WO2002047154A1 - Element d'etancheite et contenant de stockage d'un substrat utilisant l'element d'etancheite - Google Patents

Description

明 細 書 シール部材、 及びこれを用いた基板収納容器 技術分野

本発明は、半導体ゥェ一ハゃマスクガラス板等の基板を収納する基板収納容器 の開口端部と、 開口端部を閉鎖する蓋体との間に介在するシール部材、 及びこれ を用いた基板収納容器に関する。 背景技術

従来、基板収納容器の開口部を蓋体で密封状態に閉鎖する際に用いられるシ一 ル部材は、 ポリオレフイン系、 ポリエステル系などの各種の熱可塑性エラストマ ―、 あるいはフッ素ゴム、 E P D M (エチレン一プロピレン一ジェン三元共重合 体配合物） などの各種のゴム材料を使用し、 成形金型を使ってエンドレス形状に 形成されていた。 こうして得られる基板収納容器用のシール部材は、 収納する基 板を汚染することがないように洗浄されてから使用されていた。

従来のシール部材は、容器本体の開口部周縁や蓋体の開口周縁部に溝部ゃ凸部 として設けられる嵌合部と、 シール部材に凸部又は溝部として形成される係合部 分とが嵌合されて使用されていた。 また、 こうしたシール部材の嵌合作業は、 人 手によって行われていた。

従来のシール部材は、全体が前記したような弾性体である熱可塑性ェラス トマ —等から形成される。 そのため成形条件等によって変形し易く、 寸法ばらつきも 大きくなつていた。特に成形後に金型に貼り付き易く、 金型から離型させるとき に無理に金型から引き剥がすと、 なおさら周長がばらつくこととなり、 さらに成 形後の保管時にきちんと形状を維持するのが困難であり、製品同士の重なりによ る冷却の不均衡や加重の違いによっても容易に変形し易い等、寸法安定性に欠け ていた。

前記のように、 シール部材は、 弾力性があり剛性のない材質が用いられており、 さらに蓋体や容器本体への係合部を形成する凹凸形状を形成しなくてはならな いので、 なおさらシール部材は成形金型に貼り付き易く、 金型からの取り出しを 自動化することが困難であり、 手動での取り出しを余儀なくされていた。 以上のようにして得られるシール部材は、前記したように保管時においても容 易に変形するので、取り扱う際にも変形しないように細心の注意が必要であり、 保管時や搬送時の取り扱いが厄介であった。

また基板収納容器に用いられるシール部材は、使用前に界面活性剤等の洗浄液、 純水、 超純水等のすすぎ水を用いて洗浄され、 シール部材表面のパーティクル等 の汚染源を除去してから使用されていた。 こうした洗浄においては、 生産効率を あげるため、 複数のシール部材がまとめて処理されているが、 従来の弾性を有す る軟性材料から形成されたシール部材は、任意に形状が変化しやすく安定しない ので、 そのまま洗浄すると表面の一部が捻れてしまったり、 重なり合ったりして、 充分に洗浄されないことがあった。

その為、 洗浄用の保持部品として形成される枠組体に、 シール部材を僅かに張 力が掛かるように保持させてから洗浄する方法があつたが、 こうした僅かな張力 や洗浄時に加えられる温度がシール部材の寸法を余計に安定しないものとして いた。

さらに、基板収鈉容器の容器本体や蓋体にシール部材を取り付けて使用すると きには、 シール部材の係合部全周がきちんと嵌入されなくてはならず、 取り付け 作業が大変煩雑になっていた。特に、 近年主流となってきた直径 2 0 O mm以上 のゥエーハ等の大口径基板を収納する基板収納容器となると、開口部の周長も当 然大きくなり、シール部材の取り付け作業が非常に手間の掛かる作業となってき た。 しかし、 基板収納容器のクリーン度を保つ為にはなるべく作業員の介在を防 ぐ必要があり、 シール部材を自動機で取り扱うのが好ましかった。

また、 シール部材を容器本体又は蓋体の所定の位置に取り付けるときに、 シー ル部材がー箇所でもきちんと嵌入されていなければシール不良となったり、蓋体 を取り除くときに、 シール部材の係止部の一部が嵌合部から外れてしまい、 部分 的にめくれ上がったりして、 次に蓋体を係止することができなかったり、 シール 部材がめくれ等で部分的に強く圧縮されたりすると、容器部分とシール部材との 擦れによりパーティクルが発生したりして、収納する基板を汚染する可能性があ つた。

特に、 近年こうした基板収納容器の蓋体の取り付け取り外しは、 工場内のクリ 一ン度を高めるため、従来の人間による作業に代わって自動機で行うようになつ てきている。 そのため、 シール部材の周長のばらつきや変形、 取り付けの際の嵌 合不十分等があると、 シール部材の位置ずれに気づかずにシール部材を挟み込ん だり、蓋を閉じる際に負荷がかかるために蓋体開閉作業が中断されたりするトラ ブルが発生し、 生産効率を著しく低下させると言う問題があった。

本発明は、 前記問題点を解決するためになされたもので、 成形時の寸法ばらつ きが小さく、 また離型性が良好でその後の洗浄や保管の際の取り扱いや基板収納 容器への取り付けが容易で自動化が可能であり、取り扱い中に汚染されることが 少なく、 基板収納容器に強固に取り付けることにより、 使用中に係止部分から位 置ずれしてめくれたりすることのないシール部材及びそれを用いた基板収納容 器を提供することを目的としている。 発明の開示

本発明は、 開口端部を有し基板を収納する容器本体と、 蓋体とからなる基板収 納容器の前記開口端部と前記蓋体との間に介在するシール部材であって、前記シ —ル部材が第一の材料から形成される基体部分と、第二の材料から形成され前記 基体部分の少なくとも一部を覆う被覆部分とからなり、前記被覆部分は前記容器 本体又は蓋体の一方に接触してシールを形成するシール形成部を有しているも のである。 また、 前記第一の材料が熱可塑性樹脂であり、 前記第二の材料が熱可 塑性エラストマ一であるものが好ましい。前記被覆部分が前記基体部分の全域を 覆う被覆部分であるものでもよく、 前記基体部分の一部分が、 前記被覆部分から 突出するタブ部を形成しているものでもよい。前記被覆部分が前記基体部分の外 周側面又は内周側面に形成され、前記被覆部分の一端には湾曲した突片が前記シ —ル形成部として形成され、他端部には前記容器本体又は蓋体の他方に係止され る係止部が形成されているものでもよい。

また、 本発明は、 開口端部を有し基板を収納する容器本体と、 蓋体とからなる 基板収納容器であって、前記開口端部と前記蓋体との間にはシール部材が介在し、 前記シール部材が第一の材料から形成される基体部分と、第二の材料から形成さ れ前記基体部分の少なくとも一部を覆う被覆部分とからなり、前記被覆部分は一 端に前記容器本体又は蓋体の一方に接触してシ一ルを形成するシール形成部を 有し、 他端には前記容器本体又は蓋体の他方に係止される係止部が形成され、 前 記容器本体又は蓋体の他方には前記係止部を保持する嵌合部が形成されている ものである。

尚、 前記基体部分は、 シール部材の形状を維持するために硬質で剛性のある第 一の材料から形成されるものであり、 被覆部分は、 弾力性のある第二の材料から 形成され開口端部又は蓋体と接触してシールを形成し、擦れによるパ一ティクル の発生を防止するものである。基体部分は、 被覆部分で表面のほぼ全域を覆われ る芯材部分とすることもでき、 シール部材の枠体として表面に露呈し、 一部が被 覆部分によって覆われるものとすることもできる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明によるシール部材の第 1実施形態を示す平面図であり、 図 2は、 図 1に示すシール部材の A— A線断面図であり、 図 3は、 図 2のシール部材の使 用状態を示す断面図であり、 図 4は、 本発明の実施形態のシール部材が使用され る基板収納容器の分解斜視図であり、 図 5は、 本発明によるシール部材の第 2実 施形態を示す平面図であり、 図 6は、 図 5に示すシ一ル部材の B— B線断面図で あり、 図 7は、 図 5に示すシ一ル部材の使用状態を示す断面図であり、 図 8は、 本発明によるシール部材の第 2実施形態の変形例を示す平面図であり、図 9は、 本発明の第 2実施形態のシール部材の使用状態の別の例を示す断面図であり、図 1 0は、 本発明の第 3実施形態のシール部材の斜視図であり、 図 1 1は、 図 1 0 に示す C— C線断面図であり、 図 1 2は、 図 1 0に示すシール部材の使用状態を 示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明によるシール部材の実施形態及び該シール部材を用いた基板収納容器 の実施形態について図面を用いて説'明する。

図 1から図 3に示すように、 本発明の第 1実施形態のシール部材 1 0は、 シー ル部材 1 0の芯材となる基体部分 1 1を第一の材料である熱可塑性樹脂で形成 し、 これを被覆するように第二の材料である熱可塑性エラストマ一材からなる被 覆部分 1 2を形成して一体化し、全体形状がコーナ一部が R付けされた矩形状を したェンドレス形状に形成されている。

シール部材 1 0は、 図 4に示す基板収納容器 2 0において使用される。基板収 納容器 2 0は、正面に開口を有する容器本体 2 0 aと開口部を閉鎖する蓋体 2 0 bとから構成される。容器本体 2 0 aの相対する内側壁には、 水平状態で基板を 支持するために、垂直方向に一定間隔で設けられる支持棚 2 1が向き合うように 内方に突き出ている。 容器本体 2 0 aには、 装置への位置決めを行うボトムプレ —ト 2 2が底部に取り付けられ、さらに手動搬送用のハンドル部材 2 3が側部に、 天部には自動搬送用のロボティヅクフランジ 2 4がそれそれ必要に応じて取り 付けられる。 また、 容器本体 2 0 aの開口部周縁には、 蓋体 2 0 bを係止するた めの蓋体係合部 2 5が少なく とも一対設けられている。

蓋体 2 O bの側壁には、 全周に渡って開口部を密封状態に閉鎖する為に、 ェン ドレス形状に形成されたシ一ル部材 1 0が取り付けられ、蓋体 2 0 bの容器本体 2 0 a開口部と向き合う内表面には、基板のそれそれと当接する V溝を有する一 対のリテ一ナ 2 6が容器本体 2 0 aの内空間に向かって突出し、容器本体 2 0 a に収納される基板の端部と当接するように取り付けられている。 また、 蓋体 2 0 bの側壁には、容器本体 2 0 aに蓋体 2 0 bを係止するための一対の係止部材 2 7が取り付けられている。

容器本体 2 0 aと蓋体 2 0 bは、ポリカーボネート樹脂やポリプチレンテレフ 夕レート樹脂などの熱可塑性樹脂を用いて、透明体又は不透明体として形成され る。 また、 前記樹脂は、 帯電防止性や導電性の添加物を加えた帯電防止性や導電 性の熱可塑性樹脂であっても良い。

尚、 シール部材 1 0の形状は特に限定されるものではなく、 容器本体 2 0 aの 開口部に合わせた形状であれば良く、 全体形状が円形や楕円形でも構わない。 シ —ル部材 1 0の断面形状は、 例えば、 図 2に示すように逆 T字形状に形成され、 一端は先端が半球状に形成され容器本体の開口端部と弹性変形可能に接触する シール形成部となり、他端は蓋体 2 0 bへシール部材を取り付けるときに係止部 となる係止溝 1 3が全周に渡って形成されている。 一方、 蓋体 2 0 bの側壁には、 シール部材との嵌合部となる前記係止溝 1 3と嵌合する係止凸部 2 8が設けら れている。 シール部材 1 0の取り付けは、 蓋体 2 0 b側面に設けられたシール部 材収納溝 1 6にシール部材 1 0を押し込み、前記した係止溝 1 3と係止凸部 2 8 とを嵌合させることで行われる。 尚、 シール部材 1 0の取り付けは蓋体 2 0 に 限らず、 容器本体 2 0 aの開口部周縁に取り付けて、 シール部材 1 0の先端部が 蓋体 2 O bと当接するようにしても良い。係止部は、 前記した溝形状あるいは穴 形状の他にも突起であっても良く、嵌合部は前記係止部と嵌合可能な形状であれ ば良く、 前記した凸部に限らず、 溝形状や穴部であっても良い。 シール部材 1 0 の断面形状は、 図 2に示した逆 T字形状の他、 h形状や I字形状等でも良い。 ま た、 基体部分 1 1は、 被覆部分 1 2の圧縮性能が損なわれない範囲で、 被覆部分 1 2の全体形状をほぼ縮小した形状に形成される。

基体部分 1 1は、 ポリプロピレン、 ポリエチレン、 ポリエチレンテレフタレ一 ト、 ポリカーボネート、 ポリブチレンテレフタレ一ト、 ポリスチレン等の熱可塑 性樹脂やフエノール樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、 鉄、 ステンレス鋼、 アルミ等の金属材料、セラミック等から選択される剛性のある第一の材料から形 成される。 被覆部分 1 2は、 ポリオレフイン系、 ポリエステル系、 ポリスチレン 系、 ポリウレタン系、 フッ素系ゴムの各種熱可塑性エラストマ一や E P D M、 N B R、 I R等のゴム材料等から選択される柔軟で弾力性のある第二の材料から形 成できる。こうした異なる二種類の材料を一体化するときの生産性を考慮すれば、 第一の材料としては熱可塑性樹脂を選択し、 第二の材料としては、 熱可塑性エラ ストマ一を選択するのが好ましい。

尚、 好ましくは、 異なる 2つの材料の相溶性、 接着性等を考慮して、 シール部 材 1 0として、 ポリオレフィン系の熱可塑性エラストマ一（ソフト成分が E P D M (エチレン一プロピレン一ジェン 3元共重合体） で、 ハード成分がポリプロビ レンで、 これらを混合し一部又は全部を架橋させたもの） を被覆部分 1 2に選択 したときは、 基体部分 1 1の原材料として、 ポリプロピレンやポリエチレンを選 択し、 被覆部分 1 2にポリエステル系熱可塑性エラストマ一（ソフト成分が脂肪 族ポリエーテルのコポリマ一または脂肪族ポリエステルで、ハ一ド成分が芳香族 ポリエステル樹脂からなる） を選択した場合は、 基体部分 1 1として、 ポリ力一 ボネ一トゃポリエチレンテレフ夕レート、ポリブチレンテレフ夕レートを選択す るのが良い。

シール部材 1 0は、基体部分 1 1を前記したような熱可塑性樹脂を材料として 用いて最初に形成し、次に得られた基体部分 1 1を被覆部分 1 2成形用の金型に 挿入保持して、 残りの空間部に熱可塑性エラストマ一を充填し、 基体部分 1 1と 一体化することで得られる。

このとき、 基体部分 1 1が金型内で動かないように、 従来から知られている 2 色成形ゃィンサ一ト成形の手法に従い、固定又は可動の保持ビン等を利用して基 体部分 1 1を金型のキヤビティ内で保持しておくと良い。特に樹脂圧で変位可能 な可動ピンを用いると得られる被覆部分 1 2の表面に保持ピンの跡である余計 な凹部が形成されることが無く好ましい。

尚、 シール部材 1 0における被覆部分 1 2は、 前記インサート方法による成形 に限らず、基体部分 1 1の形状を工夫することによっては 2色成形機を用いて、 連続成形することもできる。

このように形成されるシール部材 1 0は、全周に渡って基体部分 1 1を有する ために、 剛性があり、 形状保持力があるので、 弾性材のみからなるシール部材に 比べて容易に変形せず、 取り扱いも容易であり、 洗浄、 保管あるいはシール部材 取り付け等に関して自動機での取り扱いも可能となる。基板収納容器 2 0への取 り付けに際しては、 基体部分 1 1を有するので、 力の伝達が良好であり、 全周に 渡って密に押し込まなくても、一定間隔を開けて押し込むことで容易に係止部分 に係合させることが可能となる。 またシール部材 1 0は、 基体部分 1 1を有し変 形しにくいので、 係止部の係止力も大きくなり係止部から外れにくいので、 使用 中に位置ずれすることが防止される。被覆部分 1 2における基板収納容器 2 0と の間でシールを形成する突起部分の先端は、基体部分 1 1をなくして充分な柔軟 性が得られるようにしておくと良い。

尚、シール部材 1 0のような基体部分と被覆部分を有するシール部材であって、 前記基体部分の全域が前記被覆部分で覆われているものでもよい。

次に、 本発明の第 2実施形態のシール部材 3 0を図 5〜図 9に示す。 シール部 材 3 0は、 前記第一の材料、 例えば、 熱可塑性樹脂で形成された基体部分 3 1と 前記第二の材料、 例えば、 熱可塑性エラストマ一で形成された被覆部分 3 2を有 し、被覆部分 3 2の一部から外部に張り出す基体部分 3 1のタブ部 3 4が 1個又 は複数個設けられたものである。

シール部材 3 0において、剛性のある熱可塑性樹脂で形成された基体部分 3 1 と一体となるタブ部 3 4を設けることで、 成形時の取り出しやその後の保管、 さ らに基板収納容器 2 0への取り付け等のハンドリングに、把持したりあるいは吸 着して利用できる。特に、 基板収納容器 2 0への取り付けに際して、 図 5に示す ように、 コーナ一部や 4辺の中間部等にタブ部 3 4を複数個設けておき、 夕プ部 3 4を押し込むことで剛性のある基体部分 3 1を介して力が他の部分にも伝わ るので、 シ一ル部材 3 0の全域を容易に係合保持させることができる。

この場合、 図 7に示すように、 蓋体 2 0 b側にタブ部 3 4を保持する係止手段 3 5を設けたり、あるいは図 9に示す本発明の第 2実施形態のシール部材 3 0の 使用状態を示す別の例のように、 タブ部 4 4に貫通孔ゃ切り欠きを設け、 これら と嵌合して保持する割ピンなどの係止手段 4 5を蓋体 2 0 b側に設けておくこ とにより、 シ一ル部材 3 0、 4 0の浮き上がりを確実に防止することができる。 このようにタブ部 3 4、 4 4を保持する場合、 例えば、 図 5に示したように、 夕 ブ部 3 4、 4 4をシール部材 3 0、 4 0の一方向 （図 5の場合、 内側向きのみ） に設けるのではなく、 図 8に示すように、 内側向きと外側向きの交互に突出させ て、 これらを保持することがより好ましい。 この場合、 図 7に示すようなシール 部材収納溝 3 6をなくすこともでき、 シ一ル部材 3 0、 4 0の取り付けの構造を 簡素化できる。 尚、 図中、 3 3、 4 3は係止溝である。

尚、 第 2実施形態のシール部材 4 0の基体部分 4 4と被覆部分 4 2は、 それぞ れ前記第一の材料と第二の材料で形成されている。

次に、 本発明によるシ一ル部材の第 3実施形態について説明する。 図 1 0〜図 1 2に示すように、 本発明の第 3実施形態のシール部材 5 0は、前記第一の材料 から形成される基体部分 5 1と前記第二の材料から形成される被覆部分 5 2と から構成されている。

基体部分 5 1は、上記実施形態のシール部材 1 0の基体部分 1 1に用いられた 材料と同様の前記第一の材料、 例えば、 熱可塑性樹脂により矩形をした枠体とし て形成され、基体部分 5 1の内周側面には蓋体 6 0内面に形成される嵌合部 6 1 と嵌合可能な係止突起 5 3が形成されている。

被覆部分 5 2は、上記実施形態のシール部材 1 0の被覆部分 1 2に用いられた 材料と同様の前記第二の材料、 例えば、 熱可塑性エラストマ一により形成され、 基体部分 5 1の内周に設けられた係止突起 5 3を含む基体部分 5 1の一部を被 覆すると共に、 基体部分 5 1の内周側面に固定又は固着されている。

尚、 係止突起 5 3が嵌合部 6 1に嵌合する係止部分におけるように、 基体部分 5 1と蓋体 6 0のその他の部分においても、基体部分 5 1 と蓋体 6 0とが直接接 触しないように、被覆部分 5 2と同様なもので被覆されていることが好ましい。 このような被覆を施すことで、基体部分 5 1と蓋体 6 0のような前記熱可塑性樹 脂から形成される部分同士の接触を防止できるので、熱可塑性樹脂同士の擦れ、 摩耗により発生する摩耗紛等により、基板収納容器に収納される基板が汚染され るのを防止でき好ましい。

被覆部分 5 2は、 図 1 1に示すように、 基体部分 5 1に固定される基部 5 2 a と図中で基部 5 2 aから下に向かって伸びる突片 5 2 bとからなる。突片 5 2 b は、 図中で下側の先端部分に向かって除々に細くなるように形成される。 また、 突片 5 2 bは、 湾曲状あるいは直線状で斜めに伸びるように形成されていて、 図 1 2に示すように、 容器本体 6 5の開口部に適度な力で圧接して、 容器本体 6 5 の開口部を気密にシールする。

突片 5 2 bは、 この他にも様々な形状が考えられ、 図中で基部 5 2 aの延長線 上に先端が来るように I字形としてもよいし、容器本体 6 5の開口部の側壁 6 6 に接触するように L字形に形成してもよい。 また、 被覆部分 5 2を設ける位置は 基体部分 5 1の内周に限らず、 必要に応じて外周やその他の部分でもよい。 産業上の利用可能性 - 本発明によれば、 剛性があり変形しにくいので、 成形後の取り扱いや、 基板収 納容器への装着が容易であり、 更に、 使用中にシール部材が浮き上がることがな く、 位置ずれを防止でき、 自動装着も可能な基板収納容器のシール部材及び該シ 一ル部材を用いた基板収納容器として利用できる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 開口端部を有し基板を収納する容器本体と、 蓋体とからなる基板収納容器の 前記開口端部と前記蓋体との間に介在するシール部材であって、前記シール部材 が第一の材料から形成される基体部分と、第二の材料から形成され前記基体部分 の少なく とも一部を覆う被覆部分とからなり、前記被覆部分は前記容器本体又は 蓋体の一方に接触してシールを形成するシール形成部を有していることを特徴 とするシ一ル部材。

2 . 前記第一の材料が熱可塑性樹脂であり、 前記第二の材料が熱^塑性エラスト マーであることを特徴とする請求項 1記載のシール部材。

3 .前記被覆部分が前記基体部分の全域を覆う被覆部分であることを特徴とする 請求項 1又は 2記載のシール部材。

4 . 前記基体部分の一部分が、 前記被覆部分から突出する夕プ部を形成している ことを特徴とする請求項 1又は 2記載のシ一ル部材。

5 . 前記被覆部分が前記基体部分の外周側面又は内周側面に形成され、 前記被覆 部分の一端には湾曲した突片が前記シール形成部として形成され、他端部には前 記容器本体又は蓋体の他方に係止される係止部が形成されていることを特徴と する請求項 1又は 2記載のシール部材。

6 . 開口端部を有し基板を収納する容器本体と、 蓋体とからなる基板収納容器で あって、 前記開口端部と前記蓋体との間にはシ一ル部材が介在し、 前記シール部 材が第一の材料から形成される基体部分と、第二の材料から形成され前記基体部 分の少なくとも一部を覆う被覆部分とからなり、前記被覆部分は一端に前記容器 本体又は蓋体の一方に接触してシールを形成するシール形成部を有し、他端には 前記容器本体又は蓋体の他方に係止される係止部が形成され、前記容器本体又は 蓋体の他方には前記係止部を保持する嵌合部が形成されていることを特徴とす る基板収納容器。 '