(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有し、相対向する内壁に１又は複数枚の基板を水平に載置する基板支持部が設けられ、奥側に基板の一端面を支持して該基板の収納方向のストッパーとなるリアサポートが設けられた容器本体と、前記開口部をシール可能に閉鎖し、その内面に基板の端面に当接するリテーナが取り付けられた蓋体とを有する基板収納容器であって、
前記リテーナは、矩形をした枠状のベース部材と該ベース部材の左右の側壁から相対する基板に向かって対向する方向に斜めに延びる複数対の弾性片とを有し、
前記弾性片には、基板の端部が接触する当接溝である断面Ｖ字状の凹部がそれぞれ形成され、
前記リテーナはその前記当接溝の高さ方向の中心位置が、前記基板支持部上に位置する該基板の高さ方向の中心位置より０．３ｍｍ〜３ｍｍ上方に位置するように配置されており、
前記容器本体内の前記基板支持部に基板を水平に載置し、前記蓋体で該容器本体の開口部を閉鎖したとき、前記リテーナが、前記基板支持部に水平に載置した基板の周端に当接し、該基板の開口側一端を前記基板支持部から浮かせて、前記リテーナと前記リアサポートとの間で斜めに保持しながら該基板の前後方向の位置合わせをし、該基板を前記容器本体内に収納することを特徴とする基板収納容器。
【請求項２】
前記リテーナは、前記弾性片が前記ベース部材の向き合う側壁から延びる１又は複数列有するとともに前記蓋体内面に取り付け可能な係止部を有し、かつ前記弾性片には基板を前記当接溝へと誘導する傾斜面を有することを特徴とする請求項１記載の基板収納容器。
【請求項３】
前記容器本体は、前記基板支持部の終端より奥側に前記基板を保持する前記リアサポートを有し、前記リテーナの基板と当接する部分と該リアサポートとの間で基板を挟持し、該基板の一部を前記基板支持部から浮かせて保持することを特徴とする請求項１記載の基板収納容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内部に半導体ウエーハ（以下ウエーハと略称する）やマスクガラス、液晶セルあるいは、記録媒体などの基板を収納し、基板の輸送と、基板を加工・処理する加工装置に対する位置決めや加工装置間の搬送及び又は貯蔵に使用される基板収納容器に関し、より詳しくは、基板収納容器のリテーナによる基板の保持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造に関わるウェーハやマスクガラス等の基板は、半導体デバイスの厳しい価格競争に伴い、基板の歩留向上によるコストダウンを目的として、基板の口径の大型化（例えば３００ｍｍないし４００ｍｍ以上）が急ピッチで進められてきている。同時に、半導体回路は、益々微細化が進められていて、ＤＲＡＭのデザインルール（加工最小線幅）も０．２５μｍから０．１８μｍへと移行しつつあり、基板の加工が行われる工場はもとより、基板の運搬時に使用される容器に関しても益々高度にクリーンである状態が要求されてきている。基板の加工装置は、外界とは隔離された局所環境（ミニエンバイロメント）の中に設けられ、該局所環境は、基板に電子回路配線を作成するための各種処理を高収率で行うために高度にクリーン化する必要がある（米国連邦規格（Ｆｅｄｅｒａｌ  ｓｔａｎｄａｒｄ  ２０９Ｅ）のクリーン度が１以下、必要に応じて０．０１レベル）。
しかしながら、半導体生産工場全体をこうした高度なクリーン環境に保つには、技術的な困難さと共に、莫大な投資が必要であると予測されていた。
【０００３】
そこで、基板の加工に必要な局所だけを高度にクリーンな環境とし、基板をこうしてできた幾つかのクリーンな環境間を、密閉された基板収納容器に基板を収納して搬送する方法が提案されている。さらに、収納された基板を汚染させることなく自動搬送可能で、しかも、加工装置に直接アクセス可能な基板収納容器の開発が進められている。こうした局所環境を複数形成してそれらの中で、基板に微細加工を行い、歩留まり向上させようと言う考えが近年主流になりつつある。
【０００４】
基板の搬送や保管、あるいは加工装置への位置決めに使われる基板収納容器６０は、例をあげると、図１０の分解斜視図に示すように、複数枚の基板を整列収納する容器本体６１と、該容器本体６１の開口部６２をシール可能に閉鎖する蓋体６３とからなる。容器本体６１の相対する内壁には、基板を水平に支持するための一対の基板支持部６４が相対して組み付けられており、容器本体６１の底部には加工装置へ載置し位置決めするための逆Ｖ字状の突起６５ａ（以下Ｖグループと称す）と基板収納容器を加工装置に固定するための貫通穴６５ｂ（以下リテイニングフューチャーと称す）を有するボトムプレート６５が取り付けられている。
【０００５】
また、容器本体６１と蓋体６３との間には、シール用ガスケット６６が挟持され、基板収納容器６０を密封状態に保つことに使われている。また、蓋体６３には、外部から操作可能な係止爪６７が内包されたラッチ機構６８によって容器本体６１の開口部６２をシール可能に閉鎖している。蓋体６３の内面には、基板の端面に当接するリテーナ７５（図１１の縦断面図参照）が取り付けられており、該リテーナ７５は、蓋体６３内面に取り付け可能な係止部を有する枠状のベース部材と、基板のそれぞれと当接するようにベース部材の向き合う側壁から延びる１又は複数列の弾性片７６とを有するとともに、前記弾性片の先端には相対する基板に向かって徐々に広がる傾斜面と、基板と当接する当接溝７７が形成されている。
【０００６】
そして、局所環境内にある加工装置には、外界から搬送されてくる上記のような基板収納容器６０を接続し、基板収納容器６０から、内部に収納した基板を加工装置内部にロードしたり、加工装置から基板収納容器にアンロードしたりするための、アクセス部が設けられている。該アクセス部には、基板収納容器を搭載し、位置決めと加工装置への接続操作を行うロードポートと、基板収納容器６０の蓋体６３と対向する位置に配置されて蓋体の開閉を行う蓋体開閉装置とが備えられている。
【０００７】
前記ロードポートの表面には、先端が球面状をした複数本の位置決めピンと基板収納容器のボトムプレート中央部の貫通孔に挿入されてリテイニングフューチャーを固定する固定部材が設けられている。複数の位置決めピンは、基板収納容器の底部に配設されたＶグループと当接して基板収納容器を自動求心させて所定の位置に精度良く位置決めして、固定部材を使って基板収納容器を加工装置に固定する。その後、前記基板収納容器の搭載部分である位置決めユニットを前進させて基板収納容器を並行移動させ、蓋体開閉装置のカバー部材に蓋体をシール可能に当接させる。
【０００８】
蓋体開閉装置は、通常前記ロードポートの基板搭載面と垂直な壁部である接続面を有し、前記接続面は外部環境に有る基板収納容器から基板を加工装置内に移し替えるための開口部を有している。通常この開口部はカバー部材にてシールされていて、内部の環境が外界に浮遊するパーティクルの侵入により汚染されることを防いでいる。カバー部材は、基板収納容器の蓋体を位置決めして保持し、蓋体の内部に収納されたラッチ機構の解錠と施錠を行う、ラッチ機構の操作装置を有している。
【０００９】
上記ミニエンバイロメントの環境において、基板を処理・加工する場合には、先ず、位置決めされた基板収納容器がロードポートの開口部のシールゾーンに設けられたカバー部材に当接するまで前進させ、蓋体外周をシール可能に覆う。そして、前記カバー部材の内面には、一対のレジストレーションピンと呼ばれる位置決めピンと、ラッチ機構の操作装置に接続された一対の回転可能な操作キーが配置されているとともに、蓋体を真空吸着する吸着部が適宜設けられている。一方、図１０示すように、蓋体６３には、ラッチキーを挿嵌するキー溝６９と、位置決めピンを係合する一対の円形の位置決め凹部（図示せず、通常蓋体の中心点を通る斜線上に中心点を対称に配置されている。）が形成されている。
【００１０】
こうして位置決めピンによる基板収納容器６０の正面の位置決めがなされた後、蓋体６３のキー溝６９に挿嵌された操作キーが回転して容器本体６１と蓋体６３のラッチ機構が解除されて容器本体６１の開口部内周に設けられた係止凹部７０から係止爪６７が外れ、蓋体６３が取り外し可能な状態となる。
次に、蓋体６３がカバー部材に保持されたまま、一緒に後退並びに下降して容器本体６１と分離され、容器本体６１の開口部６２が加工装置の内部と連通する。この時、容器本体６１の開口部６２の周縁部は蓋体開閉装置壁部のシール領域によってシールされているので、外環境に浮遊する汚染物が内部に入り込むことはない。
このようにして、蓋体６３が取り外され容器本体６１の開口部６２が加工装置と連通したら、基板は基板収納容器６０の内部から加工装置にローディングされて取り込まれ、その後、各種の処理加工される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、基板の加工処理をミニエンバイロメントの環境下で行えるようにしているのであるが、従来の基板収納容器の場合、容器本体の基板支持部に基板を収納し、蓋体で開口部を閉鎖するときに、蓋体内面に取り付けられるリテーナの弾性片が、基板の周端と当接しこれを押し込むようにして、基板の前後方向の位置合わせを行い、基板が支持部と面接触した状態で、支持部終端のストッパー部又はリアサポートとの間で基板を挟持するだけなので、基板収納容器を搬送するときに、基板が搬送中の振動等により基板支持部上で擦られることとなり、摩耗粉等のパーティクルの発生が懸念されていた。
【００１２】
本発明は上記した問題に鑑みなされたもので、ＳＥＭＩ規格で標準化された基板収納容器であって、容器本体に基板を収納し開口部を蓋体で閉鎖し搬送されるときに基板と支持部との間に摩耗を生じることがなく、基板を汚染させることのない基板収納容器を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述課題を解決するため、本発明は次のような手段を採用した。請求項１の基板収納容器は、開口部を有し、相対向する内壁に１又は複数枚の基板を水平に載置する基板支持部が設けられ、奥側に基板の一端面を支持して該基板の収納方向のストッパーとなるリアサポートが設けられた容器本体と、前記開口部をシール可能に閉鎖し、その内面に基板の端面に当接するリテーナが取り付けられた蓋体とを有する基板収納容器であって、
前記リテーナは、矩形をした枠状のベース部材と該ベース部材の左右の側壁から相対する基板に向かって対向する方向に斜めに延びる複数対の弾性片とを有し、
前記弾性片には、基板の端部が接触する当接溝である断面Ｖ字状の凹部がそれぞれ形成され、
前記リテーナはその前記当接溝の高さ方向の中心位置が、前記基板支持部上に位置する該基板の高さ方向の中心位置より０．３ｍｍ〜３ｍｍ上方に位置するように配置されており、
前記容器本体内の前記基板支持部に基板を水平に載置し、前記蓋体で該容器本体の開口部を閉鎖したとき、前記リテーナが、前記基板支持部に水平に載置した基板の周端に当接し、該基板の開口側一端を前記基板支持部から浮かせて、前記リテーナと前記リアサポートとの間で斜めに保持しながら該基板の前後方向の位置合わせをし、該基板を前記容器本体内に収納することを特徴としている。
【００１４】
請求項２の基板収納容器は、請求項１の発明を前提とし、前記リテーナは、前記弾性片が前記ベース部材の向き合う側壁から延びる１又は複数列有するとともに前記蓋体内面に取り付け可能な係止部を有し、かつ前記弾性片には基板を前記当接溝へと誘導する傾斜面を有することを特徴としている。
【００１５】
本発明では、リテーナの基板と当接する弾性片の先端にＶ字状の当接溝を形成し、前記当接溝の高さ方向の中心位置が、基板支持部に収容された基板のそれぞれの高さ方向の中心位置よりも０．３ｍｍ〜３ｍｍ高くしたものであり、好ましくは０．５ｍｍ〜２ｍｍ高くなるようにした。
【００１６】
このようにリテーナを支持部に収容された基板の高さ方向の中心位置に対して、０．３ｍｍ〜３ｍｍ高くなるように取り付けることで、蓋体を閉鎖するときに、基板はリテーナのＶ溝に持ち上げられて当接し、基板収納容器の搬送時に、支持部上で基板が擦れて摩耗粉が発生することを低減できるので、基板を汚染する恐れも無くなる。
【００１７】
さらに、請求項３の基板収納容器は、請求項１の発明を前提とし、前記容器本体は、前記基板支持部の終端より奥側に前記基板を保持する前記リアサポートを有し、前記リテーナの基板と当接する部分と該リアサポートとの間で基板を挟持し、該基板の一部を前記基板支持部から浮かせて保持することを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、基板収納容器の側面図、図２は蓋体の背面図、図３は図１のＡ−Ａ線による断面図、図４は図３のＢ−Ｂ線による断面図で蓋体を外した状態を示し、図４は図３のＢ−Ｂ線による断面図である。
基板収納容器１０は、図１に示すように、前面に開口部２０ａを有する略立方形をした容器本体２０と、前記開口部２０ａをシール可能に閉鎖する蓋体３０と、容器本体２０と蓋体３０を密封状態で閉鎖するためのガスケット４０と、基板Ｗを保持するために、蓋体３０内面に取り付けられたリテーナ５０とを有する。
さらに、基板収納容器１０を搬送するための部品として、容器本体２０の天面に着脱自在に取り付けられるロボティックフランジ２１や、一対のサイドレール２２と一対のマニュアルハンドル２３並びに底部に設けられる一対のボトムレール２４及び容器本体２０の下面に配置されたボトムプレート２５とが備えられている。なお、容器本体２０の背面には、収納する基板を外部から確認可能な透明部材によって形成された窓部２６を設けることが好ましい。
【００１９】
容器本体２０とロボティックフランジ２１とサイドレール２２及びボトムプレート２５などは、十分な剛性と強度を有するポリカーボネートや、アクリル樹脂、ＰＥＥＫ等の熱可塑性樹脂、又はこれらをベース樹脂として用い、ベース樹脂と導電性樹脂とのアロイ化技術や炭素繊維や金属繊維などの導電性添加物を添加して帯電防止性能が付与された熱可塑性樹脂などから成形される。あるいは、熱可塑性樹脂に導電性ポリマーの皮膜を塗布したり、コーティングしたりして導電性を付与しても良い。
【００２０】
また、容器本体２０の開口部２０ａの内周には、蓋体３０を係止するための係止凹部が複数個設けられていて、開口部２０ａの外周部は、全周に渡ってフランジ部２０ｂが形成されている。さらに、容器本体２０の相対向する内壁には、図３に示すような、容器本体２０の両側壁のそれぞれと一体に複数枚の基板Ｗを一定間隔で隔離させてこれを水平に収納するための基板支持部２７が棚状に形成されている。
また、前記基板支持部２７の奥側には、挿入される基板のストッパーとなるリアポート２８が容器本体２０と一体又は別部品として設けられている。
なお、リアサポート２８の基板との当接面には、Ｖ字状又はＵ字状の傾斜面が設けられていることが好ましい。
【００２１】
本実施形態の基板収納容器に使用されるリテーナ５０は、図２に示すように、矩形をした枠状のベース部材５２とベース部材の左右の側壁から基板と対向する方向に斜めに延びる複数対の弾性片５３とからなる。弾性片５３は、幅方向が櫛状に分岐され左右対称に整列された板バネ構造をしている。ベース部材５２の外表面には、切り欠き又は、突片等とからなる係止部５４が形成され、これらと係合するように蓋体３０の裏面に設けられた突片又は、切り欠き等からなる係止部（図示せず）と嵌合し、着脱自在に取り付けられる。
【００２２】
前記リテーナ５０の弾性片５３は、ベース部材５２の左右の側壁から基板に向かって斜めに延伸するように形成されている。弾性片５３の先端は当接溝５５となるＶ字状の凹部が形成されていて、基板収納容器１０の搬送時に基板Ｗが動いて汚染されたり、破損しないように基板Ｗを適切な撓み力で保持している。前記弾性片５３の当接溝５５は基板Ｗを誘導する傾斜面を有し、凹部の断面がＶ字またはＵ字状に形成されている。この傾斜面は、基板との当接位置が寸法バラツキや基板の撓み等で変位する場合であっても、基板と当接可能となるような誘導部として形成される。これにより、容器本体２０の基板支持部２７に載置された基板Ｗは、最初に傾斜面と接触し基板Ｗが押し込まれるにつれて徐々に当接溝５５の中心位置に導かれて保持される。
本実施形態では、弾性片の先端部が自由端となる片持ち梁構造をしている場合を示したが、何らこれに限定されるものではなく、弾性片が両持ち梁構造であっても良いことはいうまでもない。
こうしたリテーナ５０は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂やポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、各種熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ、ＴＰＥＥ等）の合成樹脂から形成される。
【００２３】
図４は、本実施形態の基板収納容器１０の容器本体２０の開口部２０ａを通して基板Ｗを収納し、そこに蓋体３０を取り付けようとする状態を表しているものであり、この状態では、基板Ｗは容器本体２０の基板支持部２７に水平に載置されている。また、容器本体２０の開口部２０ａから見て奥側の部分には、基板Ｗの収納方向のストッパーとなるリアサポート２８が形成されている。
なお、リアサポート２８は、図３に示すように、容器本体２０と一体に形成しても良いし、図８，９に示すように別部品として形成して、リテーナ５０と対向するように開口部２０ａの奥側に設置しても良い。こうしたリアサポート２８はリテーナ５０と同様に、ポリエステル系やポリオレフィン系等の各種の熱可塑性エラストマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂から形成される。好ましくは、リテーナ５０よりも弾性変形が小さくなるような形状及び材質から構成するのが望ましい。
また、リアサポート２８の基板Ｗへの当接面は、垂直面状や傾斜面状に形成できるが、断面がＶ字やＵ字状をしていることが好ましい。
【００２４】
図５は、蓋体３０で容器本体２０の開口部２０ａを閉鎖した状態を表しており、このとき収納されている基板Ｗは、リテーナ５０のＶ字状の当接溝５５の傾斜に沿って先端部が徐々に持ち上げられていき、蓋体３０が容器本対２０に係止されたときには、基板Ｗは一端がリテーナ５０の当接溝５５によって上方に持ち上げられて支持され、他端がリアサポート２８によって保持されるので、基板Ｗは基板支持部２７から浮きあがり基板支持部２７と面接触しないように支持されるようになる。この状態をより解りやすく説明するために、基板Ｗとリテーナ５０の当接溝５５と基板支持部２７とを模式的に拡大したのが図６，図７である。これらは、リテーナ５０の当接溝５５が基板Ｗの一端を基板支持部２７から持ち上げて保持している状態を示している。
【００２５】
リテーナ５０の当接溝５５の高さ方向の中心線（中心位置）Ｏｂのそれぞれは、図６に示すように、容器本体２０の基板支持部２７に搭載されリテーナ５０と相対するそれぞれの基板Ｗの支持部上での高さ方向の中心線（中心位置）Ｏａに対して、ｈ＝０．３ｍｍ〜３ｍｍ上方に位置するように取り付けられている。好ましくは０．５ｍｍ〜２ｍｍに設定される。
このように、リテーナ５０の当接溝５５の高さ方向の中心位置を、容器本体２０の基板支持部２７上の基板Ｗの中心位置よりも上方に位置させているので、蓋体３０を容器本体２０に取り付け基板収納容器１０を搬送するときに、リテーナ５０の当接溝５５の傾斜面が基板Ｗを徐々に持ち上げて当接溝５５の中心部で保持するようになるので、基板収納容器１０の搬送時に基板Ｗの裏面の一部分が基板支持部から浮き上がり、接触面積を減らしているので、基板と基板支持部２７の擦れがほとんど無く、摩耗粉の発生を著しく低減でき、基板の汚染を防止できる。
【００２６】
図８と図９は、本発明に係る基板収納容器の他の実施形態を示している。なお、図８は基板収納容器１０′の横断面図、図９は容器本体２０′の正面図である。ここでは、基板Ｗの基板支持部２７′を別部材として形成し、容器本体２０に取り付け、さらに容器本体２０に１対のリアサポート２８′を、蓋体３０内面に取り付けられるリテーナ５０と相対向するように取り付けたものである。
この場合も、前記実施形態と同様にリテーナ５０によって、基板Ｗを基板支持部２７′から持ち上げてリアサポート２８′との間で挟持することができるので、同様の効果が得られる。
【００２７】
なお、いずれの場合でも、蓋体３０の側面全周にはシール用のガスケット４０が取り付けられている。ガスケット４０は、各種の熱可塑性エラストマーやフッ素ゴム、ＥＰＤＭ、ＥＰＭ、ＮＢＲ、ＩＲなどから形成される。ガスケット４０の原材料は、シール性能から形状、硬度にあわせて適宜選択し、また、加熱時のガス発生量が少ないフッ素ゴムを主材料としたものがもっとも望ましい。
また、蓋体３０には、従来例で示したと同様のラッチ機構が内蔵されているが、これに限らず蓋体３０あるいは容器本体２０の外表面部に設けられる係止フック部材と、容器本体と蓋体に設けられる係止部材とを用いて係止させる構造であっても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基板収納容器によれば、蓋体に取り付けられたリテーナの基板との当接するＶ溝の中心高さが、容器本体の基板支持部上の基板よりも上方になるように取り付け高さが設定されており、基板と当接するときに基板の一端を持ち上げながら奥側に押し込んで保持し、基板収納容器を搬送したり保管したりするときに基板と基板支持部面との擦れがほとんどなく、摩耗粉の発生が防止でき、基板を汚染させることがない。また、基板収納容器の搬送時でもリテーナとリアサポートによって基板の一部を基板支持部から浮かせて支持しているので、面接触させて支持する場合に比べて基板の擦れによる汚染を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板収納容器の実施の形態の分解側面図である。
【図２】リテーナを取り付けた蓋体の実施の形態の背面図である。
【図３】図１に示す基板収納容器のＡ−Ａ線よるに断面図である。
【図４】図３に示す基板収納容器の蓋体取り外し状態のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図５】図３に示す基板収納容器の蓋体取り付け状態のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図６】リテーナと容器本体の基板支持部との位置関係を示す縦断面図である。
【図７】リテーナで基板を支持する状態を示す縦断面図である。
【図８】本発明に係る基板収納容器の他の実施の形態を示す横断面図である。
【図９】本発明に係る基板収納容器の他の実施の形態の開口部方向から見た正面図である。
【図１０】従来例の基板収納容器の分解斜視図である。
【図１１】従来例の基板収納容器の縦断面図である。
【符号の説明】
１０      基板収納容器
２０      容器本体
２０ａ    開口部
２１      ロボティックフランジ
２２      サイドレール
２４      ボトムレール
２５      ボトムプレート
２６      窓部
２７      基板支持部
２８      リアサポート部材
３０      蓋体
４０      ガスケット
５０      リテーナ
５２      ベース部材
５３      弾性片
５４      係止部
５５      当接溝（Ｖ溝）
Ｗ      基板
Ｏａ    基板の中心線
Ｏｂ    当接溝の中心線
ｈ      ＯａとＯｂの高さの差
【図１】
0004372313.tif 000002
【図２】
0004372313.tif 000003
【図３】
0004372313.tif 000004
【図４】
0004372313.tif 000005
【図５】
0004372313.tif 000006
【図６】
0004372313.tif 000007
【図７】
0004372313.tif 000008
【図８】
0004372313.tif 000009
【図９】
0004372313.tif 000010
【図１０】
0004372313.tif 000011
【図１１】
0004372313.tif 000012