JP2010270823A - パージバルブ及び基板収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブに双向性を付与して取付け作業の簡素化や迅速化を図ることができ、しかも、必要に応じてガス供給ポートの数等を迅速に増やすことのできるパージバルブ及び基板収納容器を提供する。
【解決手段】容器本体の底板３の貫通孔４に嵌着されるバルブケース２１と、バルブケース２１にコイルバネ２７を介し往復動可能に挿入支持され、バルブケース２１を開閉する中空の内圧調整弁体３９と、内圧調整弁体３９内にコイルバネ４１を介し往復動可能に挿入支持され、内圧調整弁体３９を開閉する外圧調整弁体４４と、バルブケース２１と内圧調整弁体３９及び外圧調整弁体４４との間に介在されるガス濾過用のフィルタ４８とを備える。バルブケース２１の一端部から他端部方向にガスが流通する場合には、外圧調整弁体４４を往動させてその閉じた内圧調整弁体３９との間を開放し、バルブケース２１の他端部から一端部方向にガスが流通する場合には、内圧調整弁体３９を往動させてその閉じたバルブケース２１との間を開放する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハやマスクガラスからなる基板等を収納して保管、搬送、輸送等する際に使用されるパージバルブ及び基板収納容器に関するものである。

近年、半導体部品の配線の狭ピッチ化や微細化が進んでいるが、このような動向に鑑み、半導体ウェーハを収納する基板収納容器には、高度な密封性と取扱いの自動化とが求められている。係る要望に鑑み、基板収納容器は、ガスパージの際に利用される逆止弁付きのタイプが開発されている（特許文献１、２、３参照）。

逆止弁付きの基板収納容器は、図示しないが、複数枚の半導体ウェーハを整列収納する容器本体と、この容器本体の開口部を開閉する蓋体とを備え、容器本体の周壁に、複数の逆止弁がそれぞれ装着されている。各逆止弁は、円筒形のバルブケースと、このバルブケースにバネを介し往復動可能に支持され、円環形のシール面を有する弁体とを備えて構成されている。バルブケースは、容器本体の外部に露出する筒形ケースと、この筒形ケースに着脱自在に螺嵌されて容器本体内に位置する保持筒とに分割構成されている。

特開２００４‐１４６６７６号公報 特開２００４‐１７９４４９号公報 特開２００２‐５２１１８９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、逆止弁のバルブケースに弁体が単に弾性支持されているので、ガス給気用の逆止弁とガス排気用の逆止弁の双方が必要となり、その結果、容器本体の周壁に複数の逆止弁を取り付ける作業が実に複雑かつ煩雑で、作業の簡素化や迅速化を図ることができないという問題がある。

また従来、ストッカーでの保管時のガスパージ等、ゆっくりとガスを給気可能な工程においては、ガス供給ポートとガス排気ポートとが１：１の比率で割り当てて運用されているが、急速にガスを給気する工程では、ガス供給ポート数を増加したい場合がある。しかしながら、ガス給気用の逆止弁とガス排気用の逆止弁の仕様が異なるときには、各逆止弁が専用品なので、ガス供給ポートの数を迅速に増やすことができないおそれが少なくない。

本発明は上記に鑑みなされたもので、バルブに双向性を付与して取付け作業の簡素化や迅速化を図ることができ、しかも、必要に応じてガス供給ポートの数等を迅速に増やすことのできるパージバルブ及び基板収納容器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、中空のバルブケースの一端部を開口し、このバルブケースの他端部には少なくとも通気性を付与し、バルブケースの両端部間で気体を流通させ、かつこの気体の流通を制御するものであって、
バルブケースに往復動可能に挿入支持され、このバルブケースを開閉する中空の内圧調整弁体と、この内圧調整弁体に往復動可能に挿入支持され、内圧調整弁体を開閉する外圧調整弁体と、バルブケースの他端部と内圧調整弁体及び外圧調整弁体との間に介在される気体用のフィルタとを含み、
バルブケースの一端部から他端部方向に気体が流通する場合には、外圧調整弁体を往動させてその閉じた内圧調整弁体との間を開放し、バルブケースの他端部から一端部方向に気体が流通する場合には、内圧調整弁体を往動させてその閉じたバルブケースとの間を開放するようにしたことを特徴としている。

なお、バルブケースを、内圧調整弁体と外圧調整弁体とを収納する筒形ケースと、フィルタを収納して筒形ケースに着脱自在に嵌め合わされる少なくとも中空の保持ケースとに分割し、筒形ケースの一端部側を略漏斗形に形成してその内面を内圧調整弁体に密接してシールするガイド傾斜面とし、筒形ケース内の一端部側と残部との境界付近には、内圧調整弁体を支持する支持部を形成することができる。

また、バルブケースの筒形ケースに、弾性を有する接触キャップを交換可能に取り付け、この接触キャップに流通口を設けることができる。
また、バルブケースの保持ケースに中空のノズルタワーを突出形成し、このノズルタワーには、気体用の噴出孔を設けることができる。
また、ノズルタワーの噴出孔を、ノズルタワーの内部から外部に向かうにしたがい徐々に広がるよう形成することができる。

また、内圧調整弁体を筒形に形成してその一端部側の周面には筒形ケースのガイド傾斜面に密接するシール部材を取り付け、内圧調整弁体の他端部側を略漏斗形に形成してその内面をガイド支持斜面とし、外圧調整弁体を略柱形に形成してその周面には内圧調整弁体のガイド支持斜面に密接するシール部材を取り付けることができる。

また、本発明においては上記課題を解決するため、基板を収納する容器本体の開口部を蓋体により開閉するものであって、
容器本体と蓋体のいずれか一方に貫通孔を設け、この貫通孔に請求項１ないし４いずれかに記載のパージバルブを取り付けて容器本体内の気体を置換するようにしたことを特徴としている。

なお、容器本体の底板に貫通孔を設け、この貫通孔にパージバルブをスペーサリングと緩み防止リングとを介して嵌め付け、パージバルブのバルブケースの一端部を容器本体の外部に向けることができる。
また、スペーサリングに、バルブケースの保持ケースを位置決めする位置決め部を形成することができる。

また、容器本体の内部後方に、容器本体の背面壁内面との間に気体隔離用のチャンバ領域を形成する区画遮蔽板を取り付け、この区画遮蔽板には、基板方向に気体を噴出する噴出口を形成し、チャンバ領域にパージバルブを連通することもできる。
さらに、区画遮蔽板に、区画遮蔽板の内部と噴出口とを隔離するフィルタを取り付け、このフィルタにより、所定の圧力に蓄積された気体を噴出口から外部に噴出させることも可能である。

ここで、特許請求の範囲におけるバルブケースには内圧調整弁体を各種のバネ部材を介して挿入し、この内圧調整弁体には外圧調整弁体を各種のバネ部材を介して挿入することができる。このバルブケースの他端部は、通気性があれば、開口していても良いし、必要数の孔を備えた閉塞面でも良い。また、気体には、少なくともドライエアー、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスが含まれる。シール部材には、少なくとも弾性のＯリングやガスケット等が含まれる。本発明に係るパージバルブは、半導体関連の分野のみならず、化学、測定分析、製薬、バイオ等の分野でも使用することができる。

パージバルブは、必要に応じ、上下、前後、左右、斜め方向に向けて使用することができる。このパージバルブは、基板収納容器に取り付けられる場合には、容器本体の貫通孔に取り付けることもできるし、蓋体に貫通孔を設け、この貫通孔に取り付けることもできる。また、基板には、少なくとも単数複数の半導体ウェーハ、液晶基板、ガラス基板、マスクガラス等が該当する。基板収納容器は、トップオープンボックスタイプ、フロントオープンボックスタイプ、ボトムオープンボックスタイプのいずれでも良い。この基板収納容器の容器本体は、透明、不透明、半透明を特に問うものではない。

本発明によれば、各種のケース、ハウジング、配管、あるいは容器等の開口に分割構造のパージバルブを取り付ける場合には、バルブケースの筒形ケースに内圧調整弁体と外圧調整弁体とを組み合わせて収納するとともに、バルブケースの保持ケースにフィルタを収納して固定し、開口に保持ケースを一方向から嵌め入れ、開口から他方向に露出した保持ケースの露出部にバルブケースの筒形ケースを嵌め合わせれば、開口にパージバルブを取り付けることができる。

次に、バルブケースの開口した一端部側から通気性の他端部方向に気体が供給される場合には、気体の圧力により、外圧調整弁体が往動して内圧調整弁体から離れ、内圧調整弁体と外圧調整弁体との間の流路が開放される。この流路の開放により、気体は、バルブケースの一端部側からパージバルブの流路を経由してバルブケースの他端部方向に流れる。

これに対し、バルブケースの他端部側から一端部方向に気体が供給される場合には、気体の圧力により、内圧調整弁体が往動してバルブケースの内面から離れ、バルブケースと内圧調整弁体との間の流路が開放される。この流路の開放により、気体は、バルブケースの他端部側からパージバルブの流路を経由してバルブケースの一端部側に流れる。

本発明によれば、バルブに双向性を付与して取付け作業の簡素化や迅速化を図ることができ、しかも、必要に応じてガス供給ポートの数等を迅速に増やすことができるという効果がある。

また、バルブケースを、内圧調整弁体と外圧調整弁体とを収納する筒形ケースと、フィルタを収納して筒形ケースに着脱自在に嵌め合わされる少なくとも中空の保持ケースとに分割すれば、内圧調整弁体、外圧調整弁体、あるいはフィルタを必要に応じ、簡単に交換等することができる。

また、筒形ケースの一端部側を略漏斗形に形成してその内面を内圧調整弁体に密接してシールするガイド傾斜面とすれば、内圧調整弁体がガイド傾斜面に案内されて適切な位置で密接し、良好なシール状態を得ることができる。また、筒形ケース内の一端部側と残部との境界付近に、内圧調整弁体を支持する支持部を形成すれば、バルブケースからの内圧調整弁体の脱落を簡易な構成で防ぐことができる。

また、保持ケースから中空のノズルタワーを突出させ、このノズルタワーに、気体用の噴出孔を設ければ、電子部品、電気部品、製品等の各種物品に向けて気体を効果的に噴射することができ、物品の汚染や酸化の防止が期待できる。
また、内圧調整弁体を筒形に形成してその一端部側の周面には筒形ケースのガイド傾斜面に密接するシール部材を取り付けたり、外圧調整弁体を略柱形に形成してその周面には内圧調整弁体のガイド支持斜面に密接するシール部材を取り付ければ、シール部材の密接により、バルブケースからの気体の漏洩を防ぐことが可能になる。

また、容器本体の底板に貫通孔を設け、この貫通孔にパージバルブをスペーサリングと緩み防止リングとを介して嵌め付け、パージバルブのバルブケースの一端部を容器本体の外部に向ければ、成形された容器本体が金型から脱型されるときの抜きテーパに伴う加工誤差を補正したり、基板収納容器の貫通孔からのバルブケースの脱落を防止することが可能になる。

さらに、容器本体の内部後方に、容器本体の背面壁内面との間に気体隔離用のチャンバ領域を形成する区画遮蔽板を取り付け、この区画遮蔽板には、基板に気体を噴出する噴出口を形成し、チャンバ領域にパージバルブを連通すれば、容器本体に収納された基板方向に向けて気体を効果的に噴射することができ、基板の汚染や酸化の防止を図ることが可能になる。

本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の実施形態を模式的に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を模式的に示す平面図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す正面図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す底面図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の実施形態を模式的に示す断面説明図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の実施形態におけるパージバルブの給気状態を模式的に示す断面説明図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の実施形態におけるパージバルブの排気状態を模式的に示す断面説明図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の第２の実施形態を模式的に示す断面側面図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の第２の実施形態を模式的に示す正面図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の第２の実施形態を模式的に示す底面図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の第２の実施形態における保持ケースを模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の第２の実施形態における保持ケースを模式的に示す正面図である。 図１３のＸＩＶ‐ＸＩＶ線断面説明図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の第２の実施形態における保持ケースを模式的に示す平面図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の第２の実施形態における保持ケースを模式的に示す底面図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の第３の実施形態を模式的に示す断面説明図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の第３の実施形態における区画遮蔽板を模式的に示す説明図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の第３の実施形態における他の区画遮蔽板を模式的に示す説明図である。 本発明に係るパージバルブ及び基板収納容器の第４の実施形態を模式的に示す断面説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態における基板収納容器は、図１〜図８に示すように、複数枚の半導体ウェーハＷを収納する容器本体１と、この容器本体１の開口した正面を開閉する蓋体１０とを備え、容器本体１に複数の貫通孔４を穿孔し、各貫通孔４には、ガスを給排気する双方向性のパージバルブ２０を嵌着して容器本体１内の空気を窒素ガス等の不活性ガスに置換し、半導体ウェーハＷの表面酸化等を防止するようにしている。

半導体ウェーハＷは、図２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、周縁部に図示しない位置合わせや識別用のノッチが平面半円形に切り欠かれており、容器本体１に２５枚が整列して収納される。

容器本体１と蓋体１０とは、所定の樹脂を含有する成形材料によりそれぞれ射出成形される。この成形材料中の所定の樹脂としては、例えば力学的性質や耐熱性等に優れるポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、あるいは環状オレフィン樹脂等があげられる。成形材料には、カーボン、カーボン繊維、金属繊維、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー、帯電防止剤、又は難燃剤等が必要に応じて選択的に添加される。

容器本体１は、図２〜図５に示すように、複数枚の半導体ウェーハＷを上下方向に並べて整列収納する不透明のフロントオープンボックスタイプに形成され、開口した横長の正面を水平横方向に向けた状態で半導体加工装置や気体置換装置上に位置決めして搭載されたり、洗浄槽の洗浄液により洗浄される。この容器本体１の内部両側、すなわち両側壁の内面には、半導体ウェーハＷを水平に支持する左右一対の支持片２が対設され、この一対の支持片２が上下方向に所定のピッチで配列される。

容器本体１の底板３は、収納された半導体ウェーハＷの投影領域と重ならない箇所、例えば前後両側の四隅部付近に貫通孔４がそれぞれ穿孔して配設され、この複数の貫通孔４に、容器本体１の内外を連通するパージバルブ２０がそれぞれＯリング３２を介し着脱自在に嵌合される。底板３には、ボトムプレート５が締結ビスを介して下方から水平に螺着され、この底板３あるいはボトムプレート５の前部両側と後部中央とには、基板収納容器、具体的には容器本体１を位置決めする位置決め具６が締結ビスやボスを介しそれぞれ螺着される。

複数の位置決め具６は、図５に示すように、前部一側の位置決め具６Ａが中空の円錐台形に形成されて半導体加工装置や気体置換装置の位置決めピンによりＸ方向（左右幅方向）、Ｙ方向（奥行き方向）、Ｚ方向（高さ方向）に一義的に嵌合位置決めされ、前部他側の位置決め具６Ｂが断面Ｖ溝形に形成されて半導体加工装置や気体置換装置の位置決めピンに対して左右横方向に自由度を確保するとともに、位置決め具６Ａと共にＹ方向の位置決めを行い、半導体加工装置や気体置換装置に基板収納容器が搭載された際の正面の平行度に資するよう機能する。また、後部中央の位置決め具６Ｃは、平面に形成され、位置決めピンに接触して高さ方向に位置決めする。

容器本体１の天板には、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が締結ビスを介し水平に螺着される。また、容器本体１の背面壁７には、透明の覗き窓が選択的に形成され、この覗き窓により、容器本体１の内部が外部から視覚的に観察・把握される。容器本体１の両側壁の表面には、補強や変形防止の他、指等を干渉させることのできるグリップ部が設けられる。また、容器本体１の正面の周縁には、外方向に張り出すリムフランジ８が膨出形成され、このリムフランジ８内に着脱自在の蓋体１０がガスケットを介し蓋体開閉装置により嵌合される。

蓋体１０は、図２に示すように、容器本体１の正面内に嵌合する横長の筐体１１と、この筐体１１の開口した表面（正面）を被覆する表面プレート１２と、これら筐体１１と表面プレート１２との間に介在される施錠機構１４とを備えて構成される。この蓋体１０の筐体１１は、基本的には浅底の断面略皿形に形成され、裏面の中央部には、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１３が着脱自在に装着される。

施錠機構１４は、特に限定されるものではないが、例えば表面プレート１２の操作口を貫通した蓋体開閉装置の操作ピンに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上下方向にスライドする複数のスライドプレートと、各スライドプレートのスライドに伴い筐体１１から突出してリムフランジ８の施錠穴に係止する複数の施錠爪とを備えて構成される。

複数のパージバルブ２０は、給気用としても、排気用としても使用可能であるが、好ましくは容器本体１の内部後方に位置する左右一対のパージバルブ２０が給気用として使用され、容器本体１の正面側の内部前方に位置する左右一対のパージバルブ２０が排気用として使用される。各パージバルブ２０は、中空のバルブケース２１の一端部である下端部が開口し、このバルブケース２１の他端部である上端部には少なくとも通気性が付与されており、バルブケース２１の上下両端部間にかけて空気や不活性ガス等からなるガス（図の矢印参照）を流通させ、かつガスの流通を制御するバルブである。

パージバルブ２０は、図１、図６〜図８に示すように、容器本体１の底板３の貫通孔４に嵌着される分割構造のバルブケース２１と、このバルブケース２１内に拡径のコイルバネ２７を介し往復動可能に挿入支持され、バルブケース２１を開閉する中空の内圧調整弁体３９と、この内圧調整弁体３９内に縮径のコイルバネ４１を介し往復動可能に挿入支持され、内圧調整弁体３９を開閉する外圧調整弁体４４と、バルブケース２１の上端部内と内圧調整弁体３９及び外圧調整弁体４４との間に介在されるフィルタ保持具４６とを備え、このフィルタ保持具４６に、ガス濾過用のフィルタ４８が保持される。

パージバルブ２０のバルブケース２１、内圧調整弁体３９、外圧調整弁体４４、フィルタ保持具４６は、特に限定されるものではないが、例えば容器本体１や蓋体１０と同様の成形材料によりそれぞれ成形される。

バルブケース２１は、図１、図６〜図８に示すように、組み合わされた内圧調整弁体３９と外圧調整弁体４４とを収納して容器本体１の外部に露出する筒形ケース２２と、フィルタ保持具４６を収納して筒形ケース２２に容器本体１内から着脱自在に螺嵌される保持ケース２９とを備え、これら筒形ケース２２と保持ケース２９とが視覚的な認識を容易にする観点から相互に異なる形に構成されており、容器本体１の貫通孔４にその内外方向からスペーサリング３５と緩み防止リング３７とを介して嵌着される。

筒形ケース２２は、基本的には円筒形に形成されてその下端部側が半径外方向に略漏斗形に拡開形成され、この下端部側の直線的に傾斜した内面が内圧調整弁体３９に密接してシールするガイド傾斜面２３とされる。

筒形ケース２２の内周面は、上端部側周方向に保持ケース２９と螺合する螺子２４が螺刻形成され、この上端部側と下端部側との境界付近には、半径内方向に突出する平面リング形の支持部２５が形成されるとともに、この支持部２５の平坦な上面には平面リング形の保持突起２６が形成されており、この保持突起２６に内圧調整弁体３９がコイルバネ２７の下端部を介して位置決め保持される。また、筒形ケース２２の上端面には、緩み防止リング３７と係合接触する複数の微小突起２８が間隔をおいて配列形成される。

保持ケース２９は、基本的には円筒形に形成されてその外周面下部には筒形ケース２２の螺子２４と螺合する螺子溝３０が周方向に螺刻形成され、開口した通気性の上端部には、フィルタ４８に接触する格子形の仕切りリブ３１が架設されており、容器本体１の貫通孔４内に気密用のＯリング３２を介し着脱自在に密嵌される。この保持ケース２９の内周面周方向には、フィルタ保持具４６用の複数の係止穴３３が間隔をおいて配列形成される。

スペーサリング３５は、保持ケース２９に嵌合するリングに形成され、容器本体１の貫通孔４にパージバルブ２０が嵌着される際、貫通孔４の周縁部と保持ケース２９のフランジ３４付きの上端部との間に容器本体１内から選択的に介在配備され、成形された容器本体１が金型から脱型されるときの脱型用抜きテーパに伴う寸法誤差を補正するよう機能する。このスペーサリング３５の上面には、低い円柱形の位置決め部３６が突出形成され、この位置決め部３６が保持ケース２９を位置決めするよう機能する。

緩み防止リング３７は、保持ケース２９に嵌合するリングに形成され、容器本体１の貫通孔４にパージバルブ２０が嵌着される際、貫通孔４の周縁部とバルブケース２１の筒形ケース２２との間に容器本体１外から選択的に介在配備される。この緩み防止リング３７は、下面に複数の凹凸３８が形成され、この複数の凹凸３８が対向する筒形ケース２２の微小突起２８と相互に係合接触することにより、湿度や衝撃等の作用で筒形ケース２２が緩んで脱落するのを防止するよう機能する。

内圧調整弁体３９は、図１、図６〜図８に示すように、基本的には保持ケース２９よりも縮径の円筒形に形成されてその下端部側の周面には切り欠きが周方向に凹み形成され、この切り欠きに筒形ケース２２のガイド傾斜面２３に弾接する気密用のＯリング４０が嵌着されており、バルブケース２１の内面との間にガス用の流路を形成する。内圧調整弁体３９の上端部側は、半径外方向に略漏斗形に拡開形成されて保持ケース２９の内面に僅かな隙間をおいて近接するとともに、コイルバネ２７の上端部に係止し、内面が外圧調整弁体４４とそのコイルバネ４１用のガイド支持斜面４２とされる。

内圧調整弁体３９の内面の上端部側と下端部との境界付近には、コイルバネ４１の上端部に干渉する段差部４３が半径内方向に向けて突出形成される。また、コイルバネ２７は、内圧調整弁体３９に外側から嵌合されて筒形ケース２２の支持部２５に支持され、内圧調整弁体３９を上方に弾圧付勢する。

外圧調整弁体４４は、同図に示すように、基本的には内圧調整弁体３９よりもやや背の低い略円柱形に形成されてその下端部にはフランジが半径外方向に突出形成され、このフランジにコイルバネ４１の下端部が支持されており、内圧調整弁体３９の内面との間にガス用の流路を形成する。この外圧調整弁体４４の上端部側の周面には切り欠きが周方向に凹み形成され、この切り欠きに内圧調整弁体３９のガイド支持斜面４２に弾接する気密用のＯリング４５が嵌着される。また、コイルバネ４１は、内圧調整弁体３９に内側から嵌合されてその段差部４３と外圧調整弁体４４のフランジとの間に介在され、外圧調整弁体４４を下方に弾圧付勢する。

フィルタ保持具４６は、同図に示すように、背の低い通気性の円筒形あるいはリングに形成されてその開口部内には格子形の仕切りリブ４７が架設され、この仕切りリブ４７上にフィルタ４８を支持しており、保持ケース２９内に着脱自在に嵌合されてその仕切りリブ３１との間にフィルタ４８を挟持するよう機能する。このフィルタ保持具４６の外周面には、複数の係止爪４９が周方向に間隔をおいて配列形成され、各係止爪４９が保持ケース２９の係止穴３３に係止してフィルタ保持具４６を位置決め固定するよう機能する。

フィルタ４８は、例えば高純度アルミナやポリテトラフルオロエチレン等の材料を使用して薄い円板に形成され、フィルタ保持具４６中を流通するガス中のパーティクルを除去し、半導体ウェーハＷ等の汚染を防止する。

上記構成において、容器本体１の貫通孔４にパージバルブ２０を嵌着する場合には、先ず、バルブケース２１の筒形ケース２２に内圧調整弁体３９と外圧調整弁体４４とをコイルバネ２７・４１を介してそれぞれ収納し、バルブケース２１の保持ケース２９にフィルタ４８を備えたフィルタ保持具４６を収納して位置決め固定し、保持ケース２９にスペーサリング３５を嵌合する。

こうして保持ケース２９にスペーサリング３５を嵌合したら、容器本体１の貫通孔４に保持ケース２９をスペーサリング３５と共に容器本体１内からＯリング３２を介し下向きに嵌入し、保持ケース２９を位置決めし、その後、貫通孔４から露出した保持ケース２９の下端部にバルブケース２１の筒形ケース２２を緩み防止リング３７と共に嵌合して螺嵌し、筒形ケース２２と緩み防止リング３７とを相互に圧接して筒形ケース２２の緩みを未然に防止するようにすれば、容器本体１の貫通孔４にパージバルブ２０を強固に嵌着することができる。

なお、内圧調整弁体３９と外圧調整弁体４４については、内圧調整弁体３９と外圧調整弁体４４の上下を１８０°反転させ、外圧調整弁体４４の内部に内圧調整弁体３９を位置させ、この状態でバルブケース２１に収納することもできる。この場合、保持ケース２９の内部に、外圧調整弁体４４との間をシールするガイド傾斜面２３を形成すると良い。また、筒形ケース２２内のコイルバネ２７に外圧調整弁体４４を支持させ、保持ケース２９に嵌合したフィルタ保持具４６に内圧調整弁体３９を支持させると良い。

次に、双方向性のパージバルブ２０を用いて容器本体１内の空気を不活性ガス等に置換する場合について説明するが、置換前のパージバルブ２０は、筒形ケース２２のガイド傾斜面２３に内圧調整弁体３９のＯリング４０が密接してシールし、内圧調整弁体３９のガイド支持斜面４２に外圧調整弁体４４のＯリング４５が密接してシールするので、容器本体１の内外にガスが過誤により漏洩することがない（図６参照）。

次いで、容器本体１内に不活性ガスが外部から給気される場合には、不活性ガスの給気圧力により、外圧調整弁体４４がコイルバネ４１を圧縮しつつ上昇してそのＯリング４５を内圧調整弁体３９のガイド支持斜面４２から離隔させ、内圧調整弁体３９と外圧調整弁体４４との間の流路が開放される。この流路の開放により、不活性ガスは、外部からパージバルブ２０の流路を経由して容器本体１内に給気される（図７参照）。

不活性ガスの給気が停止すると、外圧調整弁体４４がコイルバネ４１の復元作用により下降してそのＯリング４５を内圧調整弁体３９のガイド支持斜面４２に密接させるが、この際、外圧調整弁体４４のＯリング４５は、テーパ形のガイド支持斜面４２に案内されつつ適切に密接し、良好なシール状態を確保する。

次いで、不活性ガスの給気に伴い、容器本体１内の圧力が高まり、容器本体１内の空気が外部に排気される場合には、空気の圧力により、内圧調整弁体３９がコイルバネ２７を圧縮しつつ下降してそのＯリング４０を筒形ケース２２のガイド傾斜面２３から離隔させ、バルブケース２１と内圧調整弁体３９との間の流路が開放される。この流路の開放により、空気は、容器本体１内からパージバルブ２０の流路を経由して容器本体１の外部に排気される（図８参照）。

容器本体１内の圧力が低下すると、内圧調整弁体３９がコイルバネ２７の復元作用により上昇してそのＯリング４０を筒形ケース２２のガイド傾斜面２３に密接させるが、この際、内圧調整弁体３９のＯリング４０は、テーパ形のガイド傾斜面２３に案内されつつ適切に密接し、良好なシール状態を確保する。

上記構成によれば、ガス給気用としても、ガス排気用としても使用可能な双方向性のパージバルブ２０を用いるので、ガス給気用の逆止弁とガス排気用の逆止弁の双方を個別に要したり、パージバルブ２０の取付位置に留意する必要が全くない。したがって、容器本体１に複数のパージバルブ２０を取り付ける作業がきわめて容易になり、作業の簡素化や迅速化を図ることができる。

また、ガス給気用とガス排気用の仕様が異なることがなく、専用品のバルブを省略することができるので、ガス供給ポートの数を迅速に増やすことができる。さらに、バルブケース２１の筒形ケース２２と保持ケース２９との外観が相互に異なる形なので、視覚的に容易に把握することができ、筒形ケース２２を保持ケース２９と誤って取り付けること等がなく、取付ミスの防止や部品管理の容易化が大いに期待できる。

次に、図９〜図１６は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、ガス給気用として使用される複数のバージバルブ２０の保持ケース２９をそれぞれ仕切りリブ３１を有しない中空に形成してその上面には容器本体１内の下方から上方に伸びる細長いノズルタワー５１を一体形成し、各ノズルタワー５１を中空に形成してその周壁には容器本体１の前方に不活性ガスを噴射する噴出孔５２を複数配列するようにしている。

各保持ケース２９は、その外周面中央付近に嵌合溝５０が周方向に切り欠かれ、この嵌合溝５０に気密用のＯリング３２が嵌合される。また、各ノズルタワー５１は、やや先細りの中空円錐台形に形成され、周壁の上下方向には、複数枚の半導体ウェーハＷやその間に不活性ガスを噴射する噴出孔５２が一定間隔で複数配列されており、不活性ガスを下方から上方に導くよう機能する。

各噴出孔５２は、不活性ガスの広範囲に亘る拡散噴射を図る観点から、ノズルタワー５１の内部から外部に向かうにしたがい徐々に広がるよう断面略漏斗形に拡開形成され、半導体ウェーハＷの表裏両面に不活性ガスを効率的に噴射する。
なお、フィルタ保持具４６は、リングに形成されてその開口部内にフィルタ４８を直接的に支持したり、仕切りリブ４７を介して間接的に支持しており、保持ケース２９内に着脱自在に嵌合される。その他の部分については、上記実施形態と略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、容器本体１内に不活性ガスを単に供給するのではなく、容器本体１内に収納された半導体ウェーハＷの表裏両面等に向けて不活性ガスを直接噴射するので、半導体ウェーハＷの表面酸化の防止が大いに期待できるのは明らかである。

次に、図１７〜図１９は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、容器本体１の内部後方の両側部に、容器本体１の背面壁７内面との間にガス隔離用のチャンバ領域５３をシール状態に区画形成する区画遮蔽板５４をそれぞれ配設し、各区画遮蔽板５４には、半導体ウェーハＷにガスを噴出する噴出口５５を必要数穿孔し、チャンバ領域５３に給気用のパージバルブ２０を連通させるようにしている。

区画遮蔽板５４は、容器本体１の上下方向に伸びる断面略皿形に形成され、容器本体１の背面壁７内面に熱溶着や超音波溶着等の方法で直接固定されたり、あるいは容器本体１の背面壁７内面にシール部材、係合穴、係合爪等を介して着脱自在に装着される。この区画遮蔽板５４の半導体ウェーハＷに対向する対向壁には、横長の噴出口５５が上下方向に並べて穿孔されたり、あるいは複数枚の半導体ウェーハＷの高さに相当する縦長の噴出口５５が穿孔される。

区画遮蔽板５４の内面には、区画遮蔽板５４の内部と噴出口５５とを隔離するポリプロピレン等からなるブリージングフィルタ５６が選択的に貼着され、このブリージングフィルタ５６が一定の圧力に蓄積されたガスを区画遮蔽板５４の内部から噴出口５５を介して外部に均一に噴出するよう機能する。噴出口５５は、必要に応じ、区画遮蔽板５４の内部から外部に向かうにしたがい徐々に広がるよう断面略漏斗形に拡開形成され、半導体ウェーハＷの表裏両面に不活性ガスを効率的に噴射する。その他の部分については、上記実施形態と略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、容器本体１内に収納された複数枚の半導体ウェーハＷの間や半導体ウェーハＷの表裏両面に向けて不活性ガスを直接噴射することができるので、半導体ウェーハＷの表面酸化の防止が大いに期待できる。

次に、図２０は本発明の第４の実施形態を示すもので、この場合には、筒形ケース２２の下端部に、断面略Ｕ字形の接触キャップ５７を交換可能に取り付け、この接触キャップ５７の平坦部中央には、ガス供給ポートあるいはガス排気ポートに圧接して連通する流通口５８を丸く穿孔するようにしている。

接触キャップ５７は、筒形ケース２２よりも弾力性に富む熱可塑性エラストマーにより弾性の平面リング形に形成され、ポートのノズル形状に応じて外形や流通口５８が形成される。このような接触キャップ５７は、筒形ケース２２の下端部外周面に高さ調整可能に着脱自在に螺嵌されたり、摩擦係合を利用して圧入されることにより、ガス供給ポートあるいはガス排気ポートと筒形ケース２２とを連通する。その他の部分については、上記実施形態と略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、ポートのノズル形状に対応する接触キャップ５７のみを筒形ケース２２の下端部に装着すれば良いので、ポートのノズル形状に応じてパージバルブ２０自体を交換する必要が全くない。また、接触キャップ５７の高さを容易に調整することができるので、ポートのノズルとの接触性を向上させることができる。さらに、接触キャップ５７が損傷した場合にも、接触キャップ５７のみを交換すれば良いので、部品点数の削減が期待できる。

なお、上記実施形態では容器本体１の底板３の四隅部付近に貫通孔４をそれぞれ穿孔して各貫通孔４にパージバルブ２０を嵌合したが、容器本体１の底板３の一隅部付近に貫通孔４を穿孔して貫通孔４にパージバルブ２０を嵌合しても良いし、容器本体１の天板、背面壁７、側壁に貫通孔４を穿孔し、この貫通孔４にパージバルブ２０を嵌合しても良い。また、筒形ケース２２の外周面に螺子２４を螺刻形成し、保持ケース２９の内周面に、筒形ケース２２の螺子２４と螺合する螺子溝３０を螺刻形成しても良い。

また、バルブケース２１の筒形ケース２２と保持ケース２９とを螺子結合ではなく、係止フックと係止ホックとの係止、あるいは摩擦抵抗等により結合しても良い。また、上記実施形態ではスペーサリング３５の上面に円柱形の位置決め部３６を突出形成したが、スペーサリング３５に位置決め部３６を凹み形成しても良い。また、ガス排気用として使用されるバージバルブの保持ケース２９上面に細長いノズルタワー５１を形成することもできる。

また、ノズルタワー５１を中空の円柱形や円錐形に形成したり、ノズルタワー５１の一部を曲げることもできる。さらに、ノズルタワー５１の噴出孔５２は、長孔、楕円孔、ノズルタワー５１の長軸方向に必要数形成されるスリット孔でも良いし、焼結合金や多孔質材料からなる無数の微小孔等とすることもできる。

１ 容器本体
３ 底板
４ 貫通孔
７ 背面壁
１０ 蓋体
２０ パージバルブ
２１ バルブケース
２２ 筒形ケース
２３ ガイド傾斜面
２５ 支持部
２７ コイルバネ
２９ 保持ケース
２７ コイルバネ
３２ Ｏリング
３５ スペーサリング
３７ 緩み防止リング
３９ 内圧調整弁体
４０ Ｏリング（シール部材）
４１ コイルバネ
４２ ガイド支持斜面
４４ 外圧調整弁体
４５ Ｏリング（シール部材）
４６ フィルタ保持具
４８ フィルタ
５１ ノズルタワー
５２ 噴出孔
５３ チャンバ領域
５４ 区画遮蔽板
５５ 噴出口
５７ 接触キャップ
５８ 流通口
Ｗ 半導体ウェーハ（基板）

Claims (7)

1. 中空のバルブケースの一端部を開口し、このバルブケースの他端部には少なくとも通気性を付与し、バルブケースの両端部間で気体を流通させ、かつこの気体の流通を制御するパージバルブであって、
   バルブケースに往復動可能に挿入支持され、このバルブケースを開閉する中空の内圧調整弁体と、この内圧調整弁体に往復動可能に挿入支持され、内圧調整弁体を開閉する外圧調整弁体と、バルブケースの他端部と内圧調整弁体及び外圧調整弁体との間に介在される気体用のフィルタとを含み、
   バルブケースの一端部から他端部方向に気体が流通する場合には、外圧調整弁体を往動させてその閉じた内圧調整弁体との間を開放し、バルブケースの他端部から一端部方向に気体が流通する場合には、内圧調整弁体を往動させてその閉じたバルブケースとの間を開放するようにしたことを特徴とするパージバルブ。
2. バルブケースを、内圧調整弁体と外圧調整弁体とを収納する筒形ケースと、フィルタを収納して筒形ケースに着脱自在に嵌め合わされる少なくとも中空の保持ケースとに分割し、筒形ケースの一端部側を略漏斗形に形成してその内面を内圧調整弁体に密接してシールするガイド傾斜面とし、筒形ケース内の一端部側と残部との境界付近には、内圧調整弁体を支持する支持部を形成した請求項１記載のパージバルブ。
3. バルブケースの保持ケースに中空のノズルタワーを突出形成し、このノズルタワーには、気体用の噴出孔を設けた請求項２記載のパージバルブ。
4. 内圧調整弁体を筒形に形成してその一端部側の周面には筒形ケースのガイド傾斜面に密接するシール部材を取り付け、内圧調整弁体の他端部側を略漏斗形に形成してその内面をガイド支持斜面とし、外圧調整弁体を略柱形に形成してその周面には内圧調整弁体のガイド支持斜面に密接するシール部材を取り付けた請求項２又は３記載のパージバルブ。
5. 基板を収納する容器本体の開口部を蓋体により開閉する基板収納容器であって、容器本体と蓋体のいずれか一方に貫通孔を設け、この貫通孔に請求項１ないし４いずれかに記載のパージバルブを取り付けて容器本体内の気体を置換するようにしたことを特徴とする基板収納容器。
6. 容器本体の底板に貫通孔を設け、この貫通孔にパージバルブをスペーサリングと緩み防止リングとを介して嵌め付け、パージバルブのバルブケースの一端部を容器本体の外部に向けた請求項５記載の基板収納容器。
7. 容器本体の内部後方に、容器本体の背面壁内面との間に気体隔離用のチャンバ領域を形成する区画遮蔽板を取り付け、この区画遮蔽板には、基板方向に気体を噴出する噴出口を形成し、チャンバ領域にパージバルブを連通させた請求項６記載の基板収納容器。

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