(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に基板を収納する容器本体の開口部を封止する蓋体に備えられる基板収納容器の蓋体係止機構であって、
前記蓋体係止機構が、前記蓋体内部に設けられ、該蓋体表面外部からキーをキー孔に通して回転操作可能に取付けられ、円弧状案内溝を有する円板状の回転プレートと、
前記円弧状案内溝に係合する係合突起が設けられ、該回転プレートの回転に連れて前記蓋体の周縁方向にスライドする連結プレートと、
一端に自由端部を有し、他端部が前記連結プレートの先端部に連結され、該自由端部に係止部品が回転自在に設けられ、前記連結プレートのスライドにより、蓋体周縁部に形成された穴から該係止部品が突出・後退するクランク部品とを有し、前記クランク部品の前記自由端部に設けた前記係止部品は、その軸方向に垂直な断面形状が多角形であり、前記係止部品が５〜２０°の範囲で正逆方向に回動可能に軸支され、該係止部品が前記穴から突出して前記容器本体に設けられた係止凹部の内面と面接触することを特徴とする基板収納容器の蓋体係止機構。
【請求項２】
前記係止部品は、その軸方向に垂直な断面形状が四角形であり、前記係止凹部との接触部分が中央部に逃がし段差を設けて両端に設けられた平坦面であることを特徴とする請求項１記載の基板収納容器の蓋体係止機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に半導体ウェーハやマスクガラス等の精密基板を収納し、精密基板の輸送、保管、精密基板の加工に用いられる標準化された機械的インターフェースを有する装置に接続可能な基板収納容器の蓋体に関するものであり、特に、異なる種類の自動機での開閉や自動搬送に好適な基板収納容器の蓋体係止機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウェーハ（以下ウェーハという）の加工装置に接続されて使用される基板収納容器は、１つの開口部を有する容器本体と、シール部材であるシールガスケットを有して該開口部をシール可能に閉鎖する蓋体とから構成されている。該蓋体には、容器本体との施錠、解錠を行うための蓋体係止機構が蓋体の中央部に取り付けられていて、加工装置に接続されて使用されている。前記基板収納容器は、容器本体の天部に設けられたハンドルや側部又は底部のレールがＯＨＴ（オーバーヘッドホイストトランスファー）、ＡＧＶ（オートメーテッドガイディドバイスクル）、ＲＧＶ（レールガイディドバイスクル）等の自動搬送装置によって支持又は保持されて工程内を搬送されている。
【０００３】
前記自動搬送装置を用いた搬送によって、基板収納容器は精密基板への各種の処理や加工を行う加工装置に搭載される。次に、加工装置に設けられた蓋体開閉装置により、基板収納容器の蓋体の開閉が自動的に行われる。
【０００４】
前記基板収納容器の蓋体係止機構としては、特開平４−５０５２３４号公報や特開平８−３４００４３号公報で提案されたように、カムやリンク機構を用いて回転プレートの運動をラッチプレートの直進運動に変換し、係止爪を蓋体側面の貫通孔から出没させ、該係止爪を容器本体の凹部に係止させるものが以前から知られていた。
【０００５】
更に、蓋体係止機構としては、特開２０００−５８６３３号公報で提案されているように、蓋体の外表に設けられた１対の孔部のそれぞれによって外部からアクセス可能な回転プレートと、これに係合する連結プレートと、該連結プレートの先端部に配置され連結プレートの動きと連動するクランプ部品とからなるものが知られていた。
【０００６】
前記回転プレートは、円形のプレートであり、その円周上に複数個の係合突起を有し、ＳＥＭＩ規格Ｅ６２で定められた加工装置の回転機構によって操作可能な位置に回転自在に配置される。前記連結プレートには、回転プレートの係合突起が挿嵌される案内溝が形成されていて、回転プレートの円運動を枢動運動に変換している。
【０００７】
また、連結プレートの両側には、連結プレートの立体的な動きをガイドする曲線状の溝を形成するガイドリブが、蓋体の各プレートに設けられている。連結プレートは、回転プレートが回転するとこの溝い沿って動き、図９に示す先端部に配置されたクランプ部品６０を作動させる。
【０００８】
クランプ部品６０は、連結プレート６１の先端に回転可能に取り付けられる第１アーム６２と、第１アーム６２の一端に固定される第２アーム６３とからなる。
【０００９】
第１アーム６２は、連結プレート６１と第２アーム６３とに連結されていて、連結プレート６１は回動自在な第１の軸部で連結されていて、第２アーム６３とは枢動運動の起点となる第２の軸で連結され、容器本体７０に設けられた係止凹部７１の近傍の蓋体プレート６６に固定されている。尚、蓋体６５は、前記蓋体プレート６６と、その外部側前面を閉鎖する表面プレート６７とを有する構成である。
【００１０】
第２アーム６３は係止凹部７１と接触することなく移動可能な屈曲部を有していて、先端部に蓋体を容器本体に係止させる係止部品６４を有する。また、前記係止部品６４は、第１アーム６２と直角な方向になるように配置されている。
【００１１】
連結プレート６１が容器本体７０の係止凹部７１から後退した位置にある時は、第２アーム６２の係止部分は係止凹部７１から完全に引っ込んでいて、第２アーム６３の２つの端部を結ぶ直線が連結プレート６１に対してほぼ垂直となる。連結プレート６１が前記係止凹部７１の方向へ直進した位置にある時は、第１アーム６２が連結プレート６１に対して固定軸を起点に垂直になると共に、第２アーム６３の先端が容器本体７０の係止凹部７１に係止される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の蓋体係止機構では、前記自動搬送装置のトラブルあるいはセッティングミス等によって、搬送途中やハンドリング時に、前記自動搬送装置から基板収納容器が床上に落下した場合、瞬間的な落下衝撃のために、蓋体係止部のローラーが容器本体の係止凹部から外れて蓋体が容器本体の開口部から外れ、また収納していた精密基板が粉砕し、その微粉砕片が、精密基板を加工するためにクリーン度クラス１以下と高度にクリーン化されたクリーンルームを汚染する危険性があるという問題点があった。特に、基板収納容器が大型化し重量が重くなると、落下により蓋体が容器本体から外れる危険性が大きくなる。
【００１３】
また、前記精密基板の微粉砕片は、半導体部品の回路製作過程において極めて有害な異物となるので、速やかに除去する必要があるが、微粉砕片なので空中に浮遊し易く回収が極めて困難である。そのため、クリーンルームの空調を長時間空運転した後、フィルターを交換するといった処置をとる必要があるなど、長時間に渡って環境を著しく破壊し、環境回復には多大な手間と費用及び時間が掛かるという問題点があった。
【００１４】
本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされたもので、基板収納容器が大型化しても、容器本体と蓋体とをしっかりと施錠でき、落下衝撃があっても蓋体が開くことがなく、精密基板の破損片でクリーンルームを汚染することがない基板収納容器の蓋体係止機構を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内部に基板を収納する容器本体の開口部を封止する蓋体に備えられる基板収納容器の蓋体係止機構であって、
前記蓋体係止機構が、前記蓋体内部に設けられ、該蓋体表面外部からキーをキー孔に通して回転操作可能に取付けられ、円弧状案内溝を有する円板状の回転プレートと、
前記円弧状案内溝に係合する係合突起が設けられ、該回転プレートの回転に連れて前記蓋体の周縁方向にスライドする連結プレートと、
一端に自由端部を有し、他端部が前記連結プレートの先端部に連結され、該自由端部に係止部品が回転自在に設けられ、前記連結プレートのスライドにより、蓋体周縁部に形成された穴から該係止部品が突出・後退するクランク部品とを有し、前記クランク部品の前記自由端部に設けた前記係止部品は、その軸方向に垂直な断面形状が多角形であり、前記係止部品が５〜２０°の範囲で正逆方向に回動可能に軸支され、該係止部品が前記穴から突出して前記容器本体に設けられた係止凹部の内面と面接触することを特徴とする基板収納容器の蓋体係止機構である。また、前記係止部品は、その軸方向に垂直な断面形状が四角形であり、前記係止凹部との接触部分が中央部に逃がし段差を設けて両端に設けられた平坦面であるものが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明による基板収納容器の蓋体係止機構の実施形態を示す正面図である。図２は、図８のＡ−Ａ線断面図である。図７は、図１の蓋体係止機構を用いた基板収納容器の分解斜視図である。
【００１７】
先ず、本発明の実施形態の基板収納容器の蓋体係止機構（以下、蓋体係止機構２０という）を備えた基板収納容器１について説明する。図７に示すように、一端に開口部を有する容器本体５０と、シール部材であるシールガスケット１１を有し、開口部をシール可能に閉鎖する蓋体１０とからなる。容器本体５０の相対する内壁には、基板を垂直方向に一定寸法隔離して支持する支持部５１が相対するように配置されている。容器本体５０の底部には、加工装置に容器本体５０を位置決めして固定するのに使用されるボトムプレート（図示せず）が設けられている。また容器本体５０の外側壁には、１対のマニュアル把持部品５２が、それぞれ着脱可能に取付けられている。
【００１８】
蓋体１０の容器本体５０側には、容器本体５０の支持部５１の溝内に載置される基板の振動を防止する１ないし複数個のリテーナ１２が取り付けられる。また、蓋体１０は断面コ字状をした蓋体プレート１３と、蓋体プレート１３の開口部に取り付けられる表面プレート１４とからなり、内部に２対の蓋体係止機構２０が設けられていて、表面プレート１４には蓋体係止機構２０を操作する操作キーが出没可能な貫通孔１５が設けられている。また、蓋体１０の側面には、蓋体係止機構２０の係止部品２１が出没する角穴１６が複数箇所、ここでは４箇所に設けられている。尚、蓋体係止機構２０は、２組に限らず、必要に応じた組数を備えればよい。
【００１９】
次に、蓋体１０に内包された蓋体係止機構２０について詳細に説明する。図１に示すように、蓋体係止機構２０は、回転プレート２２とこれに係合して枢動する連結プレート２３及び、連結プレート２３の先端部２４と結合し係止部近傍に配置されるクランプ部品２５とからなる。蓋体１０の外面になる表面プレート１４には、基板加工装置の外部回転機構のアタッチメントが挿入される貫通孔１５が設けられている。回転プレート２２は蓋体１０の外部からアクセス可能なキー孔２６を有し、前記基板加工装置の外部回転機構のアタッチメントがキー孔２６に係合し、これを９０°回転させる。なお、前記外部回転機構との接続位置並びに寸法は、ＳＥＭＩ規格で基板収納容器のサイズ毎に定められるものであり、この接続位置に回転プレート２２の中心位置がくるように配置される。例えば、３００ｍｍウェーハ用の基板収納容器の蓋体の規格は、ＳＥＭＩ規格のＥ６２に対応して定められている。
【００２０】
回転プレート２２は、例えば、円板状であり、回転した時に各連結プレート２３を枢動させるための第１案内溝２７又は円柱状の係合突起を円周部に有す。第１案内溝２７又は前記係合突起と連結プレートと２３の接触部分には、摩擦による樹脂紛の発生を防止するために、例えば、連結プレート２３の第１案内溝２７との接触部分に回転ローラーを取り付けることが好ましい。
【００２１】
連結プレート２３は略長方形をした板状体であり、長手方向の中心軸が、回転プレートの中心点を通るように配置するのが望ましい。また、連結プレート２３の一端に、回転プレート２２の円弧状の第１案内溝２７と係合する係合突起２８を有する。
【００２２】
第１案内溝２７は、図１に示す変曲部を有する溝として形成されている。第１案内溝２７を前記形状の溝とすることで、回転プレート２２の回転に従い、係合突起２８は、回転プレート２２の中心に最も近い位置から離れる方向に移動し、所定角度回転プレート２２が回転した後は、前記移動速度よりも遅く更に離れる方向に移動する。
【００２３】
各連結プレート２３は、更に両側に係合突起２９を有し、係合突起２９は、相対する蓋体プレート１３と表面プレート１４とに配置されたガイド３０により形成される第２案内溝に係合する。但し、第２案内溝の幅（蓋体プレート１３及び表面プレート１４に設けられたガイド間距離）は、表面プレート１４の立体的な動きに対応した係合突起２９の動きに対して、係合突起２９が支障なく動ける幅に設定されている。
【００２４】
回転プレート２２が回転することで、連結プレート２３は、第２案内溝に沿って後退位置から前進位置まで駆動する。各々の連結プレート２３の中間部には容器本体の係止凹部５３への直進方向の動きをガイドするための長穴３１が形成され、そこに蓋体プレート１３から立設された円柱突起３２が挿入される。
【００２５】
円柱突起３２にも、前記したような回転ローラーを取り付けるのが望ましい。また、別の実施形態として連結プレート２３の両側部に、カムフロアを設けてもよい。
【００２６】
連結プレート２３の先端部２４には、容器本体５０に設けられた係止凹部５３に挿入し、蓋体１０を係止するためのクランプ部品２５がさらに設けられている。
【００２７】
クランプ部品２５は、図４と図５に詳細を示すように、両端部に２つの取り付け軸部である第１軸部４０と第２軸部４１を有する基軸４２と、両者の中間部から屈曲して基軸４２に対して直角方向に突出する自由端部４３を有する略倒Ｔ字形に形成される。基軸４２の一端の第１軸部４０は連結プレート２３の先端部２４と共通の軸部品により回動自在に取り付けられ、他端の第２軸部４１は蓋体プレート１３に軸支される。
【００２８】
自由端部４３には第３軸部４４が形成されていて、ここに係止部品２１が回動可能に取り付けられる。クランプ部品２５の配置位置は、先端に設けられる係止部品２１が、容器本体５０の係止凹部５３内を円運動可能なように決められるものであり、蓋体１０の厚さを最小限の寸法とするために、容器本体５０の係止凹部５３の近傍が望ましい。
【００２９】
クランプ部品２５の先端には、係止部品２１が第３軸部４４によってさらに軸支されるように取り付けられる。係止部品２１は、第３軸部４４の取り付け軸に垂直な方向の断面形状が略四角形であり、その一平坦面が係止凹部５３の一端面と面接触するように、第３軸部４４の取り付け軸の両側に１対設けられている。尚、係止部品２１は、前記断面形状が三角形やその他の多角形状で、その一平坦面で係止凹部５３の一端面と面接触するものであってもよい。
【００３０】
また、係止凹部５３への係止部品２１の引っ掛かり量は、係止部品２１の取り付け位置と移動可能な半径を考慮に入れて、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲に設定され、好ましくは３ｍｍ〜４ｍｍの範囲である。係止凹部５３との接触面積は、基板収納容器１における合計で、１．０〜４．０ｃｍ２の範囲に設定することが好ましい。
【００３１】
また、係止部品２１の係止凹部５３との接触部分の平坦面の面積を単に増やしても、成形時の変形やひけ、組立時の誤差、部品の撓み等により平坦面全てが均一に接触するかどうかが問題であり、局部的に強く当ってしまい実質的な接触面積が減少しないように、変形やひけに強い形状とするため、中央部に逃がし用の段差を設けて両側に必要最小限度の平坦面を設けるのが効果的である。
【００３２】
容器本体５０の開口部を閉鎖するために蓋体１０が挿嵌されたときの状態を図３（ａ）に示す。この時、クランプ部品２５の係止部品２１は、容器本体５０の係止凹部５３から後退している。容器本体５０に蓋体１０を係止する場合は、図３（ｂ）に示すように、蓋体１０の外部の加工装置にある外部回転機構によって回転プレート２２を操作し、蓋体１０の外側から見て反時計回りに約９０°回転させ、連結プレート２３を枢動してクランプ部品２５を作動させ、係止部品２１を容器本体５０の係合凹部５３内を移動させて係止凹部５３の一端面と係合させた状態にする。
【００３３】
連結プレート２３のトグルレバー効果及び係止部品２１の係止凹部５３との接触面積を大きくした効果により、係止部品２１は、長時間に渡って安定的に大きな力が加えられることとなり、容器本体５０に蓋体１０をしっかりと係止する。係止部品２１は、容器本体５０の係止凹部５３内を移動する間、容器本体５０と擦れ合うことがないので、汚染源であるパーティクルの発生を回避できる。
【００３４】
更に、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、係止部品２１は５°〜２０°の範囲で正逆方向に回動可能に軸支されているので、係止部品２１が片当りすることなく、常に係止凹部５３の一端面と面接触可能なように自動的に調整される。図中、４５、４６は係止部品の回転方向。
【００３５】
また、係止部品２１を交換可能としているので、長期の使用で摩耗した場合には、消耗部品である係止部品２１だけを交換すればよく、蓋体１０の使用可能期間を長期化できる。
【００３６】
以上で示した本発明の実施形態の蓋体係止機構２０では、連結プレート２３の枢動に関して、連結プレート２３に備えられた係合突起２８に係合する第１溝２７が設けられた回転プレート２２を用いた例を述べたが、その他、ラックアンドピニオンやネジ機構、回転カムとのリンク機構を用いても同様な蓋体係止機構として構成できる。
【００３７】
尚、ラッチ及びクランプ部品２５を構成する各部品は、摺動性が良好で十分な強度を有する材料から適宜選択して成形される。例えば、ポリアセタール樹脂やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリカーボネート、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、フッ素樹脂、ＰＥＩ樹脂と言った樹脂の使用が考えられる。また、フッ素樹脂等が含有され摺動性が改善された各種樹脂を用いることもできる。
【００３８】
更に、機械的強度を増すために、前記樹脂にガラス繊維、カーボン繊維等の充填剤を加えても良いし、金属部品等を内部にインサートして、成形しても良い。
【００３９】
【実施例】
本発明の効果を確認するため基板収納容器の落下試験を行った。基板収納容器に、直径３００ｍｍのダミーウェーハを２５枚収納し、蓋体を取り付けて施錠し、これを９０ｃｍの高さから落下させた。尚、この時、基板収納容器の蓋体係止機構が衝撃によって大きく撓むように、蓋体係止機構が落下方向に対して直角になるように、基板収納容器を横向きすなわち一方の側壁（図７の矢印方向）を下向きにして落下させた。
【００４０】
（実施例１）
本発明の実施形態の図６に示す係止部品２１を有する蓋体係止機構２０が組み込まれた基板収納容器について、前記記落下試験を３回行った。落下試験によって蓋体が容器本体から外れたか否かを確認した結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
0004115115.tif 000002
【００４２】
（比較例１）
図９に示す従来の係止部品６４を有する蓋体係止機構が組み込まれた基板収納容器について、前記落下試験を３回行った。落下試験によって蓋体が容器本体から外れたか否かを確認した結果を前記表１に示す。尚、係止部品６４は、クランプ部品６０の軸部に回動可能に軸支されたローラー状のもので、その側面で容器本体７０の係止凹部７１の一端面と略線接触する。
【００４３】
実施例１の基板収納容器では、落下によって蓋体は外れなかったが、比較例１では３回とも蓋体が外れた。従って、本発明の実施形態の蓋体係止機構を用いれば、基板収納容器を落下させても、蓋体が容器本体から外れ難いことが分かる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、基板収納容器の蓋体係止機構において、クランプ部品を蓋体に軸支するとともに、クランプ部品の先端に軸支された係止部品の断面形状が多角形であるため、蓋体を強固に容器本体に施錠できるので、容器本体の開口部の全域に渡って、蓋体と容器本体との間に高いシール性を維持すると共に、予期せぬ衝撃が加えられて収納した基板を破損した場合でも、蓋体は容器本体から外れず、汚染物をクリーンルーム内に飛散させることがないので、被害を最小限度に留めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板収納容器の蓋体係止機構の実施形態を示す正面図である。
【図２】図８のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図８のＢ−Ｂ線断面を示し、（ａ）はクランプ部品の係止していない状態を示す断面図、（ｂ）はクランプ部品の係止状態を示す断面図である。
【図４】図３のクランプ部品の側面図である。
【図５】図３のクランプ部品の正面図である。
【図６】図４の係止部品の回転動作の説明図であり、（ａ）は係止部品が時計回りに回転した状態を示す図、（ｂ）は係止部品が反時計回りに回転した状態を示す図である。
【図７】図１の蓋体係止機構を用いた基板収納容器の分解斜視図である。
【図８】図８の蓋体を容器本体側から見た図である。
【図９】従来の係止部品を示す図である。
【符号の説明】
１  基板収納容器
１０  蓋体
１１  シールガスケット
１２  リテーナ
１３  蓋体プレート
１４  表面プレート
１５  貫通孔
１６  角穴
２０  蓋体係止機構
２１  係止部品
２２  回転プレート
２３  連結プレート
２４  先端
２５  クランプ部品
２６  キー孔
２７  第１案内溝
２８  係合突起
２９  係合突起
３０  ガイド
３１  長穴
４０  第１軸部
４１  第２軸部
４２  基軸
４３  自由端部
４４  第３軸部
４５、４６  係止部品の回転方向
５０  容器本体
５１  支持部
５２  マニュアル把持部品
５３  係止凹部
６０  クランプ部品
６１  連結プレート
６２  第１アーム
６３  第２アーム
６４  係止部品
６５  蓋体
６６  蓋体プレート
６７  表面プレート
７０  容器本体
７１  係止凹部
【図１】
0004115115.tif 000003
【図２】
0004115115.tif 000004
【図３】
0004115115.tif 000005
【図４】
0004115115.tif 000006
【図５】
0004115115.tif 000007
【図６】
0004115115.tif 000008
【図７】
0004115115.tif 000009
【図８】
0004115115.tif 000010
【図９】
0004115115.tif 000011