JP4647417B2

JP4647417B2 - 基板収納容器の蓋体開閉方法

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Publication number: JP4647417B2
Application number: JP2005200513A
Authority: JP
Inventors: 正人高橋; 俊行鎌田
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: JP2007019328A

Description

本発明は、シリコンや化合物からなる各種の半導体ウェーハ、フォトマスクガラス、アルミディスク等の基板を収納する基板収納容器の蓋体開閉方法に関するものである。

精密基板収納容器とも呼ばれる従来の基板収納容器は、図示しないが、蓋体開閉装置に搭載される半導体ウェーハ収納用の容器本体と、この容器本体の開口した正面をシール状態に閉鎖する着脱自在の蓋体と、容器本体の正面に嵌入された蓋体を蓋体開閉装置の操作に基づき施錠あるいは解錠する施錠機構とを備え、蓋体開閉装置により容器本体の正面が蓋体で自動的に開閉される。このような基板収納容器は、例えばＳＥＭＩ規格のＥ４７．１で標準化されている。

蓋体開閉装置は、ＳＥＭＩ規格のＥ６２で標準化された機械的インターフェイス装置を備え、この機械的インターフェイス装置の操作キーが施錠機構の回転体に挿入され、回転することにより、回転体が回転する。また、蓋体は、その半導体ウェーハに対向する対向面に、容器本体に収納された半導体ウェーハの前部周縁を保持する弾性のフロントリテーナが装着され、周壁には、容器本体と蓋体とに挟持されるエンドレスで弾性のシールガスケットが嵌合されている。

施錠機構は、容器本体の正面内周部の上下に凹み形成される係止穴と、蓋体に支持され、蓋体開閉装置の操作キーの操作により回転する回転体と、この回転体の回転に基づき蓋体の内外方向に進退動する進退動プレートと、この進退動プレートの進退動に基づき蓋体から出没して容器本体の係止穴に嵌合される係止爪とから構成されている（特許文献１、２参照）。

ところで、従来における基板収納容器は、蓋体の取り付けに際し、蓋体開閉装置により容器本体の正面に蓋体が押圧嵌入され、その後、操作キーの操作により施錠機構が施錠動作して容器本体に嵌入された蓋体が施錠される。これは、蓋体開閉装置により容器本体の正面に蓋体が大きな力で強く押圧嵌入される必要があるからである。

具体的には、半導体ウェーハにフロントリテーナが接触して撓みながら保持するので、半導体ウェーハに接触してから撓むまでの間に必要な反発力と、蓋体のシールガスケットが容器本体の正面内周部に接触しつつ撓んでシール状態を形成するときに生じる反発力に押し戻されないようにする押圧力とが必要になるからである。この押圧力は、半導体ウェーハにフロントリテーナが接触し始めてから急激に増大する。
特開平１１‐９１８６５号公報特開２０００‐５８６３３号公報

従来の基板収納容器は、以上のように大きな力が蓋体の押圧力として容器本体に加わるので、蓋体開閉装置から容器本体が位置ずれしないようにする必要がある。この点に鑑み、従来においては、容器本体の底部に凹部を形成し、この凹部と蓋体開閉装置の凸部であるクランプ爪とを嵌合させ、容器本体を鉛直方向に引き込むことにより、容器本体を位置決め固定する方法が採用されている。

しかしながら、上記方法において、蓋体の押圧力が増大すると、この押圧力に負けないように容器本体の位置決め固定力を大きくする必要があるが、容器本体が鉛直方向に引き込まれる関係上、容器本体の底部が外方向に膨らんで変形しやすくなるという問題がある。また、容器本体の底部が塑性的に変形すると、容器本体の両側壁内面に配設された支持片が半導体ウェーハを支持する支持高さが所定の高さから外れたり、傾斜し、半導体ウェーハの取り出しや挿入時にエラーを招くという問題がある。また、容器本体の正面部が変形してシール性の低下を招き、半導体ウェーハに汚染の生じるおそれもある。

一方、基板収納容器が半導体ウェーハに各種の処理や加工を施す工程で使用される工程内タイプ（ＦＯＵＰとも呼ばれる）の場合には、同一工程内で半導体ウェーハを保管したり、搬送するために使用される関係上、半導体ウェーハの保持力（通常、基板収納容器全体で３０〜６０Ｎ程度に設定される）を大きくする必要がないので、蓋体の押圧力も保持力に対向できれば良い。したがって、蓋体の押圧力（通常、３０〜６０Ｎ程度）をそれ程大きくする必要がなく、実用上特に問題にならない。

これに対し、基板収納容器が工場間の半導体ウェーハの輸送に使用される輸送用タイプ（ＦＯＳＢとも呼ばれる）の場合には、自動開閉用の蓋体が使用され始めてきているので、工程内タイプの蓋体の押圧力よりも大きな保持力（基板収納容器全体で８０〜１６０Ｎ程度、一般的には１００Ｎ程度に設定される）が必要とされ、しかも、基板収納容器が外部の汚れた環境に晒されるので、完全なシール性も要求される。

その結果、輸送用タイプにおいては、工程内タイプの押圧力の２倍の押圧力が必要とされるので、容器本体の位置決め固定力も約２倍となり、容器本体の底部が変形しやすく、半導体ウェーハのエラーや汚染を招くおそれが少なくない。このように容器本体の底部が変形すると、各種の検知センサが基板収納容器の有無や基板収納容器の種類等を正常に検知できなくなるとともに、蓋体開閉装置のアクチュエータの位置検出に不良を来たし、動作不良で停止してしまうという問題が生じる。

本発明は上記に鑑みなされたもので、例え蓋体の押圧力や容器本体の固定力を小さくしても、容器本体の変形、基板の位置ずれや傾斜、基板の汚染のおそれ等を抑制することができ、しかも、容器本体を蓋体により有効に閉鎖することのできる基板収納容器の蓋体開閉方法を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、蓋体開閉装置に搭載される基板収納用の容器本体と、この容器本体の開口した正面を開閉する着脱自在の蓋体と、容器本体の正面に嵌め入れられる蓋体を蓋体開閉装置の操作に基づき施錠あるいは解錠する施錠機構とを備え、蓋体に、容器本体に収納された基板を保持するリテーナを取り付けるとともに、密封用のシール部材を取り付け、施錠機構を、容器本体の正面内周部に形成される複数の係止凹部と、蓋体に支持されて蓋体開閉装置の操作により回転する複数の回転体と、各回転体の回転に基づき蓋体の内外方向に進退動する複数の進退動体と、各進退動体の進退動に基づき蓋体から出没して容器本体の複数の係止凹部にそれぞれ嵌め合わされる複数の係止体とから構成し、蓋体開閉装置により容器本体の正面を蓋体で閉鎖して施錠する基板収納容器の蓋体開閉方法であって、
容器本体の開口した正面に蓋体を予め設定された押圧力で略対向させ、容器本体に収納された基板の前部周縁に蓋体のリテーナを０．２ｍｍ〜５ｍｍの隙間を有する範囲に接近させた状態で止めるとともに、施錠機構の各回転体の操作を開始して容器本体の複数の係止凹部に蓋体の係止体をそれぞれ嵌め合わせ、各回転体をさらに操作して複数の係止凹部と係止体との嵌め合わせ部を起点として容器本体の正面に蓋体をシール方向に嵌め入れ、基板の前部周縁と蓋体のリテーナとを接触させ、かつリテーナに基板を一枚当たり１．３Ｎ〜７Ｎの範囲で保持させ、蓋体の押圧力を３０Ｎ〜１４０Ｎの範囲とすることにより、容器本体の正面を蓋体によりシール状態に閉鎖することを特徴としている。

なお、施錠機構の各回転体を回転させる蓋体開閉装置の回転トルクを０．１Ｎｍ〜２．０Ｎｍの範囲とすることが好ましい。

また、蓋体に誘導体を設け、施錠機構の各進退動体の先端部に係止体を設けるとともに、各進退動体には、誘導体にスライド可能に接触して進退動体及び又は係止体を蓋体の厚さ方向に押す被誘導体を設けることができる。

また、施錠機構の各回転体の周縁部に、第一の溝孔を設けるとともに、この第一の溝孔の外側に位置する第二の溝孔を設け、
各進退動体を、回転体の第一の溝孔にスライド可能に嵌め入れられる第一の進退動プレートと、回転体の第二の溝孔にスライド可能に嵌め入れられて第一の進退動プレートに対向する第二の進退動プレートとに分割し、第一の進退動プレートに押圧体を形成し、第二の進退動プレートの先端部には、係止体を設け、かつ第二の進退動プレートの中間部には、押圧体に接触して第二の進退動プレート及び又は係止体を蓋体の厚さ方向に押す被押圧体を形成することができる。

また、基板を収納する容器本体と、この容器本体の開口した正面を開閉する着脱自在の蓋体と、容器本体の正面に嵌め入れられる蓋体を外部からの操作に基づき施錠あるいは解錠する施錠機構とを備え、施錠機構を、容器本体の正面内周部に形成される複数の係止凹部と、蓋体に支持されて外部からの操作により回転する複数の回転体と、各回転体の回転に基づき蓋体の内外方向に進退動する複数の進退動体と、各進退動体の進退動に基づき蓋体から出没して容器本体の複数の係止凹部にそれぞれ嵌め合わされる複数の係止体とから構成したものであって、
蓋体に誘導体を設け、施錠機構の各進退動体の先端部に係止体を設けるとともに、各進退動体には、誘導体にスライド可能に接触して進退動体及び又は係止体を蓋体の厚さ方向に押す被誘導体を設けたことを特徴としても良い。

さらに、基板を収納する容器本体と、この容器本体の開口した正面を開閉する着脱自在の蓋体と、容器本体の正面に嵌め入れられる蓋体を外部からの操作に基づき施錠あるいは解錠する施錠機構とを備え、施錠機構を、容器本体の正面内周部に形成される複数の係止凹部と、蓋体に支持されて外部からの操作により回転する複数の回転体と、各回転体の回転に基づき蓋体の内外方向に進退動する複数の進退動体と、各進退動体の進退動に基づき蓋体から出没して容器本体の複数の係止凹部にそれぞれ嵌め合わされる複数の係止体とから構成したものであって、
施錠機構の各回転体の周縁部に、第一の溝孔を設けるとともに、この第一の溝孔の外側に位置する第二の溝孔を設け、
各進退動体を、回転体の第一の溝孔にスライド可能に嵌め入れられる第一の進退動プレートと、回転体の第二の溝孔にスライド可能に嵌め入れられて第一の進退動プレートに対向する第二の進退動プレートとに分割し、
第一の進退動プレートに押圧体を形成し、第二の進退動プレートの先端部には、係止体を設け、かつ第二の進退動プレートの中間部には、押圧体に接触して第二の進退動プレート及び又は係止体を蓋体の厚さ方向に押す被押圧体を形成したことを特徴としても良い。

ここで、特許請求の範囲における基板には、少なくとも口径２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍのシリコンウェーハからなる半導体ウェーハ、ガラスウェーハ、フォトマスク、記録媒体用基板、液晶ガラス等の精密基板が含まれる。容器本体は、透明、半透明、不透明のいずれでも良い。この容器本体の背面は、透視窓とすることができる。また、蓋体の周囲等には、容器本体と蓋体との間に介在される中空・中実で弾性のシールガスケットを嵌め合わせることが好ましい。

施錠機構の進退動体や係止体は、複数であれば、適宜増減することができる。これら進退動体と係止体とは、一体でも良いし、別体でも良い。第二の進退動プレートの中間部とは、先端部と末端部を除く部分をいう。さらに、本発明に係る基板収納容器は、フロントオープンボックスであれば、ＦＯＳＢタイプとＦＯＵＰタイプのいずれもが含まれる。

本発明によれば、例え蓋体の押圧力や容器本体の固定力を小さくしても、容器本体の変形、基板の位置ずれや傾斜、基板の汚染のおそれ等を抑制することができるという効果がある。また、例え蓋体の押圧力や容器本体の固定力を小さくしても、容器本体を蓋体により有効に閉鎖することができる。
また、基板の前部周縁に蓋体のリテーナを０．２ｍｍ〜５ｍｍの距離で接近させるので、リテーナの撓み量が減少し、基板を安全に保持することができる。また、容器本体の係止凹部に対する蓋体の係止体の嵌め入れがスムーズになり、しかも、容器本体の正面に蓋体を移動させてシール状態に嵌め入れることが容易となる。また、基板の前部周縁を蓋体のリテーナに基板一枚当たり１．３Ｎ〜７Ｎの範囲で保持させるので、基板を十分に保持することができ、蓋体押圧力の小さい一部の蓋体開閉装置でもトラブル発生のおそれがない。
また、蓋体押圧力を３０〜１４０Ｎの範囲とするので、例え基板収納容器が輸送用タイプでも、蓋体の押圧力を抑制することができ、容器本体の位置決め固定力を倍増する必要がない。さらに、容器本体の底部が変形したり、基板のエラーや汚染を招くおそれを排除することができる。

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の蓋体開閉方法は、図１ないし図１０に示すように、蓋体開閉装置１と、この蓋体開閉装置１に位置決め搭載される半導体ウェーハＷ収納用の容器本体２０と、この容器本体２０の開口した正面をシール状態に閉鎖する着脱自在の蓋体３０と、容器本体２０の正面に嵌入された蓋体３０を蓋体開閉装置１の操作により施錠あるいは解錠する施錠機構４０とを用い、蓋体開閉装置１により容器本体２０を蓋体３０で自動的に開閉する。

蓋体開閉装置１は、図１ないし図４に示すように、クリーンエリア２と搬送エリア３とを区画する周壁４を備え、この周壁４の内外に、工場間の半導体ウェーハＷの輸送に使用される基板収納容器の容器本体２０に蓋体３０を取り付け取り外しするドッキング装置６と、容器本体２０を水平に位置決め固定する載置装置１２とが配設される。蓋体開閉装置１の周壁４には、蓋体３０に対応した大きさの貫通口５が矩形に形成される。

ドッキング装置６は、クリーンエリア２に設置されるオープナ７を備え、このオープナ７には、蓋体開閉装置１の前後方向、換言すれば、周壁４の内外方向（図１ないし図３の左右方向）に揺動するアーム８が上下動可能に支持されており、このアーム８の先端部には、周壁４の貫通口５を開閉し、かつ蓋体３０を真空吸着する矩形のクロージャ９が回転可能に軸支される。

クロージャ９は、その表面の斜め上下に、蓋体３０の一対の位置決め穴３２Ａに嵌合する位置合わせピン１０が配設され、表面の中央部両側には、回転する略Ｔ字形の操作キー１１が一対配設されており、各操作キー１１が蓋体３０の施錠機構４０を施錠あるいは解錠する。

載置装置１２は、ロードポート装置とも呼ばれ、貫通口５の前方（図１ないし図４の右方向）に水平に張り出し形成され、平坦な上部には、容器本体２０を位置決めする複数の位置決めピン１３が平面視で略三角形を描くように配設されるとともに、この複数の位置決めピン１３の中心部に位置するクランプ爪１４が上下動可能に設置されており、このクランプ爪１４が位置決め搭載された容器本体２０を着脱自在に固定するよう機能する。

半導体ウェーハＷは、例えば直径３００ｍｍの丸い円板形のシリコンウェーハ、すなわち精密基板からなり、表裏両面がそれぞれ鏡面に形成されており、蓋体開閉装置１のクリーンエリア２に設置された図示しない専用のロボットにより、左右の両側部周縁がハンドリングされた状態で出し入れされる。この半導体ウェーハＷの周縁部には、結晶方向の判別や整列を容易にするノッチが平面略半円形に切り欠かれる。

基板収納容器の容器本体２０、蓋体３０、及び施錠機構４０は、例えばポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン等の樹脂を材料として成形され、これらの樹脂には、カーボン、炭素繊維、カーボンナノチューブ、金属繊維、金属酸化物、導電性樹脂等が選択的に添加される。

容器本体２０は、図５に示すように、正面の開口した透明のフロントオープンボックスに成形され、内部両側、すなわち両側壁の内面には、収納される半導体ウェーハＷを水平に支持する支持片２１が上下方向に所定のピッチで複数並設されており、内部背面には、半導体ウェーハＷの後部周縁を水平に保持する弾性のリヤリテーナ２２が上下方向に所定のピッチで複数並設される。

容器本体２０の底面には、平面略Ｕ字形あるいはＹ字形のボトムプレートが着脱自在に装着され、容器本体２０の底面とボトムプレートのいずれか一方には、載置装置１２の複数の位置決めピン１３に嵌合する位置決め具が配設される。ボトムプレートの中央部には、載置装置１２のクランプ爪１４に嵌合される凹部が形成され、ボトムプレートの後部には、着脱自在の識別体が選択的に装着されており、この識別体が載置装置１２の検知センサに検知されることにより、基板収納容器の有無、種類、半導体ウェーハＷの枚数等が把握される。また、各位置決め具は、平面略小判形に形成されるとともに、断面略Ｍ字形や略逆Ｖ字形に形成される。

容器本体２０の天井中央部には、平面略矩形のロボティックフランジ２３が着脱自在に装着され、このロボティックフランジ２３が搬送機構に把持されることにより、基板収納容器が搬送される。また、容器本体２０の開口した正面の周縁部は、断面略Ｌ字形に屈曲形成されることにより、外方向に張り出されてリム部２４を形成する。容器本体２０の両側壁には、肉厚の円板形、略Ｌ字形、あるいは倒Ｕ字形の搬送ハンドルがそれぞれ外側から選択的に装着され、この一対の搬送ハンドルが作業員に把持されることにより、基板収納容器が搬送される。

蓋体３０は、図５ないし図１０に示すように、容器本体２０のリム部２４に嵌合する断面略皿形の筐体３１と、この筐体３１の表面を部分的に覆うカバー３２とを備えた正面視横長の略矩形に形成され、表面には、ドッキング装置６の一対の位置合わせピン１０に嵌合する位置決め穴３２Ａが丸く穿孔される。筐体３１の半導体ウェーハＷに対向する裏面の中央部には、弾性のフロントリテーナ３３が上下方向に所定のピッチで複数並設され、各フロントリテーナ３３にＵ字形あるいはＶ字形に形成された収納溝が容器本体２０に収納された各半導体ウェーハＷの前部周縁を撓みながら保持する。

筐体３１の周壁には、容器本体２０のリム部２４に圧接される密封用のシールガスケット３４が弾性変形可能に嵌合され、筐体３１の周壁の上下両側部には、施錠機構４０用の貫通孔３５がそれぞれ穿孔される。シールガスケット３４は、例えばフッ素ゴムやシリコーンゴム等を使用して屈曲片を突出させたエンドレスに成形され、容器本体２０の外部から内部に塵埃を含む気体が流入するのを抑制防止するよう機能する。

施錠機構４０は、図５ないし図１０に示すように、容器本体２０の正面内周部の上下両側、換言すれば、リム部２４内周の上下両側にそれぞれ凹み形成される複数の係止穴４１と、蓋体３０の表面両側に軸支され、蓋体開閉装置１の操作キー１１の操作により回転する左右一対の回転体４２と、各回転体４２の回転に基づき、蓋体３０のガイドに案内支持されつつその内外方向に直線的に進退動する一対の進退動プレート４５と、各進退動プレート４５の進退動に基づき、蓋体３０から出没して容器本体２０の各係止穴４１に嵌合される複数の係止爪４７とから構成される。

各係止穴４１は、横長の矩形に形成され、容器本体２０に対する蓋体３０の嵌合時に蓋体３０の貫通孔３５と対向する。各回転体４２は、断面略凸字の円板に形成され、中心の凸部には、操作キー１１と嵌合する嵌合穴４３が形成されており、周縁部には一対の溝孔４４が１８０°の間隔をおきそれぞれ略半円弧形に切り欠かれる。

回転体４２を回転させる蓋体開閉装置１の操作キー１１の回転トルクは、０．１Ｎｍ〜２．０Ｎｍの範囲とされる。各進退動プレート４５は、基本的には上下方向に指向する長方形の板に形成され、末端部には、回転体４２の溝孔４４に筒形のローラ等を介して嵌合する突起４６が形成されており、先端部には、回転可能な係止爪４７が連結される。

なお、本実施形態では各進退動プレート４５の末端部に突起４６を形成するが、必要に応じ、回転体４２の周縁部に一対の突起４６を形成して各突起４６に進退動プレート４５の末端部に穿孔した孔を回転可能に嵌合させても良いし、各突起４６に進退動プレート４５の末端部に穿孔した孔を筒形のローラを介し回転可能に嵌合させても良い。

各係止爪４７は、基本的には板形の基部４８と、この基部４８から湾曲しながら伸びる係止部４９とを備えた断面略Ｔ字形、あるいは略γ字形に構成される。基部４８は、その一端が蓋体３０内の貫通孔３５付近に回転可能に軸支され、他端が進退動プレート４５の先端部に回転可能に軸支される。また、係止部４９は、容器本体２０の各係止穴４１に嵌合されるが、磨耗低減の観点から回転ローラ５０が選択的に取り付けられる。

このような構成の施錠機構４０は、回転体４２が時計方向に回転操作されると、回転運動が直線運動に変換されることにより、進退動プレート４５が蓋体３０のガイドに案内支持されつつ蓋体３０の外方向に直線的にスライドし、この進退動プレート４５のスライドに伴い、係止爪４７が蓋体３０の貫通孔３５から揺動露出して載置装置１２上の容器本体２０の係止穴４１に嵌合する。

これに対し、回転体４２が反時計方向に回転操作されると、回転運動が直線運動に変換されることにより、外方向にスライドした進退動プレート４５が蓋体３０のガイドに案内支持されつつ蓋体３０の内方向に直線的にスライドし、この進退動プレート４５のスライドに伴い、露出した係止爪４７が蓋体３０の貫通孔３５に没入して容器本体２０の係止穴４１との嵌合を解除し、蓋体３０が取り外し可能な状態となる。

上記において、加工処理済みの半導体ウェーハＷを収納した容器本体２０に蓋体３０を嵌合して閉鎖する場合について説明する。この場合、蓋体開閉装置１の載置装置１２に容器本体２０が位置決め固定されてそのリム部２４が周壁４の貫通孔３５に連通し、ドッキング装置６のクロージャ９に取り外された蓋体３０が吸着されている（図１参照）。

先ず、ドッキング装置６のアーム８が上昇しながら周壁４の内外方向に揺動してクロージャ９を下方の待機位置から上昇させ、このクロージャ９が容器本体２０の開口したリム部２４に蓋体３０を予め設定された押圧力で対向させ、容器本体２０に収納された半導体ウェーハＷの前部周縁に蓋体３０のフロントリテーナ３３が隙間Ｃを介し接近した状態で停止する（図２、図８、図９参照）。この際、予め設定された押圧力は、基板収納容器が輸送用タイプであることに鑑み、９Ｎ〜１６０Ｎの範囲に調整される。

半導体ウェーハＷの前部周縁と蓋体３０のフロントリテーナ３３との隙間Ｃは、図９に示すように、０．２ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲の距離に調整される。これは、０．２ｍｍ未満の場合には、フロントリテーナ３３の撓み量が減少し、半導体ウェーハＷを安全に保持することが困難になるからである。逆に、５ｍｍを超える場合には、容器本体２０の係止穴４１に蓋体３０の係止爪４７の嵌合するのが容易でなくなり、容器本体２０のリム部２４に蓋体３０を移動させてシール状態に嵌入することが困難になるからである。

こうして半導体ウェーハＷにフロントリテーナ３３が隙間Ｃを介して対向したら、クロージャ９が移動して容器本体２０のリム部２４方向に蓋体３０をスムーズに移動させ、操作キー１１が回転体４２の施錠操作を開始して容器本体２０の係止穴４１に蓋体３０の係止爪４７を不完全ながら嵌合させ、操作キー１１が回転体４２の施錠操作を継続することにより、係止穴４１と係止爪４７との嵌合部Ｅを起点として容器本体２０のリム部２４に蓋体３０が完全な施錠状態で嵌入されるとともに、半導体ウェーハＷの前部周縁が蓋体３０のフロントリテーナ３３に保持され、容器本体２０のリム部２４が蓋体３０によりシール状態に閉鎖されることとなる（図３、図１０参照）。

この場合、半導体ウェーハＷを１枚毎に収納するフロントリテーナ３３の各収納溝における半導体ウェーハ保持力を１．３〜７Ｎの範囲で設定することができ、ラッチ力を利用して蓋体３０を係止するので、蓋体開閉装置１で必要な蓋体押圧力を３０Ｎ〜１４０Ｎの範囲に抑制することができる。

上記したように半導体ウェーハＷを１枚毎に収納するフロントリテーナ３３の各収納溝における半導体ウェーハ保持力を調整することができるので、蓋体３０の押圧力を抑制することができるが、保持力が１．３Ｎ未満の場合には、半導体ウェーハＷを十分に保持することができず、回転が生じるので留意する必要がある。また、保持力が７Ｎを超える場合には、蓋体３０の押圧力が１４０Ｎを超え、蓋体押圧力の小さい一部の蓋体開閉装置１でトラブル発生のおそれがあるので留意する必要がある。

この際、蓋体３０は、操作キー１１に作用する回転トルク（１．０Ｎ〜１．７Ｎ）により、容器本体２０のリム部２４に移動して嵌入される。容器本体２０のリム部２４が蓋体３０により閉鎖された基板収納容器は、搬送機構により次の工程に搬送される。
なお、容器本体２０から蓋体３０を取り外して開口させる場合には、上記作業とは逆の順序、すなわち図１０、図９、図８の順序で行なわれる。

上記によれば、進退動プレート４５を四本、係止爪４７を四個とし、各係止爪４７に回転トルクよりも大きな力がてこの原理により作用するので、上下左右の四箇所から均等に力を加えて蓋体３０を移動させることができる。したがって、蓋体３０の中央部のみを押圧する場合に比べ、蓋体３０の変形やねじれを抑制防止し、容器本体２０に蓋体３０を均一に接触させて良好なシール性を得ることができる。

また、フロントリテーナ３３のウェーハ保持力を過度に抑制することなく、蓋体開閉装置１が必要な蓋体３０の押圧力を３０〜１４０Ｎの範囲に抑制することができる。これにより、例え基板収納容器が輸送用タイプでも、蓋体３０の押圧力を抑制することができるので、容器本体２０の位置決め固定力を倍増する必要が全くなく、しかも、容器本体２０の底部が変形したり、半導体ウェーハＷのエラーや汚染を招くおそれを有効に排除することができる。

また、容器本体２０の底部が変形するおそれがないので、各種の検知センサに基板収納容器の有無や基板収納容器の種類等を正常に検知させることができ、蓋体開閉装置１のアクチュエータの位置検出に不良を来たしたり、動作不良で停止してしまうこともない。

次に、図１１ないし図１３は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、蓋体３０の筐体３１表面に誘導ブロック６０を設け、各進退動プレート４５の先端部に、係止爪４７として回転ローラ５０を回転可能に支持させるとともに、各進退動プレート４５には、誘導ブロック６０に摺接する被誘導ブロック６１を設け、これら誘導ブロック６０と被誘導ブロック６１との摺接により、各進退動プレート４５や係止爪４７をその進出方向のみならず、進出方向と直交する方向、換言すれば、蓋体３０の厚さ方向にも押圧移動させるようにしている。

蓋体３０のカバー３２には、カムとして機能する傾斜面を有する断面多角形の位置決め突起６２が所定の間隔をおいて複数形成され、各進退動プレート４５の中間部には、円柱形の被位置決め突起６３が所定の間隔をおいて複数形成されており、これら位置決め突起６２と被位置決め突起６３の先端部とが相互に摺接したり、離隔することにより、進退動プレート４５の初期位置や基準位置が確保される。各被位置決め突起６３の先端部は、磨耗を減少させる観点から先細りや略半球形に形成されたり、ローラが回転可能に取り付けられる。

誘導ブロック６０と被誘導ブロック６１とは、磨耗が少なく、滑り性の良好な材料、具体的には、シリコーンやフッ素の添加された各種の熱可塑性樹脂、ポリブチレンテレタレート、ポリエーテルエーテルケトン等を使用して相互に対向する断面略三角形や多角形に形成される。これら立体的な誘導ブロック６０と被誘導ブロック６１とは、そのカム面として機能する傾斜面が接触してスライドすることにより、運動方向変向手段として機能する。

上記において、図１１に示すように、半導体ウェーハＷにフロントリテーナ３３が隙間Ｃを介して対向したら、クロージャ９が移動して容器本体２０のリム部２４方向に蓋体３０をスムーズに移動させ、操作キー１１が回転体４２の施錠操作を開始して容器本体２０の係止穴４１に蓋体３０の係止爪４７を不完全ながら嵌合させ、操作キー１１が回転体４２の施錠操作を継続することにより、係止穴４１と係止爪４７との嵌合部Ｅを起点として容器本体２０のリム部２４に蓋体３０が完全な施錠状態で嵌入されるとともに、半導体ウェーハＷの前部周縁が蓋体３０のフロントリテーナ３３に保持され、容器本体２０のリム部２４が蓋体３０によりシール状態に閉鎖される。

操作キー１１により回転体４２が回転すると、図１２や図１３に示すように、誘導ブロック６０に被誘導ブロック６１が案内されつつ図の上方向に離れるようスライドし、このスライドにより、各進退動プレート４５やその係止爪４７が進出方向と直交する方向、換言すれば、蓋体３０の厚さ方向（図１２、図１３の左右方向）にも移動し、蓋体３０がシール方向（図１３の右方向）に移動して容器本体２０のリム部２４を強固に閉鎖することとなる。

この場合、蓋体開閉装置１の蓋体３０の押圧力を３０〜１４０Ｎの範囲に抑制することができる。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、施錠機構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。

次に、図１４ないし図２０は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、各回転体４２の周縁部に、周方向に伸びる略半円弧形の第一の溝孔４４Ａを穿孔するとともに、この第一の溝孔４４Ａの外側に位置する第二の溝孔４４Ｂを略半円弧形に穿孔し、各進退動プレート４５を、回転体４２の第一の溝孔４４Ａに突起４６を介しスライド可能に嵌入される第一の進退動プレート４５Ａと、回転体４２の第二の溝孔４４Ｂに突起４６を介しスライド可能に嵌入されて第一の進退動プレート４５Ａに積層する第二の進退動プレート４５Ｂとに分割するようにしている。

各回転体４２や各進退動プレート４５は、磨耗が少なく、滑り性の良好な材料を使用して成形される。具体的には、シリコーンやフッ素の添加された各種の熱可塑性樹脂、ポリブチレンテレタレート、ポリエーテルエーテルケトン等を使用して成形される。

第一、第二の進退動プレート４５Ａ・４５Ｂは、基本的にはそれぞれ細長い長方形の板に形成され、相互に対向する。第一の進退動プレート４５Ａは、第二の進退動プレート４５Ｂに対向する対向面の先端部付近に、傾斜面を有する断面略三角形、略鉤形、山形等の押圧爪６４が一体形成され、両側部には、長手方向に伸びる第一のガイド片６６がそれぞれ形成される（図１７参照）。

第二の進退動プレート４５Ｂは、その先端部が容器本体２０の係止穴４１に嵌合する係止爪４７に形成され、中間部には、押圧爪６４に接触される被押圧突起６５が一体形成されるとともに、両側部には、第一のガイド片６６と嵌合する第二のガイド片６７がそれぞれ形成されており、これら第一、第二のガイド片６７が相互に噛合することにより、第一、第二の進退動プレート４５Ａ・４５Ｂががたつくのを抑制防止する。

被押圧突起６５は、例えば傾斜した湾曲面や傾斜面を有する断面略半円形、略三角形、略山形等に形成され、押圧爪６４と接触して押圧されることにより、第二の進退動プレート４５Ｂや係止爪４７を蓋体３０の厚さ方向、言い換えれば、シール方向に押圧するよう機能する（図１７参照）。

上記において、図１８に示すように、半導体ウェーハＷにフロントリテーナ３３が隙間Ｃを介して対向したら、クロージャ９が移動して容器本体２０のリム部２４方向に蓋体３０をスムーズに移動させ、操作キー１１が回転体４２の施錠操作を開始して容器本体２０の係止穴４１に蓋体３０の係止爪４７を不完全ながら嵌合させ、操作キー１１が回転体４２の施錠操作を継続することにより、係止穴４１と係止爪４７との嵌合部Ｅを起点として容器本体２０のリム部２４に蓋体３０が完全な施錠状態で嵌入されるとともに、半導体ウェーハＷの前部周縁が蓋体３０のフロントリテーナ３３に保持され、容器本体２０のリム部２４が蓋体３０によりシール状態に閉鎖される。

操作キー１１により回転体４２が回転すると、第一、第二の進退動プレート４５Ａ・４５Ｂが共に蓋体３０の内外方向に進出して第二の進退動プレート４５Ｂの係止爪４７を係止穴４１の内面に接触させ、第一の進退動プレート４５Ａの押圧爪６４が被押圧突起６５よりも大きく移動（変位）し、これら押圧爪６４と被押圧突起６５とが接近する。押圧爪６４が被押圧突起６５に接近して圧接すると、押圧爪６４に被押圧突起６５が押圧され、各進退動プレート４５や係止爪４７がその進出方向と直交する方向、すなわち、蓋体３０の厚さ方向にも揺動する。

この結果、係止穴４１の内面に既に接触している係止爪４７に容器本体２０の開口方向（図２０の左方向）に対する力が作用し、この力の反力（図２０の矢印参照）により蓋体３０がシール方向（図２０の右方向）に移動して容器本体２０のリム部２４を強固に閉鎖する。この場合、蓋体開閉装置１の蓋体３０の押圧力を３０〜１４０Ｎの範囲に抑制することができる。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、施錠機構４０の構成の多様化が期待できる他、反力を利用して蓋体３０を強固に閉鎖することができるのは明らかである。

本発明に係る基板収納容器の蓋体開閉方法の実施形態におけるドッキング装置に蓋体が吸着された状態を示す一部断面説明図である。本発明に係る基板収納容器の蓋体開閉方法の実施形態における容器本体の半導体ウェーハの前部に蓋体のフロントリテーナが隙間を介し近接した状態を示す一部断面説明図である。本発明に係る基板収納容器の蓋体開閉方法の実施形態における容器本体のリム部が蓋体により閉鎖された状態を示す一部断面説明図である。本発明に係る基板収納容器の蓋体開閉方法の実施形態における蓋体開閉装置を示す斜視説明図である。本発明に係る基板収納容器の蓋体開閉方法の実施形態における容器本体と蓋体とを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蓋体開閉方法の実施形態における蓋体と解錠状態の施錠機構とを示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は断面図である。本発明に係る基板収納容器の蓋体開閉方法の実施形態における蓋体と施錠状態の施錠機構とを示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図は断面図である。本発明に係る基板収納容器の蓋体開閉方法の実施形態における容器本体、蓋体、及び施錠機構を示す一部断面説明図である。図８の施錠機構の施錠開始時の状態を示す一部断面説明図である。図９の施錠機構が施錠された状態を示す一部断面説明図である。本発明に係る基板収納容器の蓋体開閉方法の第２の実施形態における容器本体、蓋体、及び施錠機構を示す一部断面説明図である。図１１の施錠機構の施錠開始時の状態を示す一部断面説明図である。図１２の施錠機構が施錠された状態を示す一部断面説明図である。本発明に係る基板収納容器の蓋体開閉方法の第３の実施形態における蓋体と施錠機構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蓋体開閉方法の第３の実施形態における施錠機構を示す斜視説明図である。本発明に係る基板収納容器の蓋体開閉方法の第３の実施形態における施錠機構の施錠状態を示す斜視説明図である。本発明に係る基板収納容器の蓋体開閉方法の第３の実施形態における施錠機構の進退動プレートを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蓋体開閉方法の第３の実施形態における容器本体、蓋体、及び施錠機構を示す一部断面説明図である。図１８の施錠機構の施錠開始状態を示す一部断面説明図である。図１９の施錠機構が施錠された状態を示す一部断面説明図である。

符号の説明

１蓋体開閉装置
４周壁
５貫通口
６ドッキング装置
７オープナ
９クロージャ
１０位置合わせピン
１１操作キー
１２載置装置
１３位置決めピン
１４クランプ爪
２０容器本体
２４リム部（正面）
３０蓋体
３３フロントリテーナ（リテーナ）
３４シールガスケット（シール部材）
３５貫通孔
４０施錠機構
４１係止穴（係止凹部）
４２回転体
４４溝孔
４４Ａ第一の溝孔
４４Ｂ第二の溝孔
４５進退動プレート（進退動体）
４５Ａ第一の進退動プレート
４５Ｂ第二の進退動プレート
４７係止爪（係止体）
５０回転ローラ（係止体）
６０誘導ブロック（誘導体）
６１被誘導ブロック（被誘導体）
６４押圧爪（押圧体）
６５被押圧突起（被押圧体）
Ｃ隙間
Ｅ嵌合部
Ｗ半導体ウェーハ（基板）

Claims

蓋体開閉装置に搭載される基板収納用の容器本体と、この容器本体の開口した正面を開閉する着脱自在の蓋体と、容器本体の正面に嵌め入れられる蓋体を蓋体開閉装置の操作に基づき施錠あるいは解錠する施錠機構とを備え、蓋体に、容器本体に収納された基板を保持するリテーナを取り付けるとともに、密封用のシール部材を取り付け、施錠機構を、容器本体の正面内周部に形成される複数の係止凹部と、蓋体に支持されて蓋体開閉装置の操作により回転する複数の回転体と、各回転体の回転に基づき蓋体の内外方向に進退動する複数の進退動体と、各進退動体の進退動に基づき蓋体から出没して容器本体の複数の係止凹部にそれぞれ嵌め合わされる複数の係止体とから構成し、蓋体開閉装置により容器本体の正面を蓋体で閉鎖して施錠する基板収納容器の蓋体開閉方法であって、
容器本体の開口した正面に蓋体を予め設定された押圧力で略対向させ、容器本体に収納された基板の前部周縁に蓋体のリテーナを０．２ｍｍ〜５ｍｍの隙間を有する範囲に接近させた状態で止めるとともに、施錠機構の各回転体の操作を開始して容器本体の複数の係止凹部に蓋体の係止体をそれぞれ嵌め合わせ、各回転体をさらに操作して複数の係止凹部と係止体との嵌め合わせ部を起点として容器本体の正面に蓋体をシール方向に嵌め入れ、基板の前部周縁と蓋体のリテーナとを接触させ、かつリテーナに基板を一枚当たり１．３Ｎ〜７Ｎの範囲で保持させ、蓋体の押圧力を３０Ｎ〜１４０Ｎの範囲とすることにより、容器本体の正面を蓋体によりシール状態に閉鎖することを特徴とする基板収納容器の蓋体開閉方法。
施錠機構の各回転体を回転させる蓋体開閉装置の回転トルクを０．１Ｎｍ〜２．０Ｎｍの範囲とする請求項１記載の基板収納容器の蓋体開閉方法。
蓋体に誘導体を設け、施錠機構の各進退動体の先端部に係止体を設けるとともに、各進退動体には、誘導体にスライド可能に接触して進退動体及び又は係止体を蓋体の厚さ方向に押す被誘導体を設けた請求項１又は２記載の基板収納容器の蓋体開閉方法。
施錠機構の各回転体の周縁部に、第一の溝孔を設けるとともに、この第一の溝孔の外側に位置する第二の溝孔を設け、
各進退動体を、回転体の第一の溝孔にスライド可能に嵌め入れられる第一の進退動プレートと、回転体の第二の溝孔にスライド可能に嵌め入れられて第一の進退動プレートに対向する第二の進退動プレートとに分割し、第一の進退動プレートに押圧体を形成し、第二の進退動プレートの先端部には、係止体を設け、かつ第二の進退動プレートの中間部には、押圧体に接触して第二の進退動プレート及び又は係止体を蓋体の厚さ方向に押す被押圧体を形成した請求項１又は２記載の基板収納容器の蓋体開閉方法。