이로써, 스택 기판과 같은 두꺼운 것이라도, 기판(W)의 두께보다 큰(높이가 있는) 기판 지지부(55)로 지지할 수 있고, 또한, 상하로 기판 가이드부(56)가 위치하므로, 과도한 상하 이동을 규제할 수 있으므로, 기판(W)을 안정적으로 유지할 수 있다.
실시형태의 암(52)은, 기판(W)을 유지하는 유지력을 조정 가능한 유지력 조정부(54)를 포함하고 있다. 이로써, 암(52)의 설계의 자유도를 높일 수 있고, 유지력을 0.15N 이상 10N 이하로 할 수 있다.
실시형태의 리테이너(50)는, 오장착 방지 돌기(51A) 및/또는 식별 돌기를 가진다. 이로써, 리테이너(50)의 상하 방향이나 하중사양을 작업자가 식별할 수 있기 때문에, 커버체(20)로의 오장착을 방지할 수 있다. 또한, CCD카메라 등의 촬상장치를 구비한 로봇 등이, 용기 본체(10)로부터 분리한 커버체(20)를 촬상하여, 자동 인식(식별)함으로써, 기판(W)의 수납 전에 오장착을 발견시킬 수도 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상술했지만, 본 발명은 전술한 실시형태로 한정되지 않고, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형, 변경이 가능하다.
(변형예)
상기 실시형태의 리테이너(50)의 각 구성을 변형한 변형예에 대하여 설명한다. 그리고, 각종 변형예에 대해서는, 각각 독립적으로 적용 가능한 것이며, 조합하는 것도 가능하다. 또한, 상기 실시형태와 동일한 구성에 대해서는, 부호를 생략하는 경우가 있다.
도 6은, 유지력 조정부(154)로서의 리브를 가지는 암(152)을 나타내는 단면도이다.
변형예의 암(152)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 유지력 조정부(154)로서 리브(이후, 「리브(154)」라고 함)를 부가한 것이다.
리브(154)는, 두께를 변화시키지 않고, 길이를 변경함으로써, 유지력을 조정하면 된다. 예를 들면, 리브(154)의 길이(L)를 0.6mm 이상 19mm 이하의 범위에서 변경하고, 또한 기판(W)을 유지했을 때의 기판 지지부(55)의 변위량(X)을 1mm 이상 4mm 이하의 범위로 할 때, 유지력(Y)(N: 뉴턴)은, 하기 식(1)을 만족시키는 것이 바람직하다.
식(1) 0.15X≤Y≤2.50X
즉, 리브(154)의 길이(L)를 조정함으로써, 암(152)의 스프링상수(k)가, 0.15N/mm 이상 2.5N/mm가 되는 것이 바람직하다. 이 경우에도, 암(152)에 의한 유지력은, 0.15N(15gf) 이상 10.0N(1020gf) 이하의 범위에서 각각 조정할 수 있게 된다.
나아가서는, 리브(154)의 길이(L)를 8mm 이상 14mm 이하의 범위에서 변경하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 리브(154)의 길이(L)를 11mm로 하고, 스프링상수(k)를 1.2N/mm로 조정함으로써, 암(152)의 변위량(X)이 2.5mm일 때의 유지력을, 3N(294gf)으로 하면 된다.
또한, 리브(154)를 가지는 암(152)은, 암(152)이 충분히 휘었을 때, 도 6에서의 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 리브(154)이 커버체(20)에 접촉하게 된다. 이후, 리브(154)에서의 커버체(20)와의 접촉부를, 접촉 베이스부(153)라고 한다.
통상, 암(152)은, 암(152) 전체를 사용하여 휘는 구조이지만, 기판 수납 용기(1)의 운반·이송 중에 일어나는 강한 충격이 부가되는 비상 시에는, 커버체(20)(도어 본체(21))에 접촉 베이스부(153)가 접촉하므로, 암(152)이 변형하는 기점(지점)은, 좌변(513)과의 접속부로부터, 접촉 베이스부(153)로 이행하므로, 암(152)이 휘는 부분의 겉보기길이가 짧아져, 스프링하중 또는 스프링상수를 증가시킬 수 있다.
즉, 암(152)이 접촉 베이스부(153)를 가짐으로써, 스프링하중 또는 스프링상수를 증가시킬 수 있다. 그리고, 접촉 베이스부(153)는, 리브(154)의 선단 이외의 영역에 설치해도 되고, 혹은, 리브(154)와는 별도로 설치해도 되고, 또한 암(152)이 충분히 휘었을 때, 커버체(20)에 접촉하는 접촉 베이스부(153)만을 암(152)에 설치해도 된다.
도 7은, 개구공(1513a)을 가지는 베이스 프레임(151)을 나타내는 평면도이다. 베이스 프레임(151)은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 좌변(1513)(다만, 도시되지 않은 우변도 동일함)의 전장(全長)에 있어서 표리면(表裏面)을 관통하는 복수의 개구공(1513a)이 형성되어 있다. 이와 같이 개구공(1513a)을 설치함으로써, 전술한 스페이서 돌기(59)와 함께, 기판 수납 용기(1)의 세정 시에, 잔존 세정액이나 청정수 등의 액체가 남아 있지 않도록 배출할 수 있다.
도 8은, 규제 돌출부(2516)를 가지는 베이스 프레임(251)을 나타내는 평면도이다.
베이스 프레임(251)은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상변(2511)과 하변(도시하지 않음)을 연결하는 중간변(2515)을, 좌변(1513) 및 우변(1514) 사이에 가지고 있다.
이 중간변(2515)에는, 기판(W)의 상하 방향의 이동을 규제하는 복수의 규제 돌출부(2516)가 설치되어 있다. 다만, 규제 돌출부(2516)는, 특허문헌 1의 도 4과 같이 배치되어도 된다.
이 규제 돌출부(1516)는, 탄성 변형 가능한 암(52)의 선단에 설치된 기판 지지부(55)와 같은 동적(動的)으로 기판(W)을 지지하는 것이 아니며, 이웃하는 규제 돌출부(2516)와의 갭에 기판(W)을 삽입함으로써, 기판(W)을 고정적(정적(靜的))으로 협지하여, 위치어긋남을 규제할 수 있다. 그리고, 규제 돌출부(2516) 사이의 갭은, 기판 지지부(55) 및 기판 가이드부(56)로 형성되는 슬롯과 동일한 높이에 위치하고 있다.
1: 기판 수납 용기
10: 용기 본체
11: 지지체
20: 커버체
21: 도어 본체
22: 고정 오목부
23: 걸어맞춤부
25: 도어 커버
30: 개스킷
50: 리테이너
51: 베이스 프레임
511: 상변
512: 하변
513: 좌변
514: 우변
51A: 오장착 방지 돌기
52: 암
54: 유지력 조정부
55: 기판 지지부
55a: 설편부
56: 기판 가이드부
57: 피걸어맞춤부
58: 위치 결정 돌기
59: 스페이서 돌기
152: 암
153: 접촉 베이스부
154: 리브
151: 베이스 프레임
1513: 좌변
1513a: 개구공
251: 베이스 프레임
2511: 상변
2513: 좌변
2514: 우변
2515: 중간변
2516: 규제 돌출부
W: 기판

Claims (10)

  1. 기판을 수납 가능한 용기 본체;
    상기 용기 본체의 개구를 폐쇄하는 커버체;
    상기 커버체에 장착된 리테이너; 및
    상기 리테이너에 형성되고, 상기 용기 본체에서 상기 기판을 협지하여 유지하는 좌우 한 쌍의 기판 지지부;를 구비하는 기판 수납 용기로서,
    상기 기판 지지부가, 상기 커버체의 폐쇄 방향에 직교하는 상하 방향으로부터의 단면에서 볼 때 원호형상인,
    기판 수납 용기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버체의 폐쇄 동작에 의해, 최초로 상기 기판이 상기 기판 지지부에 접촉하는 제1 접촉 위치와, 상기 커버체의 폐쇄 완료에 의해, 상기 기판이 상기 기판 지지부에서 유지되는 유지 접촉 위치와의 차이가, 1.0mm 이하인,
    기판 수납 용기
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판 지지부는, 상하 양단(兩端)으로부터 세워져 설치된 한 쌍의 기판 가이드부에서, U자형의 슬롯을 형성하고 있는,
    기판 수납 용기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리테이너는, 상기 기판 지지부가 형성된 암을 가지고,
    상기 암은, 상기 기판을 유지하는 유지력을 조정 가능한 유지력 조정부를 포함하는,
    기판 수납 용기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유지력은, 0.15N 이상 10N 이하인,
    기판 수납 용기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리테이너는, 상기 기판 지지부가 형성된 암을 가지고,
    상기 암은, 상기 커버체에 접촉 가능한 접촉 베이스부를 가지고, 상기 접촉 베이스부가 상기 커버체에 접촉함으로써, 스프링상수가 변화하는,
    기판 수납 용기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리테이너는, 상기 커버체에 장착되는 베이스 프레임을 가지고,
    상기 베이스 프레임은, 개구공(開口孔)이 형성되어 있는,
    기판 수납 용기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리테이너는, 상기 커버체에 장착되는 베이스 프레임을 가지고,
    상기 베이스 프레임은, 상기 기판의 상하 방향에 대한 이동을 규제하는 규제 돌출부가 형성되어 있는,
    기판 수납 용기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리테이너는, 장착 시의 상하 방향 또는 상기 리테이너 자체의 사양을 식별 가능한 오장착 방지 돌기가 형성되어 있는,
    기판 수납 용기.
  10. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 유지력 조정부는, 리브(rib)의 길이를 0.6mm 이상 19mm 이하의 범위에서 변경함으로써 유지력을 조정하는 것이며,
    상기 유지력은, 상기 기판을 유지했을 때의 상기 기판 지지부의 변위량이 1mm 이상 4mm 이하의 범위에 있어서, 하기 식(1)을 만족시키는,
    기판 수납 용기:
    식(1) 0.15X≤Y≤ 2.5X
    다만, Y는 유지력(N), X는 기판 지지부의 변위량(mm)임.
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