特開 2024-162525 ウェーハ搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024162525

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】ウェーハ搬送装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20241114BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023078103

(22)【出願日】2023-05-10

(71)【出願人】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】小林 克年

(72)【発明者】

【氏名】西岡 明

(72)【発明者】

【氏名】小林 友和

(72)【発明者】

【氏名】藤田 真志

(72)【発明者】

【氏名】清水 利彦

(72)【発明者】

【氏名】沢田 逸郎

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131CA02

5F131CA12

5F131DA32

5F131DA33

5F131DA42

5F131DB02

5F131DB52

5F131DB62

5F131DB76

5F131GA14

5F131JA14

5F131JA16

5F131JA23

5F131JA27

5F131JA28

5F131JA32

(57)【要約】

【課題】ウェーハ搬送室内のガスの温度上昇を抑制するウェーハ搬送装置を提供する。
【解決手段】ウェーハが格納されているフープとウェーハを処理する処理装置との間でウェーハを搬送するウェーハ搬送装置であって、搬送ロボットが設置されるウェーハ搬送室と、前記ウェーハ搬送室に連通するＦＦＵ室と、前記ウェーハ搬送室の壁又は扉に設けられ、前記ウェーハ搬送室および前記ＦＦＵ室の両方に連通するリターンダクトと、前記ＦＦＵ室から前記ウェーハ搬送室の中にガスを送風する送風ファンと、前記ＦＦＵ室、前記リターンダクト、および、前記ウェーハ搬送室で構成される内部空間を循環する前記ガスを冷却する熱交換器と、を備える。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェーハが格納されているフープとウェーハを処理する処理装置との間でウェーハを搬送するウェーハ搬送装置であって、
搬送ロボットが設置されるウェーハ搬送室と、
前記ウェーハ搬送室に連通するＦＦＵ室と、
前記ウェーハ搬送室の壁又は扉に設けられ、前記ウェーハ搬送室および前記ＦＦＵ室の両方に連通するリターンダクトと、
前記ＦＦＵ室から前記ウェーハ搬送室の中にガスを送風する送風ファンと、
前記ＦＦＵ室、前記リターンダクト、および、前記ウェーハ搬送室で構成される内部空間を循環する前記ガスを冷却する熱交換器と、
を備えることを特徴とするウェーハ搬送装置。

【請求項2】

請求項１に記載のウェーハ搬送装置であって、
前記熱交換器は、
前記内部空間の外壁に設けられ、前記ガスと接触する冷却用ヒートシンクと、
前記冷却用ヒートシンクを冷却する冷水管と、
を備えることを特徴とするウェーハ搬送装置。

【請求項3】

請求項１に記載のウェーハ搬送装置であって、
前記熱交換器は、
前記内部空間の外壁に設けられ、前記ガスと接触する冷却用ヒートシンクと、
前記冷却用ヒートシンクの放熱面に設けられ、前記冷却用ヒートシンクを冷却するペルチェ素子と、
を備えることを特徴とするウェーハ搬送装置。

【請求項4】

請求項３に記載のウェーハ搬送装置であって、
前記熱交換器は、
前記ペルチェ素子の高温面の熱を放熱させる放熱用ヒートシンクと、
前記放熱用ヒートシンクを冷却する冷却ファンと、を備える
ことを特徴とするウェーハ搬送装置。

【請求項5】

請求項４に記載のウェーハ搬送装置であって、
電装部品が収納される電装室を備え、
前記冷却用ヒートシンクは、前記ＦＦＵ室の中に設けられ、
前記ペルチェ素子、前記放熱用ヒートシンク、および、前記冷却ファンは、前記電装室の中に設けられる
ことを特徴とするウェーハ搬送装置。

【請求項6】

請求項４又は５に記載のウェーハ搬送装置であって、
前記冷却用ヒートシンクと前記ペルチェ素子の低温面に挟まれる平板を備え、
前記冷却用ヒートシンク、前記平板、および、前記放熱用ヒートシンクは、前記冷却用ヒートシンク側から挿入されるボルトで一体的に固定される
ことを特徴とするウェーハ搬送装置。

【請求項7】

請求項６に記載のウェーハ搬送装置であって、
前記ボルトの頭部と前記冷却用ヒートシンクに挟まれる樹脂材を備える
ことを特徴とするウェーハ搬送装置。

【請求項8】

請求項６に記載のウェーハ搬送装置であって、
前記内部空間の外壁の一部に設けられ、前記冷却用ヒートシンクが挿入される開口を備え、
前記平板は、前記開口を外側から覆うように設置され、前記外側から挿入されるボルトで前記外壁に固定される
ことを特徴とするウェーハ搬送装置。

【請求項9】

請求項８に記載のウェーハ搬送装置であって、
前記ボルトの頭部と前記平板に挟まれる樹脂材を備える
ことを特徴とするウェーハ搬送装置。

【請求項10】

請求項８に記載のウェーハ搬送装置であって、
前記外壁と前記平板に挟まれるシール材を備える
ことを特徴とするウェーハ搬送装置。

【請求項11】

請求項２又は３に記載のウェーハ搬送装置であって、
前記冷却用ヒートシンクは、前記ＦＦＵ室の天井に設置される
ことを特徴とするウェーハ搬送装置。

【請求項12】

請求項２又は３に記載のウェーハ搬送装置であって、
前記冷却用ヒートシンクは、前記ウェーハ搬送室の壁に設置される
ことを特徴とするウェーハ搬送装置。

【請求項13】

請求項２又は３に記載のウェーハ搬送装置であって、
前記冷却用ヒートシンクは、前記リターンダクトの壁に設置される
ことを特徴とするウェーハ搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱交換器を内蔵したウェーハ搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ウェーハ搬送装置は、フープ（ＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod））に格納されているウェーハを処理する処理装置に搬送する装置である。具体的には、ウェーハ搬送装置は、ウェーハ搬送室内に搬送ロボットを有し、搬送ロボットによりフープと処理装置との間でウェーハを搬送する。そして、ウェーハ搬送装置は、ウェーハ搬送室の上側にＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）が設置されており、ウェーハに不純物が付着しないように、ウェーハ搬送室内にあるウェーハに対して、ＦＦＵによりガスを吹き付ける。このようなウェーハ搬送装置が特許文献１や特許文献２に記載されている。

【0003】

特許文献１では、要約に「筐体内部の搬送ロボット２を用いて処理装置側との間で被搬送物の受け渡しを行うためのＥＦＥＭ装置である搬送室１において、筐体３は、搬送ロボット２を収容する搬送空間Ｓ１１と、ガス処理装置（有機物除去フィルタ７１、酸除去フィルタ７２、アルカリ除去フィルタ７３）を収容するガス処理空間Ｓ２と、搬送空間からガス処理空間に気体を帰還可能なガス帰還空間Ｓ１２とを有する。搬送空間と、ガス処理空間と、ガス帰還空間と、が連通することで１つの密閉空間を形成して循環路ＣＬが構成され、循環路に複数のファン７４～７７が設けられ循環流が形成される。」との記載がある。

【0004】

また、特許文献２では、段落００２８に「前記換気部駆動室１１０はメインファン１４０が備えられる。前記メインファン１４０は下部方向に空気（または窒素ガス）をブローイングする。・・・換気部駆動室１１０からフープ受容室１２０に空気が流れるように構成されている。」との記載がある。また、段落００３２に「前記換気ダクト１５０は前記フープ受容室１２０と前記換気部駆動室１１０を連結する。」との記載がある。そして、段落００４６に「本発明による基板搬送装置２００、３００、４００ではフープ受容室１２０までのみ空気が循環する構造である」との記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－７１７２号公報

【特許文献2】特開２０２１－３４７２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１、２に記載のウェーハ搬送装置では、密閉化され、閉鎖されたウェーハ搬送室の中でガスを循環させるため、ファンの消費電力や搬送ロボットの消費電力が発熱源となって、ガスの温度が上昇するという課題があった。さらに、温度上昇したガスにより温められたウェーハを処理装置に搬送した場合、処理装置における処理の時間が延びるという課題があった。

【0007】

そこで、本発明は、ウェーハ搬送室内のガスの温度上昇を抑制するウェーハ搬送装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のウェーハ搬送装置は、例えば、ウェーハが格納されているフープとウェーハを処理する処理装置との間でウェーハを搬送するウェーハ搬送装置であって、搬送ロボットが設置されるウェーハ搬送室と、前記ウェーハ搬送室に連通するＦＦＵ室と、前記ウェーハ搬送室の壁又は扉に設けられ、前記ウェーハ搬送室および前記ＦＦＵ室の両方に連通するリターンダクトと、前記ＦＦＵ室から前記ウェーハ搬送室の中にガスを送風する送風ファンと、前記ＦＦＵ室、前記リターンダクト、および、前記ウェーハ搬送室で構成される内部空間を循環する前記ガスを冷却する熱交換器と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ウェーハ搬送室内のガスの温度上昇を抑制するウェーハ搬送装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ウェーハ搬送装置Ｅの全体図

【図2】実施例１における図１のＡ－Ａ断面図

【図3】ウェーハ搬送室の斜視図

【図4】実施例１におけるＦＦＵ室の天井壁と一体構造となった冷却用ヒートシンクを示す図

【図5】実施例２におけるウェーハ搬送装置の構成図

【図6】実施例３におけるウェーハ搬送装置の構成図

【図7A】実施例４におけるウェーハ搬送装置の構成の一例を示す図

【図7B】実施例４におけるウェーハ搬送装置の構成の他の例を示す図

【図7C】実施例４におけるウェーハ搬送装置の構成の他の例を示す図

【図8A】実施例５におけるウェーハ搬送装置の構成の一例を示す図

【図8B】実施例５におけるウェーハ搬送装置の構成の他の例を示す図

【図8C】実施例５におけるウェーハ搬送装置の構成の他の例を示す図

【図8D】実施例５におけるウェーハ搬送装置の構成の他の例を示す図

【図9A】実施例６におけるウェーハ搬送装置の構成の一例を示す図

【図9B】実施例６におけるウェーハ搬送装置の構成の他の例を示す図

【図10A】実施例７におけるウェーハ搬送装置の構成の一例を示す図

【図10B】実施例７におけるウェーハ搬送装置の構成の他の例を示す図

【図11】実施例８における冷却ユニットの構成図

【図12】実施例９における冷却ユニットの構成図

【図13】実施例１０における冷却ユニットの固定方法を説明する図

【図14】実施例１１における冷却ユニットの固定方法を説明する図

【図15】実施例１２における冷却ユニットの固定方法を説明する図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。これらの実施例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。また、以下の説明において使用する各図面において、共通する各装置、各機器には同一の符号を付しており、すでに説明した各装置、機器および動作の説明を省略する場合がある。

【実施例0012】

図１は、ウェーハ搬送装置Ｅの全体図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。図２に示すようにウェーハ搬送装置Ｅの前方にフープ２が位置し、後方に処理装置３が位置する。ウェーハ搬送室１には、フープ２に収納されているウェーハを取り出し、ウェーハを処理する処理装置３に搬送する搬送ロボット４が設置されている。搬送ロボット４は、処理装置３で処理されたウェーハを処理装置３から取り出し、フープ２に戻す役割も担っている。ウェーハ搬送室１の上にはウェーハ搬送室１に連通するＦＦＵ室５があり、ＦＦＵ室５にはＦＦＵ室５からウェーハ搬送室１の中にガスを吹き付けるための送風ファンを具備したＦＦＵ６がある。

【0013】

ウェーハ搬送装置Ｅは、ウェーハ搬送室１およびＦＦＵ室５の両方に連通するリターンダクト７を備える。図３は、ウェーハ搬送室１の斜視図である。リターンダクト７は、ウェーハ搬送室１の中にある柱Ｐを中空にして、ガスが通るための通風路として形成される。その他、例えば、図３に示すように、ウェーハ搬送室１に人が出入りするための扉Ｄと、その上側の壁とを中空にしてリターンダクト７を形成してもよい。また、ウェーハ搬送室１の壁１１にリターンダクト７を形成してもよい。本実施例では、柱Ｐに設けられたリターンダクト７を用いて説明する。

【0014】

図２に示すように、ウェーハ搬送装置Ｅは、密閉化されており、ガスがウェーハ搬送装置Ｅの内部を循環している。具体的には、ＦＦＵ室５に注入されたガスはＦＦＵ６によりウェーハ搬送室１に送風される。そして、ウェーハ搬送室１に送風されたガスは、リターンダクト７を通ってＦＦＵ室５に戻される。すなわち、ガスは、ＦＦＵ室５、リターンダクト７、および、ウェーハ搬送室１で構成される内部空間を循環する。

【0015】

ウェーハ搬送装置Ｅは、内部空間を循環するガスを冷却する熱交換器を備える。熱交換器は、ガスの気流が発生しているところに設置される。熱交換器としては、冷却用ヒートシンク等が例示できる。

【0016】

ＦＦＵ室５の中では、リターンダクト７を通ってＦＦＵ室５に戻ってきたガスがＦＦＵ６によりウェーハ搬送室１に送られる。そのため、ＦＦＵ６の入り口付近は気流が発生する。そこで、図２に示すように、ＦＦＵ６の入り口付近に冷却用ヒートシンク９ａを設置する。このように冷却用ヒートシンク９ａを設置することで、循環するガスが冷却用ヒートシンク９ａと接触して冷却され、ウェーハ搬送装置の中の温度上昇を抑制することができる。なお、冷却用ヒートシンク９ａは、循環するガスの気流の速度が速いところに設置されることが好ましい。

【0017】

なお、ガスとしては、窒素ガス等の不活性ガスや、酸素等を含む空気を用いることができる。いずれを用いても、冷却用ヒートシンク９ａ等の熱交換器で冷却されることで温度が下がるので、ウェーハ搬送装置の中の温度上昇を抑制することができる。また、不活性ガスの場合、ウェーハへの不純物の付着を防ぐことができる。

【0018】

図４は、ＦＦＵ室５の天井壁８と一体構造となった冷却用ヒートシンク９ｂを示す図である。図２では、ＦＦＵ室５の天井壁８と冷却用ヒートシンク９ａは別素材で構成されている。例えば、ＦＦＵ室５の天井壁８にはステンレスが用いられ、冷却用ヒートシンク９ａにはアルミニウムが用いられる。これに対し、図４では、ＦＦＵ室５の天井壁と一体構造となった冷却用ヒートシンク９ｂを用いている。図４の構成の場合、図２の天井壁８の部分までがアルミニウム等の熱伝導性の良い素材で構成されるので、熱を外部に逃がしやすくなり、ウェーハ搬送装置Ｅの中の温度上昇をさらに抑制することができる。

【実施例0019】

図５は、実施例２におけるウェーハ搬送装置Ｅの構成を示す。実施例２におけるウェーハ搬送装置Ｅは、冷却用ヒートシンク９ａの位置が実施例１と異なる。具体的には、本実施例のウェーハ搬送装置Ｅは、図５に示すように、リターンダクト７の中、例えば、リターンダクト７の壁１０に冷却用ヒートシンク９ａを備える。リターンダクト７の中はガスの気流の速度が速い。そのため、リターンダクト７に冷却用ヒートシンク９ａを置くことで、冷却用ヒートシンク９ａとガスとの間での熱交換が促進され、ガスの温度上昇を抑制できる。その結果、ウェーハ搬送装置Ｅの中の温度上昇を抑制することができる。リターンダクト７がウェーハ搬送室の扉Ｄや壁１１に設けられている場合も同様で、リターンダクト７の中に冷却用ヒートシンク９ａを設置することでウェーハ搬送装置Ｅの中の温度上昇を抑制することができる。