JP4836667B2 - 薄板保持容器 - Google Patents

Description

本発明は薄板保持容器に関する。本発明は、例えば、半導体ウエハ、磁気記録媒体ディスク、光記録媒体ディスク、液晶用ガラス基板、フレキシブル表示装置用フィルム基板などの電子デバイス用薄板の搬送、保管、処理等のために保持する薄板保持容器に適用し得ると共に、そのような薄板保持容器における２物体結合解除機構に適用し得る。

近年、半導体ウエハ等の電子デバイス用の薄板では、さらなる薄型化が求められている。このため、寸法の大小に係わらず、各薄板が極薄になって、破損しやすくなっている。また、板厚が変化しない場合でも外形の大型化の進展によって、板厚と外径とのアスペクトの観点から見て相対的に薄板化が進んできている。

このような極薄の薄板を収納して保管、搬送するための容器としては、特許文献１に記載の多段式収納カセットが知られている。この多段式収納カセットは、厚みが２０〜１００μｍの極薄ウエハの外周面にチッピングを生じることなく、かつ、パッドへの吸着ミスなく搬出できる収納カセットである。具体的には、この多段式収納カセット６は、図９に示すように、極薄ウエハＷの直径より僅かに大きい直径の半円弧状ガイド４を平板３上より起立させた収納棚２の複数を、支柱５を介して等間隔で上下に平行に並べたものである。搬送ロボットの吸着パッドをウエハＷ上面に移動させ、ついで下降させてウエハを平板上に押圧することによりウエハの反りを無くしてから吸着パッドにウエハを吸着固定する。

ところで、上述のような多段式収納カセット６では、１つ１つのカセットを個別に分解して搬送する構成にはなっていない。仮に、このカセットを把持して搬送するとしても、カセットを正確に位置決めして支持することができない。このため、カセットの内部の半導体ウエハも正確に位置決めすることができず、外部の処理装置等にスムーズに受け渡すことが難しいという問題がある。

そのため、本件出願人は、薄板を収容する複数の載置トレイを結合して構成される薄板保持容器であって、載置トレイ同士の結合、解除を容易に行うことができ、１枚の載置トレイ単体での搬送をも可能とするものを研究、開発している（例えば、特願２００５−３５０７４４号）。

一般的に、２物体の結合解除機構として、係止爪及び嵌合穴を用いたものや、磁石を利用したものなどがある。前者の結合解除機構及び後者の結合解除機構は共にメリットを有するが、塵埃などの発生を極力させる環境で使用される結合解除機構として、後者の結合解除機構が利用されることもある。例えば、特許文献２には、一方の物体には第１の磁石を固定的に設け、他方の物体には第２の磁石を筐体内で移動可能に設け、第１の磁石に対し、第２の磁石の位置を変化させることで、結合又は解除を行う機構が記載されている。
特開２００４−２７３８６７号公報 国際公開番号ＷＯ９８／５６６７６

しかしながら、特許文献２に記載の２物体の結合、解除方法は、２物体が分離している状態（結合解除状態）においても、各物体が有する磁石の磁束が外部に漏れ出しており、その漏洩磁束量が外部機器や当該結合、解除方法を採用している機器等に悪影響を及ぼす恐れがある。例えば、当該物体の近傍に磁性材料でなる物体があればそれを吸引しようとして悪影響を及ぼしたり、また、当該物体の近傍に電気機器又は磁気的な機器が存在すれば漏洩磁束がその動作などの精度を低下させる悪影響を及ぼしたりする恐れがある。

また、特許文献２に記載の２物体の結合、解除方法は、Ｎ極及びＳ極を有する磁石（第２の磁石）そのものの移動であるため、載置トレイ間の結合解除機構に適用した場合、載置トレイを大きなものとする恐れがある。

特許文献２には、また、第２の磁石として電磁石を適用し、第２の磁石を移動させる代わりに、電磁石の通電のオンオフによって、第１の磁石に対し、第２の磁石（電磁石）が結合又は解除を行う機構が記載されている。このような機構でも、電磁石及び通電構成が必要であるため、載置トレイ間の結合解除機構に適用し難いものである。また、第１の磁石を有する物体側については上述した漏洩磁束の悪影響の課題がある。

そのため、磁力を結合、解除に利用しながら、漏洩磁束量を抑え、構成の小型化を達成することができる薄板保持容器が望まれている。

本発明は、互いに結合したとき、その間隙に薄板を狭持して保持収納する載置トレイの積層集合体を含む薄板保持容器であって、相前後する第１及び第２の載置トレイを結合、解除する結合・解除手段が、（１）磁束発生源と、この磁束発生源からの磁束を通過させる軟磁性材料で形成された磁気回路配線とでなる、上記第１の載置トレイに設けられた磁気回路と、（２）上記第１及び第２の載置トレイが結合したときに、上記磁気回路と結合して磁気回路の一部を構成する軟磁性材料からなる、上記第２の載置トレイに設けられた磁束受部と、（３）上記磁気回路の途中に挿入されて、上記磁気回路を、上記第１及び第２の載置トレイ間に亘る第１の閉状態と、上記第１の載置トレイに内在する第２の閉状態と、開状態との間で切り替える上記第１の載置トレイに設けられた磁気回路スイッチとを有することを特徴とする。

本発明の薄板保持容器によれば、磁力を結合、解除に利用しながら、漏洩磁束量を抑え、構成の小型化を達成することができる。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による薄板保持容器の第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

図２は、第１の実施形態に係る薄板保持容器の概略構成を示す斜視図である。図３は、載置トレイの下側面側から見た概略斜視図である。なお、薄板保持容器や載置トレイには上下左右という概念はないものであるが、以下の説明においては、図２の状態の上下左右で、各構成要素の上下左右に言及する。

図２において、薄板保持容器１１は、主に、一対のベーストレイ１２と、各ベーストレイ１２の間に挿入される１又は複数の載置トレイ１３と、各載置トレイ１３の間やベーストレイ１２と載置トレイ１３との間を互いに結合し、結合解除する結合・解除手段１４（図１参照）とから構成されている。

ベーストレイ１２は、複数積層された載置トレイ１３の上端面及び下端面を保護すると共に半導体ウエハＷの研磨等の処理を行う機械装置(図示せず)に係合するためのトレイである。ベーストレイ１２は、ほぼ円盤状に形成されている。ベーストレイ１２の周縁には、互いに対向する２箇所の位置に後述する把持部２１が設けられている。ベーストレイ１２は、上ベーストレイ１２Ａと下ベーストレイ１２Ｂとからなり、１又は複数枚積層された載置トレイ１３の上下の端部に設けられている。上ベーストレイ１２Ａの上側面には、機械装置との機械的結合を行うための３つの装置ピン溝１６が一体的に形成されている。この３つの装置ピン溝１６は、処理装置側のキネマチックピン(図示せず)に嵌合して薄板保持容器１１の位置決めを行うための溝である。この装置ピン溝１６は、下ベーストレイ１２Ｂの下側面にも同様に一体的に設けられている。

上ベーストレイ１２Ａの下側面は、後述する載置トレイ１３の下側面の第２載置部１９と同様に形成されている。下ベーストレイ１２Ｂの上側面には、後述する載置トレイ１３の上側面の第１載置部１８と同様の第１載置部が設けられている。

各載置トレイ１３は、各ベーストレイ１２の間に挿入されて半導体ウエハＷを収納支持するためのトレイである。載置トレイ１３は、ベーストレイ１２と同様の周囲形状を有している。載置トレイ１３は、第１載置部１８と、第２載置部１９と、結合・解除手段１４と、把持部２１とを備えて構成されている。

第１載置部１８は、図２に示すように、半導体ウエハＷを載置するための部分である。第１載置部１８は、載置トレイ１３の上側面に、半導体ウエハＷの大きさに合わせて形成されている。第１載置部１８に載置される半導体ウエハＷは円形であるため、第１載置部１８は、それに合わせて円形に形成されている。例えば、直径３００ｍｍ、厚さ５０〜７５０μｍ程度の半導体ウエハＷに合わせて設定される。なお、半導体ウエハＷの表面には保護シートが貼付される場合があり、この場合は保護シートの厚さ分だけ厚くなる。第１載置部１８の表面は平坦面状に形成され、半導体ウエハＷの下側面全面に当接して支持するようになっている。なお、第１載置部１８又は第２載置部１９の少なくとも一方には、半導体ウエハＷをトレイ載置面内の設定位置に規制するための抜け防止構造(図示せず)が形成されている。この抜け防止構造は具体的には、半導体ウエハＷの外周部に沿った円形状又は円弧形状であって、段差状あるいは突起状に形成されている。

第１載置部１８の外周縁にはシール保持溝２３が設けられている。このシール保持溝２３は、シール材２４を保持するための溝である。シール保持溝２３は、第１載置部１８の外周縁に円環状に形成されている。これにより、第１載置部１８と第２載置部１９とシール材２４とで収納空間が構成されている。シール材２４は、シール保持溝２３に嵌合された状態で、２つの載置トレイ１３が積層されて各載置トレイ１３が互いに結合されたときにできる収納空間を囲繞するように設けられ、この収納空間を外部環境から隔離して気密に保つようになっている。この収納空間は、少なくとも１枚の半導体ウエハＷを収納できる大きさに設定されている。収納空間は、用途に応じて、２枚以上の半導体ウエハＷを同時に収納する場合もある。この場合、収納空間は、２枚重ね又はそれ以上重ねた半導体ウエハＷの厚さに応じた寸法に設定される。

第２載置部１９は、図３に示すように、他の載置トレイ１３の第１載置部１８に係合して外部環境と隔離した上記収納空間を形成すると共に、当該収納空間内で半導体ウエハＷを挟み持って上下を逆にした際にも半導体ウエハＷを載置して支持するための部分である。

第２載置部１９は、第１載置部１８に載置された半導体ウエハＷを、その上側から覆ってできる上記収納空間内に収納して支持する。第２載置部１９は、第１載置部１８と同じ寸法に形成されている。

第１載置部１８及び第２載置部１９の表面全面には、詳細に見れば、載置凸部２６が設けられている。この載置凸部２６は、第１載置部１８に載置された半導体ウエハＷをその両側から押圧して支持するための部材である。載置凸部２６は、網目状に形成されている。載置凸部２６を網目状に形成するのは、載置凸部２６が半導体ウエハＷと最小面積で接触するようにすると共に、半導体ウエハＷの全面を均等に押圧するためである。これにより、網目状の載置凸部２６は、半導体ウエハＷに最小面積で接触し、半導体ウエハＷの全面を均等に押圧することで、第１載置部１８と第２載置部１９との間の収納空間で極薄の半導体ウエハＷを挟んで確実に支持するようになっている。なお、第１載置部１８については、いくつかの図で載置凸部２６を設けないものもあるため、便宜的に載置凸部２６の記載を省略した形で説明しているだけであり、上述のように第１載置部１８にも載置凸部２６が設けられている。第２載置部１９の載置凸部２６の構成及び動作は、第１載置部１８に設けられる載置凸部２６にもそのまま適用される。

第２載置部１９の外周縁にはシール受け溝２８が設けられている。このシール受け溝２８は、第１載置部１８側のシール保持溝２３に保持されたシール材２４が密着して上記収納空間内の気密性を向上させるための部分である。

図１は、図２におけるＩ−Ｉ線沿った、１枚の載置トレイ１３についての概略断面図であり、図４は、結合・解除手段１４の拡大断面図である。図４は、３枚の載置トレイ１３−１〜１３−３を示している。

結合・解除手段１４は、図１及び図４に示すように、磁束発生源としての永久磁石３０と、この永久磁石３０からの磁束の通路として機能する、それぞれ左右に設けられている磁気回路配線３１（３１Ｌ、３１Ｒ）、３２（３２Ｌ、３２Ｒ）と、永久磁石３０、磁気回路配線３１及び３２でなる磁気回路を磁気的に遮断、接続する磁気回路スイッチ３３と、他の載置トレイ１３の磁束を受け付ける磁束受部３４と、スイッチ操作孔３５とを有している。

永久磁石３０、磁気回路配線３１、３２及び磁気回路スイッチ３３は、載置トレイ１３の厚み方向の上半分側に設けられており、磁束受部３４は、載置トレイ１３の厚み方向の下半分側に設けられている。

この第１の実施形態の場合、磁気回路スイッチ３３は、スイッチ操作孔３５から挿入された図示しない操作子の操作によって、図４の左右方向に直動する板状又は棒状のものである。磁気回路スイッチ３３は、直動方向に間隔をもって設けられている第１及び第２の磁気スイッチオン部３３１及び３３２と、図４で左右の磁気回路配線３２を適宜連結する、第１及び第２の磁気スイッチオン部３３１及び３３２の中間に設けられている磁気架橋部３３３とを磁気回路要素として備え、その他の部分は非磁性材料で構成されている。その他の部分における非磁性材料は高分子材料に限定されず、非磁性金属であっても良い。

第１及び第２の磁気スイッチオン部３３１及び３３２と、磁気架橋部３３３と、磁気回路配線３１、３２と、磁束受部３４とは、磁気回路スイッチ３３の位置に応じて、図４に示す３種類の磁気回路状態を達成できる位置に設けられている。

図４において、１番目の載置トレイ１３−１における磁気回路の状態（第１の磁気回路状態）は、例えば、当該載置トレイ１３−１が薄板保持容器１１から分離されて単独で搬送などが実行される状態でのものである。第１の磁気回路状態では、永久磁石３０のＮ極からの磁束は、左下の磁気回路配線３１Ｌ−第１の磁気スイッチオン部３３１−左上の磁気回路配線３２Ｌ−磁気架橋部３３３−右上の磁気回路配線３２Ｒ−第２の磁気スイッチオン部３３２−右下の磁気回路配線３１Ｒという経路で、永久磁石３０のＳ極に至るようになされている。載置トレイ１３−１の構成要素だけで磁気的な閉ループを構成させて磁気漏れを抑え、外部への悪影響を最小限にするようにしている。

図４において、２番目の載置トレイ１３−２における上側磁気回路の状態（第２の磁気回路状態）は、遮断されている磁気回路である。例えば、結合状態にあった２枚の載置トレイ１３−１及び１３−２を分離させる際には、下側の載置トレイ１３−２の磁気回路スイッチ３３を第２の磁気回路状態にする。第２の磁気回路状態では、左下の磁気回路配線３１Ｌ及び左上の磁気回路配線３２Ｌ間は、磁気回路スイッチ３３の非磁性材料部分によって磁気的に遮断され、左上の磁気回路配線３２Ｌ及び右上の磁気回路配線３２Ｒ間も、磁気回路スイッチ３３の非磁性材料部分によって磁気的に遮断され、右上の磁気回路配線３２Ｒ及び右下の磁気回路配線３１Ｒ間も、磁気回路スイッチ３３の非磁性材料部分によって磁気的に遮断されている。第２の磁気回路状態は、磁気的な開ループになっているが、載置トレイ１３−２の上の表面に面している左上の磁気回路配線３２Ｌ及び右上の磁気回路配線３２Ｒには磁束が流れないので、他の載置トレイ１３−１の磁束受部３４が近接していてもその磁束受部３４（従って、他の載置トレイ１３−１）を引き寄せることはない。

図４において、３番目の載置トレイ１３−３における上側磁気回路の状態（第３の磁気回路状態）は、２番目の載置トレイ１３−２を吸着している結合状態の磁気回路である。第３の磁気回路状態では、永久磁石３０のＮ極からの磁束は、左下の磁気回路配線３１Ｌ−第１の磁気スイッチオン部３３１−左上の磁気回路配線３２Ｌ−磁束受部３４−右上の磁気回路配線３２Ｒ−第２の磁気スイッチオン部３３２−右下の磁気回路配線３１Ｒという経路で、永久磁石３０のＳ極に至るようになされている。第３の磁気回路状態では、第１の磁気回路状態における磁気架橋部３３３に代えて、他の載置トレイ１３−２の要素である磁束受部３４を利用して磁気的な閉ループを構成させ、両載置トレイ１３−２及び１３−３を結合させている。第３の磁気回路状態も、第１の磁気回路状態と同様に、磁気的な閉ループを構成しているので、磁気漏れを抑え、外部への悪影響を最小限にし得る。

永久磁石３０には、例えば、ネオジウム鉄系永久磁石、ネオジウム鉄コバルト系永久磁石、サマリウムコバルト系永久磁石を適用する。これらの種類の永久磁石は、図５に示すようなヒステリシス曲線において、残留磁束密度Ｂｒと保持力Ｈｃとの積が大きく効率的に磁気回路を構成することができる。すなわち、結合・解除手段１４の大きさを小さくした上で、結合時の結合力（吸引力）を大きくできるので、上記種類の永久磁石が好ましい。

磁気回路配線３１、３２、磁束受部３４、第１及び第２の磁気スイッチオン部３３１及び３３２、磁気架橋部３３３などの磁気回路の要素は、磁束を通過させるが、磁束が供給されない状態では磁力（保持力）を発生させない軟磁性材料からなる。このような磁気回路要素に適用できる軟磁性材料は、例えば、純鉄、ケイ素鋼、フェライト、センダスト、パーマロイ、スーパーマロイ（商品名）などの、磁束が流れやすい高透磁率材料を適用する。

磁気架橋部３３３の磁気回路として接触する表面には、少なくとも厚み５００μｍ程度以下の高分子材料で被覆されていることが、さびを防止すると共に、塵埃を抑える面から好ましい。ここで、厚みは、磁気回路配線３２Ｌ、３２Ｒと磁気架橋部３３３との間の吸着力を妨げない程度（少なくとも５００μｍ程度以下）に選定する。磁気架橋部３３３の表面を被覆する高分子材料としては、フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネートを適用できる。磁気架橋部３３３の表面を被覆する高分子材料が、載置トレイ１３を構成する高分子材料と同じであれば、磁気回路を構成しない部分との接触時に接触部分との親和性が良好となって好ましい。

なお、磁気架橋部３３３以外でも、磁気吸引力を妨げない程度に高分子材料を被覆するようにしても良い。

結合・解除手段１４は、図６に示すように、ベーストレイ１２及び載置トレイ１３が積層されると、各載置トレイ１３の間や、ベーストレイ１２と載置トレイ１３の間を互いに固定して一体となって薄板保持容器１１を構成させる。このような一体化状態では、結合・解除手段１４は、上述した第３の磁気回路状態をとっている。

把持部２１は、外部の機械装置側の処理アームが嵌合して把持するための部分である。把持部２１は、図２に示すように、載置トレイ１３の対向する側面（左右側面）に、それぞれ設けられている。把持部２１は、その縦断面形状を楔状に形成されている。すなわち、把持部２１の縦断面形状は、上下方向の位置決めをする、互いに傾斜した２つの傾斜面を備えて構成されている。図示しない処理アームの保持機構はＶ溝構造になっている。この保持機構のＶ溝部分が把持部２１の２つの傾斜面と接触して互いに嵌合することで、載置トレイ１３の上下方向が位置決めされるようになっている。なおここでは、把持部２１の縦断面形状を楔状にしたが、上下方向の位置決めをする、互いに傾斜した２つの傾斜面を備えた構造であれば、楔状以外の構造でも良い。把持部２１の左右方向の位置決めは、把持部２１の両端壁が、保持機構の端壁と当接して行われる。

載置トレイ１３は、非帯電性又は導電性の高分子材料で形成されている。さらに、載置トレイ１３の第１載置部１８及び第２載置部１９の部分が透明になる高分子材料で形成されている。

載置トレイ１３の具体的な材料としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などの熱可塑性高分子材料やフッ素系樹脂などを用いることができる。これらの高分子にカーボンファイバーや金属パウダーなどの導電材料を混合したり、界面活性剤を混合したりすることによって、導電性や非帯電性を付与することができる。

弾性のある材料としては、ポリブチレンテレフタレート系樹脂やポリエチレンエラストマ−やポリブチレンエラストマ−などがある。また、ほとんどの有機高分子材料はシリコンよりも柔らかいため、半導体ウエハＷよりも柔らかい材料であることは、あまり意識する必要はない。なお、半導体ウエハＷよりも柔らかい材料として、ほとんどの有機高分子材料を用いることができるが、半導体ウエハＷと直接接する場所には、有機高分子材料の中でも弾性を有してより柔らかい材料であるポリブチレンテレフタレート系樹脂などを用いるのが望ましい。

透明な材料としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂などがある。

なお、上記弾性、非帯電性又は導電性の機能を満たす高分子材料と別の種類の高分子材料を使用してもよい。この場合は、載置トレイ１３の第１載置部１８及び第２載置部１９の部分のみ、又はその一部を透明な高分子材料で形成する。載置トレイ１３のみ、又はその一部を透明な高分子材料で形成しても良い。

以上のように構成された薄板保持容器１１は、次のようにして使用される。まず、薄板保持容器１１を構成する方法を説明する。

まず、保持する半導体ウエハＷの枚数に合わせて載置トレイ１３を用意する。そして、各半導体ウエハＷを各載置トレイ１３の第１載置部１８に載置する。次いで、全ての載置トレイ１３を積み重ねる。この積層前においては、各結合・解除手段１４の磁気回路スイッチ３３の位置を第１の磁気回路状態（図４の載置トレイ１３−１の状態）にしておく。積層された後、スイッチ操作孔３５から図示しないスイッチ操作子を挿入し、磁気回路スイッチ３３の位置を第３の磁気回路状態（図４の載置トレイ１３−３の状態）にする。

このような積層、結合状態においては、各載置トレイ１３の第１載置部１８に載置された半導体ウエハＷは、上側の載置トレイ１３の第２載置部１９と、上記第１載置部１８と、シール材２４とによって収納空間が形成されて、外部環境と遮断される。さらに、半導体ウエハＷは、第２載置部１９の載置凸部２６で押圧されて、この載置凸部２６と第１載置部１８とで、挟んで確実に支持される。

さらに、複数枚積層された各載置トレイ１３の上下両側端部にベーストレイ１２が取り付けられる。即ち、各載置トレイ１３の上側に上ベーストレイ１２Ａが、下側に下ベーストレイ１２Ｂが、結合・解除手段１４によってそれぞれ取り付けられる。なおここでは、上ベーストレイ１２Ａ及び下ベーストレイ１２Ｂを、複数の載置トレイ１３が積層された後に取り付けているが、載置トレイ１３と同時に積層されても良い。

１つの薄板保持容器１１を構成したら、その薄板保持容器１１を搬送する。次の搬送に供される半導体ウエハＷの枚数が前回の薄板保持容器１１よりも少ない場合又は多い場合には、それに応じて載置トレイ１３の枚数を調整して対応する。

次いで、薄板保持容器１１は、内部の半導体ウエハＷの処理内容に応じた場所に搬送される。この薄板保持容器１１は、搬送されてきた後、機械装置の図示しない載置台に載置される。このとき、機械装置側のキネマチックピンにベーストレイ１２の装置ピン溝１６が嵌合して薄板保持容器１１が正確な位置に載置される。

次に、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、機械装置側の２つの保持機構４２が載置トレイ１３−ｍの各把持部２１にそれぞれ嵌合して、処理対象の半導体ウエハＷを保持した載置トレイ１３−ｍを把持する。これにより、楔状の把持部２１と保持機構４２のＶ溝とで上下方向が、把持部２１の両端壁と保持機構４２側の端壁とで左右方向がそれぞれ位置決めされる。

次いで、図示しないスイッチ操作子が、その載置トレイ１３−ｍより１段下の載置トレイ１３−（ｍ−１）の位置に移動して、スイッチ操作孔３５に挿入され、載置トレイ１３−（ｍ−１）の磁気回路スイッチ３３を操作して第２の磁気回路状態（図４の載置トレイ１３−２の状態）にして結合・解除手段１４の固定を解除し、図７（Ｃ）に示すように、保持機構４２で把持された載置トレイ１３−ｍが持ち上げられ、薄板保持容器１１は、載置トレイ１３−ｍ、１３−（ｍ−１）間で切り離される。載置トレイ１３−ｍが持ち上げられると、図示しないスイッチ操作子が、載置トレイ１３−（ｍ−１）の磁気回路スイッチ３３を、第１の磁気回路状態（図４の載置トレイ１３−１の状態）にするように操作する。

次いで、機械装置側の出し入れ機構(図示せず)が半導体ウエハＷを支持して持ち上げて、処理するために外部に搬出される。半導体ウエハＷが搬出された後は、そのまま待機する。また、必要に応じて、持ち上げた載置トレイ１３−ｍを元に戻して、図示しないスイッチ操作子が、載置トレイ１３−（ｍ−１）の磁気回路スイッチ３３を、第３の磁気回路状態（図４の載置トレイ１３−３の状態）にするように操作する。

処理が終了した後の半導体ウエハＷを薄板保持容器１１に収納する場合は、出し入れ機構で支持された半導体ウエハＷを第１載置部１８に載置する。載置トレイ１３−ｍ、１３−（ｍ−１）を結合している場合は、戻したい位置の上の載置トレイ１３−ｍを上記同様にして切り離して保持機構４２で持ち上げてから載置トレイ１３−（ｍ−１）に載置する。その後は、保持機構４２で持ち上げた載置トレイ１３−ｍを降ろし、図示しないスイッチ操作子が、載置トレイ１３−（ｍ−１）の磁気回路スイッチ３３を、第３の磁気回路状態（図４の載置トレイ１３−３の状態）にするように操作し、最結合させる。これで、半導体ウエハＷの収納は完了する。

他の位置の半導体ウエハＷを処理する場合は、その位置の載置トレイ１３を上記同様に切り離して、その内部の半導体ウエハＷを取り出して行う。

半導体ウエハＷの反対面を処理する場合は、薄板保持容器１１を反転させてから機械装置に載置し、上記処理を行う。

薄板保持容器１１に対する切り離しを２回行うことにより、１枚又は複数枚でなる一部の載置トレイ１３群を、薄板保持容器１１から分離して取り出すことができる。この分離時にも、分離位置の下側の載置トレイに対し、磁気回路スイッチ３３を操作して、第３の磁気回路状態から第２の磁気回路状態にして分離し、その後、第１の磁気回路状態にする。

第１の実施形態によれば、１個の永久磁石を用い、その永久磁石からの磁束の磁気回路の一部を構成するものとして、他の載置トレイの軟磁性材料からなる磁束受部を用い、磁気回路スイッチによる磁気回路の接続、遮断によって、載置トレイ間の結合、解除を行うようにしたので、磁力結合のために、２枚の載置トレイが共に磁力を働き合う磁石を持っていなくてすみ、結合、解除構成を小型のものとし得る。

また、第１の実施形態によれば、分離状態においても、１枚の載置トレイだけで構成される磁気回路の閉ループ状態を用意したので、分離状態で磁束が外部に漏れて悪影響を与えることを防止することができる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による薄板保持容器の第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

第２の実施形態は、結合・解除手段（第２の実施形態では符号１４Ａを用いる）の具体的な構成だけが第１の実施形態と異なっている。第１の実施形態は磁気回路スイッチ３３が直動するものであったが、第２の実施形態は磁気回路スイッチが回動又は揺動するものである。以下では、第２の実施形態における結合・解除手段１４Ａの構成、作用について説明する。

図８は、第２の実施形態における結合・解除手段１４Ａの構成を示す図面である。図８（Ａ１）〜（Ａ３）は回転軸の軸方向から見た概略正面図であり、図８（Ｂ１）〜（Ｂ３）は図８（Ａ１）〜（Ａ３）のそれぞれに対する概略右側面図である。

図８（Ａ１）及び（Ｂ１）は、第１の実施形態で説明した第１の磁気回路状態（分離時閉ループ状態）に相当する状態を示しており、図８（Ａ２）及び（Ｂ２）は、第１の実施形態で説明した第２の磁気回路状態（分離時開ループ状態）に相当する状態を示しており、図８（Ａ３）及び（Ｂ３）は、第１の実施形態で説明した第３の磁気回路状態（結合時閉ループ状態）に相当する状態を示している。

図８において、永久磁石１００には、磁気回路配線部材１０１Ｌ及び１０１Ｒに接続している。図８（Ｂ１）〜（Ｂ３）において、磁気回路配線部材１０１Ｌ及び１０１Ｒは、永久磁石１００から左右に延びた後、図８（Ｂ１）〜（Ｂ３）の紙面法線方向の奥側に曲がっており、曲がっている先端側は、図８（Ａ１）〜（Ａ３）に示すように円弧状となっている。

図８（Ａ１）〜（Ａ３）に示すように、磁気回路配線部材１０１Ｌ及び１０１Ｒの円弧状先端部と離間している円弧状部分１０２Ｌ及び１０２Ｒを有する磁気回路配線部材１０３Ｌ及び１０３Ｒが設けられている。磁気回路配線部材１０３Ｌ及び１０３Ｒは、図８（Ｂ１）〜（Ｂ３）に示すように、円弧状部分１０２Ｌ及び１０２Ｒを取り付けていてしかも上方に延びている部分１０４Ｌ及び１０４Ｒと、そこから内方に向かっている部分１０５Ｌ及び１０５Ｒとからなる。両者の内方に向かっている部分１０５Ｌ及び１０５Ｒの対向面には、円弧状に延びている磁気回路配線部材１０６Ｌ及び１０６Ｒが設けられている。磁気回路配線部材１０６Ｌ及び１０６Ｒは、互いに離間している。

回転軸１１０には、２個の磁気回路オンオフ部材１１１Ｌ及び１１１Ｒ、磁気架橋部材１１３が、回転軸１１０の回転と共に回転するように取り付けられている。

磁気回路オンオフ部材１１１Ｌ及び１１１Ｒは、概ね直角に曲がった部材であり、曲がり角部が回転軸１１０に取り付けられており、磁気回路オンオフ部材１１１Ｌ及び１１１Ｒの２つの先端部分１１２Ｌ１、１１２Ｌ２、及び、１１２Ｒ１、１１２Ｒ２は円弧状をしており、その円弧状部分１１２Ｌ１、１１２Ｌ２、及び、１１２Ｒ１、１１２Ｒ２には軟磁性材料が設けられている。

磁気回路オンオフ部材１１１Ｌの円弧状部分１１２Ｌ１及び１１２Ｌ２はそれぞれ、磁気回路配線部材１０１Ｌの円弧状先端部と、磁気回路配線部材１０３Ｌの円弧状部分１０２Ｌとを磁気的に接続し得るものである。同様に、磁気回路オンオフ部材１１１Ｒの円弧状部分１１２Ｒ１及び１１２Ｒ２はそれぞれ、磁気回路配線部材１０１Ｒの円弧状先端部と、磁気回路配線部材１０３Ｒの円弧状部分１０２Ｒとを磁気的に接続し得るものである。

磁気架橋部材１１３は、回転中心から延びてその先端が円弧状をしており、その円弧状部分１１４には軟磁性材料が設けられている。磁気架橋部材１１３の円弧状部分１１４は、離間している磁気回路配線部材１０６Ｌ及び１０６Ｒを磁気的に接続し得るものである。

磁気架橋部材１１３は、磁気回路オンオフ部材１１１Ｌ、１１１Ｒの一方の円弧状部分１１２Ｌ１、１１２Ｒ１が、磁気回路配線部材１０１Ｌ、１０１Ｒの円弧状先端部と、磁気回路配線部材１０３Ｌ、１０３Ｒの円弧状部分１０２Ｌ、１０２Ｒとを磁気的に接続しているときに、離間している磁気回路配線部材１０６Ｌ及び１０６Ｒを磁気的に接続するように、回転軸１００に取り付けられている。

図８（Ａ１）及び（Ｂ１）に示す第１の磁気回路状態（分離時閉ループ状態）では、永久磁石１００のＮ極から出た磁束は、磁気回路配線部材１０１Ｌ−磁気回路オンオフ部材１１１Ｌの円弧状部分１１２Ｌ１−磁気回路配線部材１０２Ｌ−磁気回路配線部材１０６Ｌ−磁気架橋部材１１３−磁気回路配線部材１０６Ｒ−磁気回路配線部材１０２Ｒ−磁気回路オンオフ部材１１１Ｒの円弧状部分１１２Ｒ１−磁気回路配線部材１０１Ｒの経路を経て永久磁石１００のＳ極に戻る。

図８（Ａ２）及び（Ｂ２）に示す第２の磁気回路状態（分離時開ループ状態）では、磁気回路オンオフ部材１１１Ｌ、１１１Ｒが、そのいずれの円弧状部分１１２Ｌ１、１１２Ｌ２、１１２Ｒ１、１１２Ｒ２も、磁気回路配線部材１０１Ｌ、１０１Ｒの円弧状先端部と、磁気回路配線部材１０３Ｌ、１０３Ｒの円弧状部分１０２Ｌ、１０２Ｒとを磁気的に接続しない位置に位置されることにより、磁気回路を切断させている。

図８（Ａ３）及び（Ｂ３）に示す第３の磁気回路状態（結合時閉ループ状態）では、永久磁石１００のＮ極から出た磁束は、磁気回路配線部材１０１Ｌ−磁気回路オンオフ部材１１１Ｌの円弧状部分１１２Ｌ１−磁気回路配線部材１０２Ｌ−他の載置トレイの磁束受部３４−磁気回路配線部材１０２Ｒ−磁気回路オンオフ部材１１１Ｒの円弧状部分１１２Ｒ１−磁気回路配線部材１０１Ｒの経路を経て永久磁石１００のＳ極に戻る。

第２の実施形態によっても、磁気回路スイッチのオンオフ構成が第１の実施形態とは異なるが、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。

（Ｃ）他の実施形態
本発明の薄板保持容器が対象とする薄板の種類などは限定されるものではない。例えば、半導体ウエハ、磁気記録媒体ディスク、光記録媒体ディスク、液晶用ガラス基板、フレキシブル表示装置用フィルム基板などのいずれであっても良い。

上記各実施形態においては、磁束発生源が永久磁石であるものを示したが、電磁石であっても良い。この場合において、載置トレイは電磁コイルを備え、その電磁コイルに対する電流の供給源は外部（例えば、全ての載置トレイに共通）に設けられていても良い。

また、上記各実施形態においては、磁気回路スイッチの状態によって位置が変化する磁気架橋部分３３３、磁気架橋部材１１３を利用して、磁束をできるだけ表面から遠い位置を流れるように分離時閉ループを形成していたが、分離時閉ループを、磁気架橋部分、磁気架橋部材を用いることなく形成させても良い。

第１の実施形態に係る載置トレイの概略断面図である。 第１の実施形態に係る薄板保持容器の概略構成を示す斜視図である。 第１の実施形態の載置トレイを下側面側から見た概略斜視図である。 第１の実施形態における結合・解除手段の詳細構成を示す概略断面図である。 第１の実施形態における永久磁石として適用できる種類の機能の説明図である。 第１の実施形態に係る薄板保持容器の概略断面図である。 第１の実施形態に係る薄板保持容器の結合、解除の説明図である。 第２の実施形態における結合・解除手段の詳細構成を示す図面である。 従来の薄板保持容器を示す正面図である。

符号の説明

１１：薄板保持容器、１２：ベーストレイ、１３：載置トレイ、１４、１４Ａ：結合・解除手段、１８：第１載置部、１９：第２載置部、２１：把持部、２３：シール保持溝、２４：シール材、２６：載置凸部、２８：シール受け溝、３０：永久磁石３０、３１（３１Ｌ、３１Ｒ）、３２（３２Ｌ、３２Ｒ）：磁気回路配線、３３：磁気回路スイッチ、３４：磁束受部３５：スイッチ操作孔、４２：保持機構、１００：永久磁石、１０１Ｌ、１０１Ｒ、１０３Ｌ、１０３Ｒ、１０６Ｌ、１０６Ｒ：磁気回路配線部材、１１０：回転軸、１１１Ｌ、１１１Ｒ：磁気回路オンオフ部材、１１３：磁気架橋部材、Ｗ：半導体ウエハ。

Claims (6)

1. 互いに結合したとき、その間隙に薄板を狭持して保持収納する載置トレイの積層集合体を含む薄板保持容器であって、
   相前後する第１及び第２の載置トレイを結合、解除する結合・解除手段が、
   磁束発生源と、この磁束発生源からの磁束を通過させる軟磁性材料で形成された磁気回路配線とでなる、上記第１の載置トレイに設けられた磁気回路と、
   上記第１及び第２の載置トレイが結合したときに、上記磁気回路と結合して磁気回路の一部を構成する軟磁性材料からなる、上記第２の載置トレイに設けられた磁束受部と、
   上記磁気回路の途中に挿入されて、上記磁気回路を、上記第１及び第２の載置トレイ間に亘る第１の閉状態と、上記第１の載置トレイに内在する第２の閉状態と、開状態との間で切り替える上記第１の載置トレイに設けられた磁気回路スイッチと
   を有することを特徴とする薄板保持容器。
2. 上記磁気回路、上記磁束受部及び上記磁気回路スイッチは、上記第１及び第２の載置トレイが互いに結合しているときは磁束閉ループを構成し、上記第１及び第２の載置トレイを分離するとき磁束開ループを構成し、完全に分離後は、上記磁気回路及び上記磁気回路スイッチは、当該磁気回路スイッチと連動して動作する磁気架橋部によって磁束閉ループを構成することを特徴とする請求項１に記載の薄板保持容器。
3. 上記磁気架橋部の表面は、少なくとも厚み５００μｍ程度以下の高分子材料で被覆されていることを特徴とする請求項２に記載の薄板保持容器。
4. 上記磁気架橋部の表面を被覆している高分子材料は、フッ素樹脂又はポリプロピレン又はポリカーボネートであることを特徴とする請求項３に記載の薄板保持容器。
5. 上記磁束発生源は、永久磁石であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄板保持容器。
6. 上記永久磁石は、ネオジウム鉄系永久磁石、ネオジウム鉄コバルト系永久磁石、サマリウムコバルト系永久磁石であることを特徴とする請求項５に記載の薄板保持容器。

Images