JP6532466B2 - 基板収納容器 - Google Patents

Description

本発明は、容器本体から蓋体が取り外された状態で内部の気体が基板用保護気体に置換される基板収納容器に関するものである。

従来のＦＯＵＰ等の基板収納容器は、図２３や図２４に部分的に示すように、複数枚の半導体ウェーハＷを整列収納する容器本体１と、この容器本体１の開口した正面２に着脱自在に嵌合される蓋体とを備え、容器本体１に複数の給気弁と排気弁とが配設されており、これら複数の給気弁と排気弁とが容器本体１内のエアを半導体ウェーハＷ用のパージガスに置換して半導体ウェーハＷを保護する。

容器本体１は、正面２の開口したフロントオープンボックスに形成され、パージ装置の付設されたロードポート８１に位置決めして搭載されるとともに、このロードポート８１により、開口した正面２に蓋体が嵌合されたり、正面２から蓋体が取り外されたりする。容器本体１の底板６の後部両側には、容器本体１の外部から内部に半導体ウェーハＷ用のパージガス（図２３や図２４の矢印参照）を供給する給気弁がそれぞれ嵌着され、底板６の前部両側には、半導体ウェーハＷ用のパージガスの供給に伴い、容器本体１の内部から外部にエアを排気する排気弁がそれぞれ嵌着されている（特許文献１参照）。

半導体ウェーハＷ用のパージガスとしては、例えば、半導体ウェーハＷの表面状態の変質や配線の腐食を抑制する不活性ガス（窒素ガス等）、ドライエアがあげられる。また、各給気弁には、エアとパージガスとの効率的な置換が要求される場合に、中空のタワーノズル７０が選択的に接続される。このタワーノズル７０は、例えば上下方向に細長い中空筒形に形成され、容器本体１の底板６に固定されて給気弁に連通しており、周壁の上下方向に、容器本体１の正面２方向にパージガスを吹き出す複数の吹出孔７１が一列に並べて穿孔されている（特許文献２参照）。

一般的に基板収納容器は、容器本体１の正面２に蓋体が嵌合され、容器本体１が閉鎖された状態でパージガスに置換される。しかしながら近年、加工装置による半導体ウェーハＷの処理中において、半導体ウェーハＷの表面状態が変質しないよう、パージガスによる置換が行われるようになって来た。このような場合、基板収納容器は、ＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）８０と呼ばれるモジュールに搭載され、容器本体１の正面２から蓋体が取り外された後、容器本体１の正面２が開口した状態でパージガスに置換される（特許文献３参照）。

ＥＦＥＭ８０は、図２３や図２４に示すように、ロードポート８１・ウェーハ搬送機構・ウェーハ搬送室から構成され、ロードポート８１から搬入される半導体ウェーハＷを製造装置に供給するまでを担う半導体製造過程の搬送装置である。このＥＦＥＭ８０の天井には、ファンフィルターユニット（ＦＦＵ）８２が設置され、このファンフィルターユニット８２が矢印で示すクリーンエアを床方向に大量にダウンフローする。

上記構成において、ＥＦＥＭ８０を使用してパージガスに置換し、基板収納容器の容器本体１内の相対湿度を一定水準以下に均一に下げたい場合には、ＥＦＥＭ８０のロードポート８１に基板収納容器の容器本体１が搭載され、この容器本体１の正面２から蓋体が取り外された後、ＥＦＥＭ８０天井のファンフィルターユニット８２から床方向に大量のクリーンエアがダウンフローされるとともに、容器本体１の外部から内部にパージガスが高圧で供給される。

すると、パージガスは、容器本体１の給気弁からタワーノズル７０に流入し、このタワーノズル７０の複数の吹出孔７１から容器本体１の開口した正面２方向にそれぞれ吹き出るとともに、複数枚の半導体ウェーハＷ間の後部から前部方向に接触しながら流動する。この流動により、容器本体１内のエアが容器本体１の正面２から外部に排気され、容器本体１内の相対湿度が低下する。

特許第４２０１５８３号公報 特許第３９６０７８７号公報 特開２００４−３２７９１１号公報

従来における基板収納容器は、以上のように構成され、給気弁にタワーノズル７０が選択的に接続される場合には、細長いタワーノズル７０に複数の吹出孔７１が単に穿孔されているので、容器本体１内のエアをパージガスに効率良く置換することに支障を来すおそれが考えられる。また、容器本体１の底板６の後部にタワーノズル７０が単に固定されるに止まり、タワーノズル７０の上部がフリーとなるので、容器本体１内のエアをパージガスに効率良く置換することに支障を来すおそれが考えられる。

この点について詳しく説明すると、タワーノズル７０の上部がフリーの場合、容器本体１の外部から内部にパージガスが高圧で供給されたり、基板収納容器が高速で搬送されたりすると、振動や加速度の作用により、タワーノズル７０の上部が前後左右に揺れ、タワーノズル７０の姿勢が不安定となる。タワーノズル７０の姿勢が安定しないと、容器本体１の底板６に対する固定が緩んだり、タワーノズル７０の吹出孔７１の位置が当初の設定位置から周方向にずれたりするので、容器本体１内のエアをパージガスに効率良く置換することが困難になるおそれが考えられる。

また、ＥＦＥＭ８０を使用してパージガスに置換し、基板収納容器の相対湿度を一定水準以下に均一に下げたい場合には、天井から大量のクリーンエアがダウンフローされるので、優れた効果が期待できるものの、ダウンフローの際、容器本体１の開口した正面寄りの下方にクリーンエアの一部が流入してタワーノズル７０からのパージガスと衝突し、澱みＳが生じることがある（図２３参照）。澱みＳが生じると、容器本体１の正面寄りの下方にタワーノズル７０からのパージガスが届かず、容器本体１内の下部とそれ以外の残部の相対湿度が不均一になるので、容器本体１内の相対湿度を均一に下げることができないという問題が生じる。

また、ＥＦＥＭ８０の使用や環境によっては、容器本体１の開口した正面寄りの上方にもクリーンエアの一部が流入してタワーノズル７０からのパージガスと衝突し、澱みＳが生じることがある（図２４参照）。このときにも、容器本体１の正面寄りの上方にタワーノズル７０からのパージガスが届かず、容器本体１内の上部とそれ以外の残部の相対湿度が不均一になるので、容器本体１内の相対湿度を均一に下げることができないという問題が生じる。この問題は、容器本体１の天井板１６と最上段の半導体ウェーハＷとの間の空間が広く、タワーノズル７０を用いたパージガスの充填が容易ではないので、特に深刻となる。

本発明は上記に鑑みなされたもので、容器本体内のエアを基板用保護気体に効率良く置換することができる基板収納容器を提供することを目的としている。また、容器本体の正面を開口させた状態で基板用保護気体に置換する場合に、容器本体内の湿度を適切に下げることのできる基板収納容器の提供を他の目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、複数枚の基板を上下方向に並べて収納可能な容器本体と、この容器本体の外部から内部に基板用保護気体を供給する給気弁と、この給気弁からの基板用保護気体を容器本体の内部に吹き出す気体置換ユニットとを備え、容器本体をフロントオープンボックスに形成してその底部後方に給気弁を取り付けたものであって、
気体置換ユニットは、給気弁から流入した基板用保護気体を貯留するハウジング部材と、このハウジング部材の開口した正面を覆うカバー部材とを含み、ハウジング部材を容器本体の上下方向に伸ばしてその大きさを容器本体の背面壁の少なくとも大部分に対向可能な大きさとし、このハウジング部材の上部と中央部の少なくともいずれか一方を容器本体の内部に支持させ、ハウジング部材の内部を複数の貯留空間に区画するとともに、この複数の貯留空間の上部間と下部間の少なくともいずれか一方を基板用保護気体が流通するよう連通させ、ハウジング部材の正面を容器本体の正面方向に向け、ハウジング部材の下部を基板用保護気体が流通するよう給気弁に接続し、カバー部材の縦横方向には、ハウジング部材内の基板用保護気体を容器本体の正面方向に吹き出す複数の吹出孔を配列して設けたことを特徴としている。

なお、容器本体の少なくとも背面壁に透明性を付与し、気体置換ユニットのハウジング部材における複数の貯留空間の間に、基板視認用の観察窓を形成し、気体置換ユニットのカバー部材には、ハウジング部材の観察窓に対応する切り欠きを形成することができる。
また、気体置換ユニットは、容器本体の背面壁内面との間に空隙を形成するよう配置され、容器本体の底部と天井のうち、少なくとも天井との間に隙間を区画するよう対向する整風板部材を含み、この整風板部材が区画する隙間を空隙と連通させて気体流通路とし、カバー部材の複数の吹出孔のうち、下方の吹出孔の位置を、最下方に位置する基板の下面に基板用保護気体が触れないよう調整することができる。

また、気体置換ユニットのカバー部材の複数の吹出孔のうち、上方の吹出孔の位置を、最上方に位置する基板の上面に基板用保護気体が触れないよう調整することもできる。
また、気体置換ユニットを導電材料により形成し、この気体置換ユニットの容器本体との接続部により、気体置換ユニットの静電気を容器本体の外部に接地可能とすることが可能である。

また、気体置換ユニットを導電材料により形成してその表面抵抗値を１０ ^３ Ω〜１０ ^１２ Ωの範囲内とすることが可能である。
さらに、気体置換ユニットは、ハウジング部材とカバー部材との間に介在される通気性のフィルタ部材を含むことができる。

ここで、特許請求の範囲における基板には、少なくともφ２００、３００、４５０ｍｍの半導体ウェーハ、ガラスウェーハ、マスクガラス等が必要枚数含まれる。容器本体や気体置換ユニットは、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。容器本体、気体置換ユニットのハウジング部材、カバー部材の少なくともいずれかには、容器本体と気体置換ユニットとを接触導通させる接触突起を設けることができる。容器本体は、ＥＦＥＭに搭載され、正面が開口した状態で上方からクリーンエアがダウンフローされるとともに、外部から底部の給気弁に基板用保護気体が供給されることが好ましい。

容器本体の開口した正面には蓋体を着脱自在に嵌め合わせることができ、しかも、この蓋体を、容器本体の正面内に嵌め合わされる蓋本体と、この蓋本体の開口した表面を被覆する表面プレートとから構成し、これら蓋本体と表面プレートとの間に蓋体用の施錠機構を介在させることができる。気体置換ユニットのハウジング部材は、上部と中央部、上部、あるいは中央部を容器本体の内部（背面壁内面、側壁内面、天井内面）に支持させることができる。

気体置換ユニットに導電性が付与される場合、容器本体と給気弁の少なくともいずれか一方にも導電性が付与されることが好ましい。この気体置換ユニットのカバー部材は、ハウジング部材の開口面に固定することもできるし、着脱自在に取り付けることもできる。複数の吹出孔は、カバー部材に規則的に穿孔しても良いし、不規則に穿孔することも可能である。さらに、整風板部材は、一枚でも良いが、複数枚でも良い。この場合、容器本体の底部との間、及び容器本体の天井との間に隙間を区画するよう整風板部材をそれぞれ対向させても良い。

本発明によれば、容器本体の背面壁側の広い領域に気体置換ユニットのハウジング部材を位置させ、気体置換ユニットの複数の吹出孔から容器本体の正面方向に基板用保護気体を流すことができるので、エアとの衝突や澱みを防ぎ、容器本体内を効率良く基板用保護気体に置換することができる。

また、容器本体の給気弁に気体置換ユニットのハウジング部材の下部を接続支持させ、容器本体にハウジング部材の上部と中央部の少なくともいずれか一方を支持させることができるので、例え容器本体の外部から内部に基板用保護気体が供給されたり、基板収納容器が高速で搬送され、振動や加速度が作用しても、気体置換ユニットの上部が揺れ、気体置換ユニットの姿勢が不安定になることが少ない。

本発明によれば、容器本体内の広域に基板用保護気体を流通させたり、気体置換ユニットの姿勢を安定させたりすることができるので、容器本体内のエアを基板用保護気体に効率良く置換することができるという効果がある。また、容器本体の内部に気体置換ユニットのハウジング部材における上部と中央部の少なくともいずれか一方を支持させるので、例え容器本体の外部から内部に基板用保護気体が高圧で供給されたり、基板収納容器が高速で搬送され、振動や加速度が作用しても、気体置換ユニットの姿勢が不安定になるのを防ぐことができる。

また、ハウジング部材を容器本体の背面壁の少なくとも大部分に対向させ、カバー部材の縦横方向に複数の吹出孔を配列するので、容器本体内の広域に基板用保護気体を吹き出し、流通させて基板に接触させることができる。また、ハウジング部材内を複数の貯留空間に区画し、複数の貯留空間の上部間と下部間の少なくともいずれか一方を基板用保護気体が流通するよう連通させるので、給気弁から流入した基板用保護気体の安定化や基板用保護気体の量の均等化が期待できる。

請求項２記載の発明によれば、容器本体の少なくとも背面壁に透明性を付与し、気体置換ユニットの複数の貯留空間の間に基板視認用の観察窓を形成するとともに、カバー部材に、観察窓に対応する切り欠きを形成するので、容器本体に収納された基板の状態を外部から適切、かつ容易に観察することができる。

請求項３記載の発明によれば、例え容器本体の正面が開口した状態で上方からクリーンエアがダウンフローされ、容器本体の開口した正面内にクリーンエアが流入しても、クリーンエアを容器本体の内部下方から基板の収納領域の外側に位置する気体流通路に流して容器本体の外部に排気することができる。この気体流通路の活用により、クリーンエアが気体置換ユニットからの基板用保護気体と衝突し、澱みの生じるおそれが減少するので、容器本体の正面寄り下方に気体置換ユニットからの基板用保護気体を充填し、容器本体内の相対湿度を一定水準以下におおよそ均一に下げることが可能になる。

請求項４記載の発明によれば、基板用保護気体が最上方の基板の上面に接触しないよう流れ動くので、基板用保護気体が最上方の基板の上面を流れて容器本体内を流通するクリーンエアと衝突し、混合して澱みの発生することが少ない。したがって、容器本体の正面寄り上方に気体置換ユニットからの基板用保護気体を充填し、容器本体内の上部とそれ以外の残部の相対湿度を均一にすることができ、容器本体内の相対湿度を一定水準以下におおよそ均一に下げることが可能になる。

請求項５記載の発明によれば、気体置換ユニットを導電材料により形成し、この気体置換ユニットの容器本体との接続部により、気体置換ユニットの静電気を容器本体の外部に接地可能とするので、例えパージガスのパージ作業に長時間を要しても、気体置換ユニットに静電気の帯電を招くことなく、消散させることができる。したがって、帯電に伴う塵埃の吸着を防止し、基板の汚染を低減することができる。

請求項６記載の発明によれば、気体置換ユニットを導電材料により形成してその表面抵抗値を１０^３〜１０^１２ Ωの範囲内とするので、パージガスによるパージ中の振動により、気体置換ユニットが帯電して塵埃を吸着し、その結果、基板の汚染を招くのをより低減することができる。
請求項７記載の発明によれば、フィルタ部材により、ハウジング部材に貯留された基板用保護気体中の汚染物質を除去することができるので、カバー部材の吹出孔から基板用保護気体が吹き出ても、清浄な環境を維持することができ、基板の汚染を招くことが少ない。

本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体の開口した正面寄りの下方にクリーンエアが流入する状態を模式的に示す断面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体の開口した正面寄りの上方にクリーンエアが流入する状態を模式的に示す断面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す分解斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す断面平面図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における未完成の容器本体の一部を切り欠いた状態を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における未完成の容器本体を模式的に示す正面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における未完成の容器本体を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体の取付孔付近を模式的に下方から示す斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体の取付孔、給気弁、オフセットアダプタ等を模式的に下方から示す分解斜視図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体の背面壁を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体の背面壁と気体置換ユニットとを模式的に示す断面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体の底板と気体置換ユニットとを模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における気体置換ユニットのハウジングを模式的に示す正面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における気体置換ユニットのハウジングとカバーとを模式的に示す分解斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における気体置換ユニットのハウジングを模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における気体置換ユニットのカバーとフィルタとを模式的に示す裏面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における気体置換ユニットのカバーを模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における気体置換ユニットの整風板を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の第２の実施形態における気体置換ユニットのハウジングを模式的に示す説明図である。 本発明に係る基板収納容器の第２の実施形態における気体置換ユニットのハウジングを模式的に示す断面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の第２の実施形態における気体置換ユニットのカバーを模式的に示す説明図である。 本発明に係る基板収納容器の第２の実施形態における容器本体と気体置換ユニットのハウジングとの接地例を模式的に示す部分説明図である。 従来における容器本体の開口した正面寄りの下方にクリーンエアが流入してパージガスと衝突し、澱みが生じる問題点を示す断面説明図である。 従来における容器本体の開口した正面寄りの上方にクリーンエアが流入してパージガスと衝突し、澱みが生じる問題点を示す断面説明図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における基板収納容器は、図１〜図１８に示すように、複数枚の半導体ウェーハＷを収納可能な容器本体１と、この容器本体１の開口した正面２に着脱自在に嵌合される蓋体３０と、容器本体１の正面２に嵌合された蓋体３０を施錠する施錠機構３６と、容器本体１の内部に供給された基板用保護気体である半導体ウェーハＷ用のパージガスを容器本体１の内部に吹き出す気体置換ユニット４０とを備え、気体置換ユニット４０のハウジング４１の上部を容器本体１の内部に支持させ、気体置換ユニット４０のカバー５２に、パージガスを吹き出す複数の吹出孔５５を穿孔するようにしている。

各半導体ウェーハＷは、図１、図２、図４に示すように、例えば７７５μｍの厚さを有するφ３００ｍｍのシリコンウェーハからなり、半導体部品の製造工程（５００〜６００工程にも及ぶ）で各種の加工や処理が適宜施される。この半導体ウェーハＷは、容器本体１内に区画される基板収納領域５に２５枚が水平に挿入して収納され、上下方向に所定の間隔で整列する。

容器本体１、蓋体３０、及び施錠機構３６は、所要の樹脂を含有する成形材料により複数の部品がそれぞれ射出成形され、この複数の部品の組み合わせで構成される。この成形材料に含まれる樹脂としては、例えばシクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、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、ポリアセタール、液晶ポリマーといった熱可塑性樹脂やこれらのアロイ等があげられる。これらの樹脂で透明性や低不純物特性等が要求される場合には、シクロオレフィンポリマーが好適に使用される。

容器本体１は、図１〜図１０に示すように、正面２が開口したフロントオープンボックスタイプに成形され、開口した正面２を水平横方向に向けた状態で半導体製造工場の天井搬送機構に把持して工程間を搬送されたり、天井のファンフィルターユニット８２から床方向に大量のクリーンエア（図１、図２の矢印参照）をダウンフローするＥＦＥＭ８０のロードポート８１に位置決めして搭載されたりする。

容器本体１は、その内部両側、換言すれば、両側壁の内面に、半導体ウェーハＷを略水平に支持する左右一対の支持片３がそれぞれ対設され、両側壁の内面後部には、半導体ウェーハＷの過剰な挿入を規制する位置規制部４がそれぞれ一体形成される。左右一対の支持片３は、容器本体１の上下方向に所定のピッチで配列され、各支持片３が半導体ウェーハＷの側部周縁を支持する細長い板形に形成されており、各支持片３の前部表面には、半導体ウェーハＷの前方への飛び出しを規制する段差部が一体形成される。

これら複数の支持片３は、図１や図２に示すように、容器本体１内の大部分に基板収納領域５を区画形成する。複数の支持片３のうち、最上段の一対の支持片３には、必要に応じ、半導体ウェーハＷと略同じ大きさのダミーのウェーハが支持されたり、支持されなかったりする。

容器本体１の底板６における前後部の両側には取付孔７がそれぞれ貫通して穿孔され、この複数の取付孔７に置換用の給気弁１０と排気弁１３とがそれぞれ嵌着されており、これら複数の給気弁１０と排気弁１３とがエアやパージガス等の気体を容器本体１の内外に流通させ、基板収納容器の内外圧力差を解消する。底板６の後部両側における取付孔７の周囲には図８に示すように、カムを描くようにエンドレスの偏心壁８がそれぞれ周設され、各偏心壁８の周囲には、円筒形の複数の取付ボス９が所定の間隔で突出形成される。

給気弁１０は、図９に示すように、例えば円筒形の給気ハウジング１１の内部に弁体がバネを介して上下動可能に内蔵され、容器本体１の外部から内部の気体置換ユニット４０にパージガス（図１、図２の矢印参照）を供給するよう機能する。給気ハウジング１１の上部には、偏心壁８内にＯリングを介し嵌入するオフセットアダプタ１２が嵌合され、このオフセットアダプタ１２の両側部が複数の取付ボス９にそれぞれ螺着される。オフセットアダプタ１２は、例えば平面略楕球形の中空凸字形状に形成され、その突き出た上部が開口して底板６の取付孔７に嵌入される。

排気弁１３は、基本的には給気弁１０と同様に構成され、底板６の前部両側における取付孔７にそれぞれ密嵌される。この排気弁１３は、容器本体１の正面２に蓋体３０が嵌合されてパージガスが供給される場合に、容器本体１の内部から外部にエアを排気するよう機能する。パージガスとしては、各種の不活性ガスやドライエアがあげられる。

容器本体１の底板６の裏面には、一般的にはインターフェイスとなる別体のボトムプレート１４が螺子具を介し水平に螺着され、このボトムプレート１４の前部両側と後部中央とには、容器本体１を位置決めする位置決め具１５がそれぞれ配設される。各位置決め具１５は、基本的には平面略楕円形を呈する断面略Ｖ字形状に形成されてその一対の斜面を備えた凹部を下方に指向させ、ロードポート８１の位置決めピンに上方から凹部を嵌合・摺接させることにより、容器本体１を高精度に位置決めする。

容器本体１の天井板１６の中央部には、半導体製造工場の天井搬送機構に把持される搬送用のトップフランジ１７が着脱自在に装着され、容器本体１の正面２内周における上部両側と下部両側とには、施錠機構３６用の施錠穴がそれぞれ穿孔される。

容器本体１の背面壁１８は、図１０に示すように、容器本体１の内部を視認可能な透明性が付与されてやや湾曲し、内面の両側部に、半導体ウェーハＷの収納に資する目盛と数字が必要数形成されており、内面の上部中央には、気体置換ユニット４０用の左右一対の係止片１９が容器本体１の正面２方向に向けて突出形成される。このような容器本体１の背面壁１８は、容器本体１とは別に形成され、成形された容器本体１の開口した背面に後から装着して一体化されるが、必要に応じ、透明の容器本体１の成形時に容器本体１の一部として一体成形されたり、インサート成形されたりする。

容器本体１の両側壁の外面中央部には、把持操作用のグリップ部２０がそれぞれ着脱自在に装着される。また、両側壁の外面下部には、搬送用のサイドレール２１がそれぞれ選択的に水平に装着される。

蓋体３０は、図３や図４に示すように、容器本体１の開口した正面２内に圧入して嵌合される蓋本体３１と、この蓋本体３１の開口した正面を被覆する表面プレート３３と、容器本体１の正面２内周と蓋本体３１との間に介在される密封封止用のシールガスケット３５とを備え、容器本体１の開口した正面２の内周に蓋本体３１の周壁が接触する。蓋本体３１は、基本的には底の浅い断面略皿形に形成され、内部に補強用や取付用のリブが複数配設されており、半導体ウェーハＷに対向する対向面である裏面に、半導体ウェーハＷを弾発的に保持するフロントリテーナ３２が装着される。

蓋本体３１の裏面周縁部には枠形の嵌合溝が凹み形成され、この嵌合溝内に、容器本体１の正面２内周に圧接するシールガスケット３５が密嵌される。また、蓋本体３１の周壁における上下の両側部には、容器本体１の施錠穴に対向する施錠機構３６用の出没孔が貫通して穿孔される。

表面プレート３３は、横長の正面矩形に形成され、補強用や取付用のリブ、螺子孔等が複数配設される。この表面プレート３３の両側部には、施錠機構３６用の操作孔３４がそれぞれ穿孔される。また、シールガスケット３５は、例えば耐熱性や耐候性等に優れるポリエステル系、ポリスチレン系、ポリオレフィン系の熱可塑性エラストマー等を成形材料として弾性変形可能な枠形に成形される。

施錠機構３６は、蓋体３０の蓋本体３１における左右両側部にそれぞれ軸支されて表面プレート３３の操作孔３４を外部から貫通したロードポート８１の操作キーにより回転操作される左右一対の回転プレートと、各回転プレートの回転に伴い蓋体３０の上下方向にスライドする複数の進退動プレートと、各進退動プレートのスライドに伴い蓋本体３１の出没孔から出没して容器本体１の施錠穴に接離する複数の施錠爪とを備えて構成され、蓋本体３１と表面プレート３３との間に介在される。

気体置換ユニット４０は、図１、図２、図４〜図６、図１１〜図１８に示すように、容器本体１の湾曲した背面壁１８に対向して給気弁１０から流入したパージガスを貯留する縦長のハウジング４１と、このハウジング４１の正面４２に覆着されるカバー５２と、これらハウジング４１とカバー５２との間に介在される通気性の複数のフィルタ５６と、容器本体１の天井板１６に内側下方から対向する整風板５７とを備えて構成される。

ハウジング４１は、所定の成形材料を使用して底の浅いやや湾曲した断面皿形、換言すれば、底の浅いやや湾曲した箱形に成形され、正面４２が縦長に開口して容器本体１の正面２方向や半導体ウェーハＷ方向に向けられる。このハウジング４１の成形材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリプロピレン、ポリカーボネート等があげられる。これらの中でも、ハウジング４１に透明性、高バリア性、低不純物特性等が要求される場合には、シクロオレフィンポリマーやシクロオレフィンコポリマーが好適に使用される。

ハウジング４１の成形材料には、必要に応じ、カーボンブラックやアセチレンブラック、カーボン繊維、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー等が添加される。ハウジング４１については、ポリチオフェンやポリピロール等の導電性高分子により表面処理したり、導電性塗料を塗布して導電性を付与することもできる。この場合、静電気の消散を図る観点から、容器本体１、給気弁１０、オフセットアダプタ１２に導電性が共に付与され、ハウジング４１の表面抵抗値が１０^３〜１０^１２ Ωの範囲内であることが好ましい。

ハウジング４１は、図１１〜図１５等に示すように、容器本体１の上下方向に伸ばされ、湾曲した凸凹の背面壁が容器本体１の湾曲した背面壁１８の少なくとも大部分に対向可能な大きさに形成されており、容器本体１の背面壁１８に対向してその内面との間に気体流通路６０用の空隙４３を区画する。このハウジング４１部材の内部は、隣接する左右一対の貯留空間４４に区画され、各貯留空間４４が縦長に形成されており、貯留空間４４がチャンバー室として給気弁１０から流入したパージガスを安定させたり、消音効果を発揮したりする。

一対の貯留空間４４の上下部間は、半導体ウェーハＷの視認を可能とするリブ４５付きの観察窓４６が縦長に区画形成され、一対の貯留空間４４の上部間４７が連通される。この一対の貯留空間４４の上部間４７は、流路として給気弁１０から流入したパージガスを貯留空間４４から隣接する貯留空間４４に流通させ、パージガスの圧力を等しくし、貯留空間４４から吹き出すパージガスの量を均等にするよう機能する。

一対の貯留空間４４の下部間４８は、細いチャネル形に屈曲形成され、隣接する貯留空間４４と貯留空間４４とを連結して補強する。また、観察窓４６の周縁部の両側上方には、後方に指向する係合片４９がそれぞれ突出形成され、この複数の係合片４９が容器本体１の背面壁１８から前方に突出した一対の係止片１９に係止具を介し挟持係止される。この係合片４９の係止により、容器本体１の背面壁１８に気体置換ユニット４０の上部が強固に支持固定される。

ハウジング４１の下部両側からは、貯留空間４４に連通するパージガス用の流通筒部５０がそれぞれ下方に向けて突出形成され、各流通筒部５０が円筒形に形成されて底板６の取付孔７内のオフセットアダプタ１２の上部に弾性のシール部材５１を介し隙間なく嵌合接続されており、各流通筒部５０に給気弁１０からのパージガスが流入する。シール部材５１は、例えば耐熱性、耐候性、耐薬品性等に優れるフッ素系の成形材料により、中空の凸字形等に成形される。

カバー５２は、図１２、図１４、図１６、図１７等に示すように、可撓性を有する所定の材料を使用してハウジング４１に対応する形に形成され、ハウジング４１の開口した正面４２の周縁部全周に熱溶着や超音波溶着等の方法で隙間なく覆着される。このカバー５２の材料としては、特に限定されるものではないが、例えばシクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリプロピレン、ポリカーボネート等の成形品やシートがあげられる。これらの中でも、カバー５２に透明性、高バリア性、低不純物特性等が要求される場合には、１〜１．５ｍｍの厚さを有するシクロオレフィンポリマーやシクロオレフィンコポリマー製のシート、フィルムが最適である。

カバー５２の成形材料には、必要に応じ、カーボンブラックやアセチレンブラック、カーボン繊維、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー等が添加される。このカバー５２については、ハウジング４１同様、ポリチオフェンやポリピロール等の導電性高分子により表面処理したり、導電性塗料を塗布して導電性を付与することもできる。

導電性高分子は、透明性や視認性を確保することができるので、これら透明性や視認性が要求される場合には最適である。また、カバー５２に導電性が付与される場合、静電気の消散を図る観点から、容器本体１、給気弁１０、オフセットアダプタ１２に導電性が共に付与され、カバー５２の表面抵抗値が１０^３ 〜１０ ^１２ Ωの範囲内であることが好ましい。

カバー５２は、ハウジング４１の区画構造に対応するよう、隣接する左右一対のカバー領域５３に区画され、各カバー領域５３が縦長に形成されてハウジング４１の貯留空間４４を被覆する。一対のカバー領域５３の間には、ハウジング４１の観察窓４６に対応する切り欠き５４が貫通して形成され、隣接するカバー領域５３とカバー領域５３との上部間が連結して一体化されており、各カバー領域５３の縦横方向には、ハウジング４１内のパージガスを容器本体１の正面２方向に吹き出して半導体ウェーハＷに接触させる複数の吹出孔５５が整列して穿孔される。

切り欠き５４は、縦長に形成され、観察窓４６の周縁部から前方に突き出たリブ４５に熱溶着や超音波溶着等の方法で隙間なく覆着される。また、複数の吹出孔５５は、広範囲に亘ってパージガスが吹き出て複数枚の半導体ウェーハＷに接触するよう、例えば各カバー領域５３の縦横方向にｍ×ｎの行列に配列され、各吹出孔５５が正面円形、楕円形、矩形、多角形、溝孔等の所定の形に穿孔される。

具体的には、φ２−１０ｍｍピッチ、φ４−１０ｍｍピッチ、φ６−１０ｍｍピッチ、φ３パンチングメタル状に配列して穿孔されたり、２×４の長孔−１０ｍｍピッチ、３×８の長孔−１０ｍｍピッチ、４×１２の長孔−１０ｍｍピッチ、サッシ形等に複数列が配列して穿孔される。

複数の吹出孔５５のうち、最下段と最上段の吹出孔５５以外の吹出孔５５は、パージガスの滞留を防止する観点から、複数枚の半導体ウェーハＷ間にパージガスが流れるよう、穿孔位置が調整される。これに対し、最下段の吹出孔５５は、ダウンフローされたクリーンエアと吹き出たパージガスとの混合を防ぐ観点から、最下段の半導体ウェーハＷの下面にパージガスが接触することのないよう、穿孔位置が調整される。また、最上段の吹出孔５５の穿孔位置は、クリーンエアと吹き出たパージガスとの混合を防ぐため、最上段の半導体ウェーハＷの上面にパージガスが接触することのないよう調整される。

各フィルタ５６は、図１６等に示すように、可撓性、透明性、又は半透明性を有する所定の材料を使用してカバー５２に対応する縦長に形成され、ハウジング４１の正面４２に対向するカバー５２の裏面、具体的には、各カバー領域５３の周縁部、及び各吹出孔５５の周縁部に熱溶着や超音波溶着等の方法で隙間なく覆着されており、ハウジング４１に貯留されたパージガス中の汚染物質を除去する。このフィルタ５６の材料としては、特に限定されるものではないが、例えばポリプロピレン、ポリエステル、不織布、ナイロン６６、サラン繊維の組み合わせが該当する。

このようなフィルタ５６は、各カバー領域５３の周縁部だけではなく、各吹出孔５５の周縁部にも溶着されるので、パージガスが供給された場合に前後方向等にばたつくことがなく、パーティクルの発生や基板収納容器内へのパーティクルの侵入を防止することができる。

整風板５７は、図１、図２、図５、図６、図１８に示すように、ポリカーボネートやポリプロピレン等の成形材料を使用して後部が半円状に湾曲した平板に成形され、ダミーのウェーハを支持可能な最上段の一対の支持片３やハウジング４１の上部に水平に支持固定される。

整風板５７は、容器本体１の天井板１６に対応する大きさに形成され、最上段の半導体ウェーハＷに上方から対向する。整風板５７の表面の前部から中央部にかけては、クリーンエアを左右に分流したり、左右からのクリーンエアを合流させたりするガイド５８が平面Ｖ字形に屈曲形成され、このガイド５８の屈曲部が容器本体１の背面壁１８やハウジング４１方向に指向する。

このような整風板５７は、図１や図２に示すように、容器本体１の天井板１６の内面に対向するとともに、この天井板１６の内面との間に隙間５９を区画し、この隙間５９が容器本体１の背面壁１８の内面とハウジング４１との間の空隙４３と連通し、これら隙間５９と空隙４３とが容器本体１の基板収納領域５の外側に位置するクリーンエア用の気体流通路６０を断面逆Ｌ字形に形成する。

上記構成において、ＥＦＥＭ８０を使用してパージガスに置換し、基板収納容器の容器本体１内の相対湿度を一定水準以下に均一に下げたい場合には、ＥＦＥＭ８０のロードポート８１に基板収納容器の容器本体１が搭載され、この容器本体１の正面２から蓋体３０が取り外された後、ＥＦＥＭ８０天井のファンフィルターユニット８２から床方向に大量のクリーンエアがダウンフローされるとともに、容器本体１の外部から内部にパージガスが高圧で供給される。

すると、クリーンエアの一部は、容器本体１の開口した正面寄りの下方に流入し、容器本体１の内部下方の前方から後方、容器本体１の背面壁１８側の気体流通路６０、及び容器本体１の天井板１６側の気体流通路６０を順次流動し、整風板５７のガイド５８の分流作用により、容器本体１の左右方向に分流された後、容器本体１の外部左右方向に排気される（図１参照）。

この際、クリーンエアの一部は、容器本体１の正面外部にそのまま排気されるのではなく、容器本体１の正面外部の左右方向に分かれて排気されるので、ファンフィルターユニット８２からのクリーンエアに押し戻され、容器本体１内に再び流入することが少ない。
また、ＥＦＥＭ８０の使用や環境によっては、容器本体１の開口した正面寄りの上方にもクリーンエアの一部が流入するが、この場合のクリーンエアは、整風板５７のガイド５８の合流作用により、ガイド５８の後方で合流し、容器本体１の天井板１６側の気体流通路６０、及び容器本体１の背面壁１８側の気体流通路６０を順次流動し、容器本体１の内部下方の後方から前方に流動した後、容器本体１の正面外部に排気される（図２参照）。

一方、パージガスは、容器本体１の給気弁１０から気体置換ユニット４０のハウジング４１に流入して貯留され、フィルタ５６を通過してカバー５２の複数の吹出孔５５から容器本体１の開口した正面２方向にそれぞれ吹き出し、複数枚の半導体ウェーハＷ間の後部から前部方向に接触しながら流動する。このパージガスの流動により、容器本体１内のエアが容器本体１の正面外部に排気され、容器本体１内の相対湿度が一定水準以下に低下する。

この流動の際、パージガスは、最下段の半導体ウェーハＷの上面と最上段の半導体ウェーハＷの下面とに接触するよう流動し、最下段の半導体ウェーハＷの下面と最上段の半導体ウェーハＷの上面とに接触しない（図１、図２参照）ので、容器本体１内を流動するクリーンエアと衝突せず、クリーンエアと混合して澱みＳを発生させることがない。

上記構成によれば、容器本体１の背面壁１８側の広い領域から正面方向にパージガスを流動させるので、クリーンエアとの衝突や澱みＳを防止し、容器本体１内を効率良くパージガスに置換することができる。また、容器本体１に気体置換ユニット４０の下部の他、ハウジング４１の上部も支持固定されるので、例え容器本体１の外部から内部にパージガスが高圧で供給されたり、基板収納容器が高速で搬送され、振動や加速度が作用しても、気体置換ユニット４０の上部が前後左右に揺れ、気体置換ユニット４０の姿勢が不安定になることがない。したがって、気体置換ユニット４０の吹出孔５５の位置が当初の設定位置からずれることがないので、容器本体１内のエアをパージガスに効率良く置換することができる。

また、ＥＦＥＭ８０を使用してパージガスに置換し、基板収納容器の相対湿度を一定水準以下に均一に下げたい場合、天井からの大量のクリーンエアを、基板収納領域５を迂回するよう、容器本体１の内部下方から気体流通路６０を経由させ、容器本体１の正面上方から外部に排気することができるので、開口した正面寄りの下方にクリーンエアが流入してパージガスと衝突し、澱みＳが生じることがない。これにより、容器本体１の正面寄りの下方にパージガスを届かせ、効率的に置換したり、容器本体１内の下部とそれ以外の残部の相対湿度を均一にすることができるので、容器本体１内の相対湿度を一定水準以下に均一に下げることができる。

また、天井からの大量のクリーンエアを、容器本体１の気体流通路６０から内部下方を経由させ、容器本体１の正面下方から外部に排気することもできるので、容器本体１の開口した正面寄りの上方にクリーンエアが流入してパージガスと衝突し、澱みＳが生じることがない。これにより、容器本体１の天井板１６と最上段の半導体ウェーハＷとの広い空間にパージガスを届かせ、効率的に置換したり、容器本体１内の上部とそれ以外の残部の相対湿度を均一化することができるので、容器本体１内の相対湿度を一定水準以下に均一に下げることが可能となる。

また、ハウジング４１の正面４２を覆うカバー５２を溶着ではなく、粘着等により取り外し可能にすれば、半導体の製造工程に合わせて最適な吹出孔５５を備えたカバー５２を容易に選択することが可能となる。また、給気弁１０とハウジング４１の流通筒部５０とをオフセットアダプタ１２及びシール部材５１を介して接続するので、例え給気弁１０とハウジング４１の流通筒部５０とが離れて偏心していても、これらを確実に接続固定することが可能になる。また、弾性のシール部材５１を使用すれば、接続固定の便宜を図ったり、シールを容易に形成することができる。

また、気体置換ユニット４０のうち、ハウジング４１とカバー５２とを導電性の材料によりそれぞれ形成すれば、静電気を消散させることができる。したがって、パージガスの噴出に伴う振動で気体置換ユニット４０が帯電し、パーティクルが増加するのを効果的に防止することができ、このパーティクルの増加防止により、半導体ウェーハＷの汚染のおそれを有効に排除することができる。さらに、容器本体１と気体置換ユニット４０との接触部（係合片４９等）から帯電した静電気を容器本体１を介して外部に接地することができるので、パーティクルをより低減することができる。

次に、図１９〜図２２は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、気体置換ユニット４０のハウジング４１の開口した正面４２を容器本体１の湾曲した背面壁１８方向に向けてハウジング４１の閉じた背面壁を容器本体１の正面２方向に向け、ハウジング４１の閉じた背面壁に複数の吹出孔５５を並べて穿孔し、ハウジング４１の正面４２を吹出孔無のカバー５２により被覆するようにしている。

容器本体１と気体置換ユニット４０とには導電性がそれぞれ付与され、容器本体１の背面壁１８、ハウジング４１の上部両側、カバー５２の上部両側の少なくともいずれかには、容器本体１と気体置換ユニット４０とを接触導通させる小型の接触突起６１が配設される。
カバー５２は、ハウジング４１の区画構造に対応するよう、隣接する左右一対のカバー領域５３に分割され、各カバー領域５３が縦長に形成されてハウジング４１の貯留空間４４を被覆する。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、カバー５２ではなく、ハウジング４１の背面壁に複数の吹出孔５５を穿孔するので、気体置換ユニット４０の構成の多様化を図ることができるのは明らかである。

なお、上記実施形態における複数の支持片３は、容器本体１の両側壁の内面に一体成形しても良いし、容器本体１の両側壁の内面に着脱自在に後から位置決め装着しても良い。また、上記実施形態では容器本体１の背面壁１８に単一の気体置換ユニット４０を対向させたが、容器本体１の背面壁１８に複数の気体置換ユニット４０を対向させ、この複数の気体置換ユニット４０間に隙間を形成し、この隙間を半導体ウェーハＷの視認を可能とする観察窓４６としても良い。

また、ハウジング４１を容器本体１の背面壁１８の全面に対向可能な大きさに形成しても良いし、容器本体１の背面壁１８の一部に対向可能な大きさに形成しても良い。また、一対の貯留空間４４の下部間４８を連通させても良いし、一対の貯留空間４４の上下部間を連通させても良い。

また、観察窓４６の周縁部の両側上方の係合片４９と容器本体１の背面壁１８から突出した係止片１９とを係止させ、容器本体１の背面壁１８に気体置換ユニット４０の上部を支持固定させたが、何らこれに限定されるものではない。例えば、観察窓４６の周縁部の両側中央の係合片４９と容器本体１の背面壁１８から突出した係止片１９とを係止させ、容器本体１の背面壁１８に気体置換ユニット４０の中央部を支持固定させても良いし、観察窓４６の周縁部両側の上方と中央部とから係合片４９をそれぞれ突出させ、容器本体１の背面壁１８に気体置換ユニット４０の上部と中央部とを支持固定させることもできる。

また、ハウジング４１の下部一側からパージガス用の流通筒部５０を突出形成し、この流通筒部５０をオフセットアダプタ１２の上部にシール部材５１を介し嵌合接続することもできる。給気弁１０とハウジング４１の流通筒部５０とが同芯の場合には、オフセットアダプタ１２とシール部材５１を省略することもできる。

また、ハウジング４１の流通筒部５０を多角形等の各種形状に形成することが可能である。また、ハウジング４１の両側部に、容器本体１の側壁後部方向に傾きながら伸びる整流部材を支持させ、各整流部材の先端部を容器本体１の側壁後部の内面に隙間を介して近接させ、この隙間をクリーンエア用の気体流通路６０としたり、洗浄液を用いる洗浄用の流通路としたりすることが可能である。さらに、カバー５２を可撓性のシートとするのではなく、各種の樹脂を用いた樹脂成形品としても良い。

本発明に係る基板収納容器は、半導体や液晶ディスプレイ等の製造分野で使用される。

１ 容器本体
２ 正面
３ 支持片
５ 基板収納領域
６ 底板（底部）
７ 取付孔
１０ 給気弁
１３ 排気弁
１６ 天井板（天井）
１８ 背面壁
１９ 係止片
３０ 蓋体
３６ 施錠機構
４０ 気体置換ユニット
４１ ハウジング（ハウジング部材）
４２ 正面
４３ 空隙
４４ 貯留空間
４６ 観察窓
４７ 一対の貯留空間の上部間（複数の貯留空間の上部間）
４８ 一対の貯留空間の下部間（複数の貯留空間の下部間）
４９ 係合片
５０ 流通筒部
５２ カバー（カバー部材）
５３ カバー領域
５４ 切り欠き
５５ 吹出孔
５６ フィルタ（フィルタ部材）
５７ 整風板（整風板部材）
５９ 隙間
６０ 気体流通路
６１ 接触突起
８０ ＥＦＥＭ
８２ ファンフィルターユニット
Ｓ 澱み
Ｗ 半導体ウェーハ（基板）

Claims (7)

1. 複数枚の基板を上下方向に並べて収納可能な容器本体と、この容器本体の外部から内部に基板用保護気体を供給する給気弁と、この給気弁からの基板用保護気体を容器本体の内部に吹き出す気体置換ユニットとを備え、容器本体をフロントオープンボックスに形成してその底部後方に給気弁を取り付けた基板収納容器であって、
   気体置換ユニットは、給気弁から流入した基板用保護気体を貯留するハウジング部材と、このハウジング部材の開口した正面を覆うカバー部材とを含み、ハウジング部材を容器本体の上下方向に伸ばしてその大きさを容器本体の背面壁の少なくとも大部分に対向可能な大きさとし、このハウジング部材の上部と中央部の少なくともいずれか一方を容器本体の内部に支持させ、ハウジング部材の内部を複数の貯留空間に区画するとともに、この複数の貯留空間の上部間と下部間の少なくともいずれか一方を基板用保護気体が流通するよう連通させ、ハウジング部材の正面を容器本体の正面方向に向け、ハウジング部材の下部を基板用保護気体が流通するよう給気弁に接続し、カバー部材の縦横方向には、ハウジング部材内の基板用保護気体を容器本体の正面方向に吹き出す複数の吹出孔を配列して設けたことを特徴とする基板収納容器。
2. 容器本体の少なくとも背面壁に透明性を付与し、気体置換ユニットのハウジング部材における複数の貯留空間の間に、基板視認用の観察窓を形成し、気体置換ユニットのカバー部材には、ハウジング部材の観察窓に対応する切り欠きを形成した請求項１記載の基板収納容器。
3. 気体置換ユニットは、容器本体の背面壁内面との間に空隙を形成するよう配置され、容器本体の底部と天井のうち、少なくとも天井との間に隙間を区画するよう対向する整風板部材を含み、この整風板部材が区画する隙間を空隙と連通させて気体流通路とし、カバー部材の複数の吹出孔のうち、下方の吹出孔の位置を、最下方に位置する基板の下面に基板用保護気体が触れないよう調整した請求項１又は２記載の基板収納容器。
4. 気体置換ユニットのカバー部材の複数の吹出孔のうち、上方の吹出孔の位置を、最上方に位置する基板の上面に基板用保護気体が触れないよう調整した請求項１、２、又は３記載の基板収納容器。
5. 気体置換ユニットを導電材料により形成し、この気体置換ユニットの容器本体との接続部により、気体置換ユニットの静電気を容器本体の外部に接地可能とした請求項１ないし４のいずれかに記載の基板収納容器。
6. 気体置換ユニットを導電材料により形成してその表面抵抗値を１０ ^３ Ω〜１０ ^１２ Ωの範囲内とした請求項１ないし５のいずれかに記載の基板収納容器。
7. 気体置換ユニットは、ハウジング部材とカバー部材との間に介在される通気性のフィルタ部材を含んでなる請求項１ないし６のいずれかに記載の基板収納容器。

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