(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、ボトムプレートと、前記ボトムプレートに載置される基板収納カセットと、前記基板収納カセットを被って前記ボトムプレート上に取り付けられるシェルと、前記シェルの天面に取り付けられたロボテックフランジとを備える基板収納容器であって、
前記シェルは、前記天面を除く周側面が円筒形状をなし、前記天面と反対側の端部が外方へ屈曲されることによって前記ボトムプレート上に載置されるフランジを備え、
前記天面は、外側に凸面となるドーム状の湾曲面で形成され、前記周側面とのコーナにＲ加工がなされ、
前記フランジは、前記シェルの周側面とのコーナにＲ加工がなされ、
前記ボトムプレートは、前記シェルのフランジが載置される面の内側において、前記シェルの天面と反対側の方向に凸面となるドーム状の湾曲面が形成され、
前記ボトムプレートとシェルが、それらによって形成される容器内を真空環境から大気圧の環境に変化させた際に、最大変形量が１ｍｍ以下となることを特徴とする基板収納容器。
【請求項２】
前記シェルおよび前記ボトムプレートのうち少なくとも一方は金属材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板収納容器。
【請求項３】
金属材料からなる前記シェルあるいは前記ボトムプレートは、表面処理が施されていることを特徴とする請求項２に記載の基板収納容器。
【請求項４】
前記ボトムプレートは、外部から操作されて前記シェルとの結合が図れる施錠機構と、前記シェルとの間に介在されるシールガスケットとを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板収納容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば半導体ウェーハ、マスクガラス、レチクル等のような精密加工基板（以下単に基板と記載する。）を収納し、輸送、搬送、保管に使用される基板収納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板収納容器は、開口を備え一又は複数の基板を水平状態で整列させて収納する容器本体と、この容器本体の開口をシール可能に閉鎖する蓋体とを備えて構成されている。
【０００３】
そして、基板収納容器の搬送は大気圧下のクリーンな環境下でなされ、また、基板収納容器の蓋体の開閉も、同様の環境下でなされ、自動機を用いて基板の収納あるいは取り出しがなされるようになっている。これに対して、基板収納容器から取り出された基板は、必要に応じて、減圧あるいは真空環境下で処理および加工が施されることがあった。
【０００４】
このため、たとえば下記特許文献１に開示されるように、基板の一連の処理において、いわゆるロードロック室を介して大気搬送ユニットと真空処理ユニットとが並設された装置を備えたものが知られている。大気搬送ユニットは、基板収納容器が搬送されるとともに基板の収納あるいは取り出しを行う手段を備えて構成され、真空処理ユニットは、基板収納容器から取り出された基板にたとえばプラズマＣＶＤ処理あるいはプラズマエッチング処理等を行うよう構成されている。
【０００５】
ここで、前記ロードロック室は、基板が大気搬送ユニットと真空処理ユニットとの間を移行する際の環境の急激な変化による不都合を回避するために備えられている。すなわち、基板を真空処理下で処理した後、直ちに、大気搬送ユニットにおける基板収納容器に収納する場合に、基板は、粒子あるいは水分の付着によって、酸化等に起因する劣化が生じ易くなってしまう不都合を生じるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２５１７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、基板の一連の処理において、減圧調整機構を備えるロードロック室を備えることは、その調整を行わなければならず、また、その調整に比較的長い時間を要し、作業の効率化を妨げるようになっていた。
【０００８】
それ故、基板収納容器の内部を減圧あるいは真空にした状態で基板の収納、取り出し、さらに搬送ができれば、基板に環境の急激な変化を与えることは免れ、ロードロック室において少なくとも気圧調整を行わずに済むことを見いだした。
【０００９】
しかし、従来の基板収納容器は、大気圧の環境下で用いることを想定して構成していたため、減圧環境下では容器本体に変形が発生し、収納された基板の信頼性ある保管ができなくなってしまう不都合が生じた。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、減圧環境下であっても変形を回避でき、収納された基板の信頼性ある保管を実現できる基板収納容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、印加される圧力を容器の面に沿って分散させることによって容器の強度増大を図るようにして、上記課題を達成せんとするものである。
【００１２】
本発明は、以下のような構成によって把握される。
（１）本発明の基板収納容器は、少なくとも、ボトムプレートと、前記ボトムプレートに載置される基板収納カセットと、前記基板収納カセットを被って前記ボトムプレート上に取り付けられるシェルと、前記シェルの天面に取り付けられたロボテックフランジとを備える基板収納容器であって、前記シェルは、前記天面を除く周側面が円筒形状をなし、前記天面と反対側の端部が外方へ屈曲されることによって前記ボトムプレート上に載置されるフランジを備え、前記天面は、外側に凸面となるドーム状の湾曲面で形成され、前記周側面とのコーナにＲ加工がなされ、前記フランジは、前記シェルの周側面とのコーナにＲ加工がなされ、前記ボトムプレートは、前記シェルのフランジが載置される面の内側において、前記シェルの天面と反対側の方向に凸面となるドーム状の湾曲面が形成され、前記ボトムプレートとシェルが、それらによって形成される容器内を真空環境から大気圧の環境に変化させた際に、最大変形量が１ｍｍ以下となることを特徴とする。
【００１３】
（１）のように構成された基板収納容器によれば、減圧環境下であっても変形を回避でき、収納された基板の信頼性ある保管を実現できるようになる。
【００１４】
（２）本発明の基板収納容器は、（１）において、前記シェルおよび前記ボトムプレートのうち少なくとも一方は金属材料から構成されていることを特徴とする。
【００１５】
（３）本発明の基板収納容器は、（２）において、金属材料からなる前記シェルあるいは前記ボトムプレートは、表面処理が施されていることを特徴とする。
【００１６】
（４）本発明の基板収納容器は、（１）ないし（３）のいずれかにおいて、前記ボトムプレートは、外部から操作されて前記シェルとの結合が図れる施錠機構と、前記シェルとの間に介在されるシールガスケットとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
このように構成された基板収納容器によれば、減圧環境下であっても変形を回避でき、収納された基板の信頼性ある保管を実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の基板収納容器の実施態様１を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の基板収納容器の実施態様１において中心軸を含む平面でとった断面図である。
【図３】本発明の基板収納容器の実施態様１を底面側から観た斜視図である。
【図４】本発明の基板収納容器の実施態様１においてカバープレートを外した状態で底面側から観た斜視図（施錠機構が施錠されている）である。
【図５】本発明の基板収納容器の実施態様１においてカバープレートを外した状態で底面側から観た斜視図（施錠機構が開錠されている）である。
【図６】本発明の基板収納容器の使用態様を示す簡略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
（実施形態１）
【００２０】
図１は、本発明の基板収納容器の実施形態１を示す分解斜視図である。
【００２１】
図１において、基板収納容器は、その載置面側から上方にかけて、円盤状をなすボトムプレート３と、このボトムプレート３上に搭載された半導体ウェーハ等の基板を並設配置させるカセット（基板収納カセット）２と、このカセット２を被ってボトムプレート３に係合されるほぼ円筒状のシェル１とから構成されている。
【００２２】
シェル１は、ボトムプレート３の側の一端に開口を有し、他端側が閉じられた円筒形状をなしている。ボトムプレート３の開口側の端部には、その外周から径方向に延在するフランジ１１を備える。このフランジ１１の周りにはボトムプレート３との係合を図る係止孔１２が等間隔にたとえば４個設けられている。
【００２３】
また、シェル１の閉じられた他端側は天面１３を構成し、この天面１３はドーム状の湾曲面となっている。すなわち、この天面１３は、シェルの中心軸を含む平面で断面をとった図２に示すように、外方に凸面を有するように湾曲されて構成されている。この場合、天面１３の周辺はシェルの周側面１４の上端に接続されるように構成され、この接続部において外方に凸面となるＲ加工されたコーナ部（図２中矢印Ｒ１で示す）を形成している。シェル１の表面の全域において平面となっている部分を極力少なくする趣旨である。このことから、シェル１の周側面１４とフランジ１１の表面との接続部においても内側に凸面となるＲ加工されたコーナ部（図２中矢印Ｒ２で示す）を形成している。
【００２４】
このようにシェル１の表面において湾曲面、コーナ部を形成しているのは、基板収納容器の内部を減圧させた際に、シェル１に印加される気圧を湾曲面等に沿って分散させシェル１の強度を向上させることができるからである。このようにした場合、基板収納容器の内部を真空環境下としてもシェルの変形を最大１ｍｍ以下に設計することができる。基板収納容器の変形を最大１ｍｍ以下にできることによって、基板収納容器を繰り返し使用しても疲労破壊することなく使用することができるようになる。
【００２５】
このように構成されるシェル１は、たとえばアルミ合金、チタン合金、ステンレス剛等のような金属材料から構成され、その肉厚は、天面１３、周側面１４、フランジ１１においてたとえばほぼ等しく形成されている。
【００２６】
なお、シェル１において、天面１３の上部にはロボティクフランジ１５が取り付けられている。このロボティクフランジ１５は基板収納容器を天井に配置されている搬送レールに取り付けられる搬送装置に装着されるようになっている。基板収納容器を自動的に搬送させるのに便ならしめるためである。
【００２７】
カセット２は、上下方向に並設された円形状の下端板２１と上端板２２と、これら下端板と上端板の間の周辺に互いに対向配置される一対の側壁板２３とから構成されている。これら側壁板２３の内側の面には上下方向に並設された溝２４を有し、この溝２４には半導体ウェーハ等の基板（図示せず）の周辺の一部を位置づけることによって、複数の基板を上下方向に並設されて配置できるようになっている。カセット２は、たとえばポリカーボネート、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、ポリブチレンナフタレート、液晶ポリマー、シクロオレフィンポリマー等などの熱可塑性樹脂から構成されている。この場合、これらの樹脂に、炭素繊維、炭素パウダー、カーボンナノチューブ等を添加して導電性を付与するようにしたものであってもよい。なお、上述した樹脂のうち、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトンによって構成することによって、真空下での水分やアウトガスの発生を少なくでき、本発明の基板収納容器として好適に構成することができる。
【００２８】
ボトムプレート本体３１は、図２に示すように、その周辺を除く中央部がシェル１と反対側に凸面を有する湾曲面３１Ａを有して構成されている。ボトムプレート本体３１をこのような形状とするのは、基板収納容器の内部を減圧させた際に、ボトムプレート本体３１に印加される気圧を湾曲面に沿って分散させボトムプレート本体３１の強度を向上させることができるからである。このようにした場合、基板収納容器の内部を真空環境下としてもボトムプレート本体３１の変形を最大３ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下に設計することができる。この結果、基板収納容器の変形を最大３ｍｍ以下にできるので、容器のシール性を損なうことなく使用することができる。また、基板収納容器の変形を最大１ｍｍ以下にできることによって、基板収納容器を繰り返し使用しても疲労破壊することなく使用することができるようになる。
なお、ボトムプレート本体３１の周辺は、図２からも明らかとなるように、平面状に形成され、この部分において前記カセット２が配置されるようになっている。しかし、これに限定されることはなく、ボトムプレート本体３１を全域にわたって湾曲するように構成するようにしてもよい。
【００２９】
ボトムプレート本体３１は、図２に示すように、その周辺を除く中央部がシェル１と反対側に凸面を有するように湾曲して構成されている。ボトムプレート本体３１をこのような形状とするのは、基板収納容器の内部を減圧させた際に、ボトムプレート本体３１に印加される気圧を湾曲面に沿って分散させボトムプレート本体３１の強度を向上させることができるからである。このようにした場合、基板収納容器の内部を真空環境下としてもボトムプレート本体３１の変形を最大３ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下に設計することができる。この結果、基板収納容器の変形を最大３ｍｍ以下にできるので、容器のシール性を損なうことなく使用することができる。また、基板収納容器の変形を最大１ｍｍ以下にできることによって、基板収納容器を繰り返し使用しても疲労破壊することなく使用することができるようになる。
なお、ボトムプレート本体３１の周辺は、図２からも明らかとなるように、平面状に形成され、この部分において前記カセット２が配置されるようになっている。しかし、これに限定されることはなく、ボトムプレート本体３１を全域にわたって湾曲するように構成するようにしてもよい。
【００３０】
カバープレート３２は、たとえば螺刻部材を介してボトムプレート本体３１に取り付けられるようになっている。ボトムプレート本体３１とカバープレート３２の間には施錠機構および位置決め機構が備えられていることは上述した通りである。このため、カバープレート３２には、基板収納容器の底面側から観た図３に示すように、複数の貫通孔が形成され、そのうち、円周方向に等間隔に３個設けられた矩形状の孔４０には、位置決め機構の位置決め部材が露出されるようになっており、やはり円周方向に等間隔に４個設けられた長円形状の孔４１には施錠機構の被操作部が露出されるようになっている。また、このカバープレート３２には、基板収納容器が加工装置に搭載される際に、基板収納容器の識別を行うのに便利な識別孔が形成され、あるいは、搭載位置の確認に便ならしめるセンサパッドが取り付けられる場合がある。
【００３１】
このように構成されるボトムプレート３は、たとえばアルミ合金、チタン合金、ステンレス剛等のような金属材料から構成されている。
【００３２】
施錠機構は、図１に示すように、ボトムプレート本体３１と同心状に取り付けられたリング状の弾性部材５０と、この弾性部材５０にその円周方向に等間隔に固定された４個の係止片５１を備えて構成されている。各係止片５１は、弾性部材５０の弾性によって半径方向に突出され、シェル１のフランジ１１に設けられた前記係止孔１２に嵌合するようになっている。弾性部材５０は、隣接する係止片５１のほぼ中間の位置でボトムプレート本体３１に固定されている。各係止片５１は、中心向きの力が加わることによって弾性部材５０が弾性変形し、前記係止孔１２から解錠される。また、各係止片５１への力が取り除かれれば、弾性片５０の反力によって係止片５１が定位置に戻され再び施錠するようになる。各係止片５１には被操作部が設けられ、この被操作部が露出されているカバープレート３２の前記孔４１を通して前記係止片５１を操作できるようになっている。被操作部は、たとえば凹部、孔部、あるいは突起部として構成できる。
【００３３】
図４、図５は、基板収納容器の底面側から観た斜視図で、カバープレート３２を外した状態の図となっている。図４においては、全ての係止片５１はシェル１のフランジ１１の係止孔１２に嵌合されている（施錠）のに対し、図５においては、係止片の1つ（図中左上の係止片５１）が係止孔１２から外れている状態（開錠）を示している。
【００３４】
位置決め機構は、図４、あるいは図５から明らかとなるように、ボトムプレート本体３１に取り付けられている弾性部材５０の内側に位置決め部材６０が固定されることによって構成されている。位置決め部材６０は円周方向に等間隔に３個設けられ、それらの上面には半径方向に延在するＶ溝６１が形成されている。図示しない加工装置の載置台には、前記位置決め部材６０のＶ溝６１に嵌合し得る位置決めピンが設けられ、基板収納容器の前記加工装置への搭載の際に、位置決め部材６０と位置決めピンとの嵌合を図ることによって、基板収納容器と前記加工装置との位置決めが一義的に行われるようになる。加工装置の位置決めピンの位置決め部材６０への嵌合は、カバープレート３２に形成された前記孔４０を通してなされるようになっている。
【００３５】
図６は、本発明の基板収納容器の使用態様の一例を示した説明図である。図６において、たとえば半導体ウェーハ等の基板７０が加工される真空処理室（たとえばプラズマＣＶＤ処理室）７１がある。真空処理室７１で加工された基板７０は、ロードロック室７２に搬送されるようになっている。このロードロック室７２は従来のように減圧調整する機構を備えておらず、真空環境下の室として構成されている。次に、基板７０は、カセット配置室７３に搬送され、カセット（基板収納カセット）３内に並設されるようになっている。カセット配置室７３は真空環境下の室として構成されている。基板７０が配列されたカセット２は、たとえばカセット配置室７３の真空環境下で基板収納容器に収納されるようになっている。その後、カセット２が収納された基板収納容器（図中符号８０で示す）は搬送手段が設けられた大気圧下の環境に移動され、前記搬送手段によって次行程における真空処理室（図示せず）に移送されるようになっている。
【００３６】
このように構成された基板処理の工程において、従来のように、ロードロック室と大気圧下の搬送手段との間に大気圧室を設ける必要が無くなり、また、これに応じて、ロードロック室に減圧調整機構を設ける必要がなくなる効果を奏する。
【００３７】
また、上記の加工が終了した直後の基板は、基板収納容器に収納されてしばらくの間は、大気圧下に晒されることがなく、加工された状態を維持できるので、粒子あるいは水分の付着を回避でき、酸化等に起因する劣化を防止できるようになる。
【００３８】
以上、このように構成された基板収納容器は、印加される圧力を容器の面に沿って分散させることによって容器の強度増大を図るようにできる。したがって、減圧環境下であっても変形を回避でき、収納された基板の信頼性ある保管を実現できるようになる。
（実施態様２）
【００３９】
実施態様２では、シェル1およびボトムプレート３の材料は、たとえばアルミ合金、チタン合金、ステンレス剛等のような金属材料から構成し、これらの金属材料の表面に、たとえばポリエーテルエーテルケトン樹脂、ふっ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリチオフェンあるいはポリピロール等の導電性ポリマーでコーティングしたものである。また、ダイヤモンドライクコーティングあるいはセラミックコーティング等を施すようにしてもよい。この場合も、先ほどの実施形態と同様の効果が得られる。また、収納されている基板が金属イオンによって汚染されるのを回避するために、金属材料にこのような表面処理を施すことは極めて効果的となる。またさらに、こうした実施態様２の変形例として、金属材料からなるシェルやボトムプレートを芯材として使用し、インサート成形により、金属材料の表面に熱可塑性樹脂層を形成することもできる。
（実施態様３）
【００４０】
上記した実施態様では、シェル１およびボトムプレート３の材料は、たとえばアルミ合金、チタン合金、ステンレス剛等のような金属材料から構成したものであった。しかし、これに限定されることはなく、たとえば合成樹脂を用いて構成するようにしてもよい。この場合、合成樹脂のヤング率は１０ＧＰａ以上であることが望ましい。このような合成樹脂を用いることによって、基板収納容器の内部を真空に近く減圧させてもシェル１およびボトムプレート３の変形を最大３ｍｍ以下に設計することができる。上述したように、基板収納容器の変形を最大３ｍｍ以下にできることによって、容器のシール性を損なうことなく使用することができる。
【００４１】
ちなみに、アルミ合金（ＡＤＣ１２）の場合、そのヤング率が７３ＧＰａで最大変形量を０．９ｍｍに確保することが確かめられている。また、いわゆるＰＥＥＫ＋炭素フィラーの場合、そのヤング率が１３ＧＰａで最大変形量を２．５ｍｍに確保することが確かめられている。さらに、ＬＣＰ（液晶ポリマー）＋炭素フィラーの場合、そのヤング率が１１ＧＰａで最大変形量を２．８ｍｍに確保することが確かめられている。したがって、このような材料であってもよい。
【００４２】
なお、本発明による基板収納容器は、半導体ウェーハを収納するものについて説明したものである。しかし、半導体ウェーハに限定されることなく、たとえば、ガラスウェーハ、マスクガラス、レチクル等の他の基板を収納する容器であってもよい。
【００４３】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００４４】
１……シェル、２……カセット、３……ボトムプレート、１１……フランジ、１２……係止孔、１３……天面、１４……周側面、１５……ロボティクフランジ、２１……下端板、２２……上端板、２３……側壁板、２４……溝、３１……ボトムプレート本体、３２……カバープレート、３３……シールガスケット、４０、４１……孔、５０……弾性部材、５１……係止片、６０……位置決め部材、６１……Ｖ溝、７０……基板、７１……真空処理室、７２……ロードロック室、７３……カセット配置室、８０……基板収納容器。
【図１】
0005408624.tif 000002
【図２】
0005408624.tif 000003
【図３】
0005408624.tif 000004
【図４】
0005408624.tif 000005
【図５】
0005408624.tif 000006
【図６】
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