JP4030280B2

JP4030280B2 - 基板収納容器及びその製造方法

Info

Publication number: JP4030280B2
Application number: JP2001254998A
Authority: JP
Inventors: 敏嗣矢島; 正人細井
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: JP2003068839A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハやマスクガラス等の基板を収納し輸送や、工程間の搬送、保管に使用される基板収納容器及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェーハ、マスクガラス等の基板を収納して輸送に使われる基板収納容器あるいはカセットなどは、従来、単一の材料で形成されている。しかしながら、単一の材料での形成では全ての要求を満たすことはできず、例えば、基板収納容器の容器本体内に設けられる基板支持部と容器本体のその他の部分とでは、異なる材料特性が要求されている。この場合、基板支持部では、基板への汚染を最小限にするような耐摩耗性や耐薬品性あるいは耐熱性の良好な材料が望まれ、一方、前記容器本体のその他の部分では、剛性、軽量化等の性能向上あるいはコスト減のための材料が望まれている。
【０００３】
即ち、基板収納容器において、特定の機能を持たせたい領域（以下、機能領域という）を、他の部分とは異なる材料で形成することにより、性能向上を計るものである。こうした従来の基板収納容器の性能を材料面から改善するため、機能領域である基板支持部と容器本体のその他の部分とを異なる材料を用いた部材から形成する方法が、特開２０００−１２６７３号公報で提案されている。
【０００４】
基板収納容器の容器本体又は蓋体を２種の異なる材料から形成する方法としては、異なる材料を連続して同一の金型内に射出成形する２色成形法と、別部材で形成された部分を、他の部材の成形時に金型に挿入し、異なる材料を充填させて一体化するインサート成形法とがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の２色成形法では、１つの金型で２つの射出成形を行うので、例えば、金型のコアをスライドさせる機構が必要であったり、スライド前後でコアと嵌合する２つのキャビティを必要とするなど、金型構造が複雑であり、高価であるという問題点があった。
【０００６】
また、射出成形機は、異なる材料を充填可能とする２つのシリンダーと金型のスライド機構を有することが必要であり、あるいは２つの金型が搭載可能な２色成形専用の成形機が必要であるなど、高価な設備が必要であるという問題点があった。
【０００７】
また、２色成形法では、第一の材料を金型内に充填して十分固化させてから、第二の材料を充填することになるので、通常の単一の材料での成形に比べて成形サイクルが長くなり、設備投資が高価になるのと合わせて、製品のコストが高くなるという問題点があった。
【０００８】
また、前記従来のインサート成形法では、別部材を第二の材料の成形金型にインサートして一体化する場合、図１０（ａ）に示す別部材となる支持溝部分６０は、一端側に支持溝となる凹凸面を有し、他端側は平面状でなる非対称形となっているので、図１０（ｂ）に示すように、成形後の収縮によって湾曲状に変形し易く、二次成形をするときに金型内に精度良く挿入できなかったり、第二の材料と一体成形するときに支持溝部分６０をインサートする部分としない部分とでは冷却速度が異なり、収縮量も異なるので、残留歪みや残留応力が緩和されずにソリ等の変形が起こり易いという問題点があった。
【０００９】
また近年は、基板の大口径化が著しく、例えば、直径３００ｍｍの半導体ウェーハを２５枚収納するような大型の容器をインサート成形する場合では、寸法バラツキや変形等の悪影響も大きく、精度の良い成形が難しいという問題点があった。前記問題点を解決する方法として、図１１（ａ）に示す支持部材の棚部を個別の棚片７０として形成し、これら棚片７０を容器本体７１内に組み合わせて棚部としたり、棚片７０を金型に挿入して一体化する方法が考えられる。
【００１０】
しかしながら、前記方法では、異なる樹脂の接合部が支持部の各棚片毎に表れ、成形するときの樹脂流れを阻害し、射出圧力が十分伝わらずにウェルドラインがはっきり表面に出たり、ショートショットとなったりして、支持部の表面に微小の窪み７２が生じ易く、洗浄時や長期間使用中にパーティクルが前記窪みに溜り基板に悪影響を及ぼす恐れがあり、また片側２５枚の棚片を組み立てたり、該棚片を金型に挿入するのに大変労力を要するので、生産性を著しく低下させるという問題点があった。
【００１１】
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、金型構造が簡単であり、基板収納容器の機能領域を容器本体又は蓋体と異なる樹脂から寸法精度良く形成でき、接合部に凹凸が少なく、使用時に汚染物が基板支持部である棚片表面のインサート部分に溜まることがなく、且つ安価な基板収納容器及びその製造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決したものであり、請求項１の発明は、少なくとも一端に開口部と内側面に基板を支持する支持部とを有する容器本体と、前記開口部を閉鎖する蓋体とを備え、前記容器本体に設けられる少なくとも一つの機能領域を第一の樹脂からなる別部材として形成し、該別部材を第二の樹脂からなる前記容器本体と一体化してなる基板収納容器であって、
前記別部材は、一定間隔で形成されて基板を支持する水平棚部からなる支持部材であり、前記支持部材には、水平棚部同士を連結すると共に、前記容器本体の内側面として露呈する板状の接続部を有し、該接続部の肉厚が前記容器本体の肉厚より１０〜７５％薄く形成され、前記水平棚部から突出する該接続部の反対側に前記支持部材を金型内で保持するための突起が形成されることを特徴とする基板収納容器である。なお、前記接続部は水平棚部側の他端部の表面が容器本体の内側面として露呈している。
【００１３】
また、請求項２の発明は、前記別部材は、位置決め突起が２箇所形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板収納容器である。
【００１４】
また、請求項３の発明は、少なくとも一端に開口部と内側面に基板を支持する支持部とを有する容器本体と、前記開口部を閉鎖する蓋体とを備え、前記容器本体に設けられる少なくとも一つの機能領域を第一の樹脂からなる別部材として形成し、該別部材を第二の樹脂からなる前記容器本体と一体化してなる基板収納容器の製造方法であって、
前記別部材は、一定間隔で形成されて基板を支持する水平棚部からなる支持部材であり、前記支持部材には、水平棚部同士を連結すると共に、前記容器本体の内側面として露呈する板状の接続部を有し、該接続部の肉厚が前記容器本体の肉厚より１０〜７５％薄く形成され、前記水平棚部から突出する該接続部の反対側に前記支持部材を金型内で保持するための突起とが形成され、前記突起を該容器本体成形金型の内壁面に当接させて該容器本体成形金型内に該別部材をインサートし、前記容器本体を第一の樹脂と異なる第二の樹脂から形成し、前記機能領域と一体化することを特徴とする基板収納容器の製造方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の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実施形態を示す分解斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１に示す基板収納容器の開口部正面図である。図４は、図３に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【００１６】
図１から図４に示すように、本発明の実施形態の基板収納容器１０は、一端に開口部を有し、内部に基板１１を収納する容器本体１２と、容器本体１２の開口部を閉鎖する蓋体１３とからなる。容器本体１２の内側面である相対する側壁には、基板１１を水平方向に支持する支持部１４が垂直方向に一定間隔に形成されていて、基板１１を水平状態で支持する。
【００１７】
容器本体１２の開口部と向き合う背面側の端壁には、図２に示すように、基板１１を保持する１又は複数個のリアリテーナ１５が必要に応じて設けられている。リアリテーナ１５は、棒状や板状に形成され、基板１１との接続部が断面Ｖ字状や断面Ｕ字状の溝を有して、容器本体１２と一体に形成されたり、別部材として弾性材料から形成されて取り付けられる。リアリテーナ１５は、容器本体１２に基板１１を収納するときのストッパーとしての役割を果たしたり、容器本体１２の開口部を上向きにしたときに、基板１１を垂直方向で直立させて支持するのにも役立つ。
【００１８】
また、容器本体１２の底面には、基板収納容器１０に基板１１をローディングしたり、アンローディングしたりするロードポートに搭載するときに位置決めを行うためのＶ字溝状又はＵ字溝状の位置決め部材１６が、容器本体１２と一体に又はボトムプレート１７を介して、少なくともＹ字形となる３箇所に設けられている。
【００１９】
更に、容器本体１２の側面や天面の外壁には、基板収納容器１０を自動搬送するためのロボティックフランジ１８やレールあるいは手動把持用のマニュアルハンドル１９が、必要に応じて取り付けられる。
【００２０】
一方、蓋体１３は、容器本体１２と蓋体１３とを係止可能な係止手段、例えば、係止クランプ２０を少なくとも２箇所に有していて、容器本体１２の開口部周縁に設けられる蓋体係止部２１と係合するように取り付けられる。また、容器本体１２の開口部と向き合う蓋体１３の内側面には、基板１１を保持するフロントリテーナ２２が設けられている。
【００２１】
フロントリテーナ２２は、矩形をした枠体部２２ａと基板１１との接触のために容器本体１２内方に突出るように設けられる接触部２２ｂとからなり、少なくとも接触部２２ｂが弾性材料から形成され、接触部２２ｂの断面Ｖ字状又は断面Ｕ字状の溝２２ｃを備え、枠体部２２ａが蓋体１３内面に設けられる係合手段により固定されて保持される。
【００２２】
更に、容器本体１２の開口部の周壁と相対する蓋体１３の側壁には、全周に渡ってエンドレスに形成されたシール部材２３が取り付けられており、容器本体１２の開口部をシール可能に閉鎖する。
【００２３】
基板収納容器１０は、少なくとも一つの機能領域、例えば、図６に示す基板１１を支持する支持部材４０を容器本体１２とは別部材として形成し、支持部材４０とは別の材料から成る容器本体１２の成形時に、これを容器本体１２と一体化するものである。
【００２４】
尚、前記機能領域は、基板１１を水平に支える支持部１４、蓋体１３に取り付けられ基板１１を保持するフロントリテーナ２２及び容器本体１２の背面側に設けられるリアリテーナ１５等の支持部材、容器本体１２の底面に設けられる位置決め部材１６や、容器本体１２の外壁に取り付けられる各種の搬送手段等である。
【００２５】
容器本体１２は、内部に収納する基板１１を目視可能に透明材料から形成することが好ましい。一方、前記支持部材は、基板１１との接触の際に摩耗紛を発生しないような耐摩耗性が良好で、静電気による埃の付着が少ない静電気消散性があり、なおかつ容器本体１２と相溶性の良好な材料で形成することが好ましい。
【００２６】
容器本体１２を成形する材料としては、ポリカーボネート、環状オレフィン樹脂、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂があり、容器本体１２とは別部材として形成する前記支持部材の材料としては、容器本体１２の材料とは異なるポリブチレンテレフタレート樹脂、フッ素樹脂等が添加され耐摩耗性が向上したポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、あるいはこれらの樹脂にカーボンフィラーやカーボンブラックなどの導電材料や帯電防止材料が添加されたり、前記熱可塑性樹脂をアロイ化して帯電防止性能が付与された樹脂がある。
【００２７】
以下、蓋体１３により閉鎖される容器本体側を、容器本体１２と、それと別部材の支持部材４０とで構成されるとして説明する。
【００２８】
次に、前記機能領域の一例である支持部材４０と容器本体１２との一体化について説明する。図５は図１に示す支持部１４の正面図であり、図６は別部材として形成される支持部材４０の側面図であり、図７は図５に示すＣ−Ｃ線断面図であり、図８は支持部材４０の平面形状を表す図５に示すＤ−Ｄ線断面図である。
【００２９】
図５から図８に示すように、支持部材４０は、基板１１を水平に支持する平面部を有する複数の水平棚部３０と、水平棚部３０同士をその一端部近傍で連結する板状の接続部３１とからなる。
【００３０】
支持部材４０は、図８に示すように、基板１１の形状に沿った湾曲した水平支持部である水平棚部３０を有し、容器本体１２の開口部側には、基板１１の飛び出しを防止するストッパー３２が、載置する基板１１の外周よりも外側に、基板１１の厚さと同程度の高さ、約０．７ｍｍ、で基板１１の形状に沿って設けられている。
【００３１】
支持部材４０と一体化される容器本体１２の壁部３３の肉厚は、３．５ｍｍ〜５ｍｍに設定される。これに対して接続部３１の肉厚は、壁部３３の肉厚より薄く、壁部３３の平均肉厚を４ｍｍとするとこの値の１０〜７５％の範囲になる０．４ｍｍ〜３ｍｍに設定され、好ましくは、壁部３３の肉厚の２０〜５０％の範囲となる０．８ｍｍ〜２．０ｍｍに設定される。より好ましくは、壁部３３の肉厚の２５〜３７．５％の範囲となる１．０ｍｍ〜１．５ｍｍに設定される。接続部３１の肉厚が壁部３３の肉厚の７５％を超えると、支持部材４０を成形するときに図１０（ｂ）に示すように変形し易くなり、前記肉厚が壁部３３の肉厚の１０％未満では、剛性がなくなり、金型にインサートするときに精度良く位置規制ができず、自動化が難しくなるので好ましくない。また、板状接続部には、上記した肉厚の範囲を超えない範囲で、容器本体との接続面側に補強用のリブや部分的な肉厚部を設けることができる。
【００３２】
次に、本発明による基板収納容器の製造方法の実施形態について説明する。図６と図８に示すような形状をした別部材として形成された支持部材４０は、図９に示すように、幅方向と高さ方向の位置決めをする位置決め突起４１が、適当な間隔で設けられていて、容器本体形成用の金型に挿入される。容器本体１２を形成する金型（以下、金型という）の支持部材４０のインサート部には、位置決め突起４１と嵌り合う嵌合用の溝が形成されていて、前記嵌合用の溝と位置決め突起４１とが嵌合し、支持部材４０が金型内の所定の位置に精度良く挿入される。
【００３３】
接続部３１に対して基板１１を支持する側と反対側の水平棚部３０の一端部近傍部分は、固定金型５０と移動金型５１の間で挟持できるような形状である突起３０ａに形成しておくことが好ましく、突起３０ａによって支持部材４０は容器本体成形金型が型締めされる時に、前記相対する２つの金型の間に挟まれて、容器本体形成用のキャビティ５２内でしっかりと保持されるので、樹脂圧等で動いたりすることが防止される。
【００３４】
尚、位置決め突起４１は、任意の位置に設けることができる。例えば、支持部材４０の上端近傍及び下端近傍で、側面に略平行な２箇所に設けてもよいし、支持部材４０の対角線近傍上で、上端近傍及び下端近傍の２箇所に設けてもよい。また、位置決め突起４１を設けずに、インサート部材の傾斜面等を利用して位置決めすることも可能である。
【００３５】
以上のように、容器本体１２とは別の材料からなる支持部材４０が、金型内にインサートされて型締めが完了した後に、金型のキャビティ（空間部）である容器本体形成用キャビティ５２に、容器本体１２を形成する溶融した樹脂を充填して、容器本体１２を形成すると共に、金型にインサートしておいた支持部材４０を容器本体１２と一体化させる。尚、支持部材４０と容器本体１２との境界面は、後から充填される溶融樹脂の熱によって支持部材４０が溶かされて、熱融着により一体化する。
【００３６】
一体成形においては、成形後に、接続部３１の基板１１を支持する側の表面を容器本体１２の内側面として露呈させるようにする。
【００３７】
尚、支持部材４０と容器本体１２との一体化ばかりでなく、他の機能部材、例えば、フロントリテーナ２２、リアリテーナ１５、位置決め部材１６を容器本体１２とは異なる材料の別部材として形成し、これと容器本体１２あるいは蓋体１３と一体化するのに用いることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、基板収納容器の支持部を容器本体とは別の材料から成る部材として構成し、容器本体と一体化する薄肉の板状の接続部を設けたので、容器本体との一体成形時に、容易にしかも精度良く安定的に金型内に保持でき、変形の少ない前記板状の接続部により形状が維持されるので、成形後の支持部の変形も少なく、精度良く一体化できる。
また、性能面を重視して各部分の材料を選択することが可能となり、高性能の基板収納容器を提供できる。
更に、容器本体又は蓋体とは異なる材料で別部材として形成される機能領域の基板収納容器のその他の部分との接合部は、一枚の板状片なので、一体成形時に接触する樹脂によって連続的に溶融するので、成形後にウェルド等の窪みが発生し難く、使用時や洗浄時に前記接合部の窪みにパーティクルが溜まって基板の汚染源となることが無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板収納容器の実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す基板収納容器の開口部正面図である。
【図４】図３に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１に示す支持部の正面図である。
【図６】図１の支持部を構成する容器本体と一体化される支持部材の側面図である。
【図７】図５に示すＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】図５に示すＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】図６に示す支持部材を容器本体と一体化する容器本体形成用金型の型締め状態を示す断面図である。
【図１０】従来の支持部材を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は容器本体との一体成形で生じる変形を示す断面図である。
【図１１】従来の別の支持部材を示し、（ａ）は容器本体と一体化したところを示す断面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
１０基板収納容器
１１基板
１２容器本体
１３蓋体
１４支持部
１５リアリテーナ
１６位置決め部材
１７ボトムプレート
１８ロボティックフランジ
１９マニュアルハンドル
２０係止クランプ
２１蓋体係止部
２２フロントリテーナ
２２ａ枠体部
２２ｂ接触部
２２ｃ溝
２３シール部材
３０水平棚部
３１接続部
３２ストッパー
３３壁部
４０支持部材
４１位置決め部材
５０固定金型
５１移動金型
５２容器本体形成用キャビティ
６０支持溝部分
６１容器本体
７０棚片
７１容器本体
７２窪み

Claims

少なくとも一端に開口部と内側面に基板を支持する支持部とを有する容器本体と、前記開口部を閉鎖する蓋体とを備え、前記容器本体に設けられる少なくとも一つの機能領域を第一の樹脂からなる別部材として形成し、該別部材を第二の樹脂からなる前記容器本体と一体化してなる基板収納容器であって、
前記別部材は、一定間隔で形成されて基板を支持する水平棚部からなる支持部材であり、前記支持部材には、水平棚部同士を連結すると共に、前記容器本体の内側面として露呈する板状の接続部を有し、該接続部の肉厚が前記容器本体の肉厚より１０〜７５％薄く形成され、前記水平棚部が突出する該接続部の反対側に前記支持部材を金型内で保持するための突起が形成されることを特徴とする基板収納容器。
前記別部材は、位置決め突起が２箇所形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板収納容器。
少なくとも一端に開口部と内側面に基板を支持する支持部とを有する容器本体と、前記開口部を閉鎖する蓋体とを備え、前記容器本体に設けられる少なくとも一つの機能領域を第一の樹脂からなる別部材として形成し、該別部材を第二の樹脂からなる前記容器本体と一体化してなる基板収納容器の製造方法であって、
前記別部材は、一定間隔で形成されて基板を支持する水平棚部からなる支持部材であり、前記支持部材には、水平棚部同士を連結すると共に、前記容器本体の内側面として露呈する板状の接続部を有し、該接続部の肉厚が前記容器本体の肉厚より１０〜７５％薄く形成され、前記水平棚部が突出する該接続部の反対側に前記支持部材を金型内で保持するための突起とが形成され、前記突起を該容器本体成形金型の内壁面に当接させて該容器本体成形金型内に該別部材をインサートし、前記容器本体を第一の樹脂と異なる第二の樹脂から形成し、前記機能領域と一体化することを特徴とする基板収納容器の製造方法。