KR101306229B1 - A wafer handler used to Epi-layer - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 핸들링의 자유도와 자동화의 확대로 반도체 제조 공정의 생산성과 품질개선 효과가 있고, 서셉터의 클리닝 작업에 의해 이물질에 의한 웨이퍼의 결함을 최소화 할 수 있는 에피층 성장에 사용되는 웨이퍼 핸들러가 개시된다. 본 발명에 따른 웨이퍼 핸들러는 챔버의 이웃한 일측에 구비되는 로봇과, 로봇에 결합되어 선회되는 핸들러 아암과, 핸들러 아암의 단부에 결합되어 웨이퍼를 집는 그립퍼와, 서셉터를 관찰하는 영상장치와, 챔버, 로봇 및 영상장치를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성된다. 이때, 그립퍼는 웨이퍼의 가장자리 일부만을 접촉시키는 정도로 로딩/언로딩 될 수 있게 된다. 또한, 로봇에 결합되어 선회되는 클리닝 아암과, 클리닝 아암의 단부에 결합되는 덕트와, 덕트의 내부에 결합되는 로라와, 덕트내의 공기를 빨아들이는 흡입관으로 구성되는 클리너를 더 포함하여 컨트롤러에 의해 제어될 수도 있게 된다.Disclosed is a wafer handler used for epitaxial growth that can improve the productivity and quality of semiconductor manufacturing process by increasing wafer handling freedom and automation, and minimize wafer defects caused by foreign matters by cleaning the susceptor. . The wafer handler according to the present invention includes a robot provided at one side of the chamber, a handler arm pivotally coupled to the robot, a gripper coupled to an end of the handler arm to pick up a wafer, an imaging apparatus for observing a susceptor, And a controller for controlling the chamber, the robot and the imaging device. In this case, the gripper may be loaded / unloaded to such an extent that only a part of the edge of the wafer is in contact. The controller further includes a cleaner including a cleaning arm pivotally coupled to the robot, a duct coupled to an end of the cleaning arm, a Laura coupled to the inside of the duct, and a suction tube for sucking air in the duct. It may be controlled.

Description

에피층 성장에 사용되는 웨이퍼 핸들러{A wafer handler used to Epi-layer}A wafer handler used to Epi-layer}

본 발명은 에피층(Epi-layer) 성장에 사용되는 웨이퍼 핸들러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼를 서셉터위에 올리고 내리는 작업을 자동으로 수행할 수 있고, 작업후에는 서셉터의 이물질을 제거할 수 있도록 클리닝 작업을 수행할 수 있으며, 서셉터를 자동으로 이동시킬 수 있도록 할 수 있는 웨이퍼 핸들러에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer handler used for epi-layer growth, and more particularly, to automatically lift and lower a wafer onto a susceptor, and to remove foreign substances from the susceptor. The present invention relates to a wafer handler that can perform a cleaning operation so that the susceptor can be moved automatically.

화학 기상 증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 공정에 이용되는 화학 기상 증착장치는, 석영(quartz)으로 제작된 반응기 챔버(chamber)와, 그 내부에 장착된 서셉터(susceptor) 및 웨이퍼(wafer)와, 그리고 챔버의 상, 하부에 구비된 가열램프(heating lamp)를 포함하여 구성된다.The chemical vapor deposition apparatus used in the chemical vapor deposition (CVD) process includes a reactor chamber made of quartz, a susceptor and a wafer mounted therein, And it is configured to include a heating lamp (heating lamp) provided on the upper, lower portion of the chamber.

서셉터는 탄소(graphite) 재질로 된 판에 SiC로 코팅된 것으로서, 가열램프로부터 열에너지를 공급받아 인젝터(injector)로부터 분무된 반응가스가 서셉터 윗면에서 원활히 화학반응이 일어나는 공정온도(약 1,100℃)를 유지시키게 된다.The susceptor is coated with SiC on a plate made of carbon, and the process temperature (approximately 1,100 ℃) in which the reaction gas sprayed from the injector receives the thermal energy from the heating lamp and the chemical reaction occurs smoothly on the top of the susceptor. ).

이러한 공정을 통해 웨이퍼 윗면에 표면반응이 일어나게 되며, 그 결과 일정한 두께의 실리콘 에피층(Epi-layer)이 형성되게 된다.Through this process, the surface reaction occurs on the upper surface of the wafer, and as a result, a silicon epi layer of a certain thickness is formed.

현재의 Epi 성장 공정은 웨이퍼를 작업자가 Vacuum pickup을 이용하여 loading 및 unloading한다. 웨이퍼내의 균일한 온도가 중요함으로 서셉터 표면과 웨이퍼 사이에 vacuum tweezer 등이 들어갈 공간을 만들 수 없는 상태이기에 기존 웨이퍼 핸들러(Wafer Handling) 장치를 사용할 수 없게 된다.Current epitaxial growth processes load and unload wafers using a vacuum pickup. Since the uniform temperature in the wafer is important, it is impossible to make a space for the vacuum tweezer between the susceptor surface and the wafer, and thus, the existing wafer handling device cannot be used.

따라서 종래기술의 장비는 도 1에서 보는 것과 같이 서셉터 자체의 이동으로 수작업이 편한 상태를 의미하고, LED 제품의 전기적, 광학적 특성은 Epi layer의 품질에 의해 주로 좌우되며, 현재 결정 결함 밀도는 108 order 수준에서 제품이 동작함으로 인해 핸들링 등에 의한 결함 증가 영향이 무시되어 왔다.Therefore, the prior art equipment refers to a state in which manual operation is easy due to the movement of the susceptor itself, as shown in FIG. 1. Due to the operation of the product at the order level, the effect of increased defects due to handling has been ignored.

그러나 LED 소자의 광량을 높이기 위해 Current가 높아질수록 낮은 수준의 결정 결함이 요구되고 있다. 때문에 수작업에 의한 결함 발생 가능성을 제어하여야 할 필요성이 높은 실정이다.However, in order to increase the light quantity of the LED device, as the current increases, a lower level of crystal defects are required. Therefore, there is a high necessity to control the possibility of defects caused by manual labor.

수작업을 모사한 자동화는 수작업시 생기는 웨이퍼와 서셉터간의 정교하게 센싱(sensing)할 수 있는 저가의 장치 개발이 어려워 Epi 장비의 Loader 자동화가 미뤄져 왔다.The automation that simulates the manual operation has been delayed due to the difficulty of developing a low-cost device that can precisely sense the wafer and susceptor generated during the manual operation.

특히 Epi 장비의 저생산성(1일 3회 이하의 TAT) 때문에 자동화에 따른 효과가 가려져 왔다.In particular, the effects of automation have been masked by the low productivity of the epi equipment (less than three times a day).

또한, SiC Coating된 Graphite susceptor는 Loading/Unloading 시의 웨이퍼와의 접촉을 통해 micro scratch가 누적되어 서셉터 결함의 원인이 되고, 이로부터 발생한 이물에 의한 Epi층 결함이 LED 제품 품질에 영향을 주는 문제가 있었다.In addition, SiC coated graphite susceptors cause susceptor defects by accumulating micro scratches through contact with wafers during loading and unloading, and epi layer defects caused by foreign matters affect LED product quality. There was.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 웨이퍼를 서셉터위에 올리고 내리는 작업을 자동으로 수행할 수 있는 웨이퍼 핸들러를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, to provide a wafer handler that can automatically perform the operation of raising and lowering the wafer on the susceptor.

또한, 웨이퍼 핸들러에 클리닝 장치를 부가하여 작업을 마친 서셉터상에 이물질을 제거할 수 있도록 제공하는데 있다.In addition, a cleaning device is added to the wafer handler to provide for removing foreign matter on the finished susceptor.

또한, 서셉터의 이동을 자동으로 수행할 수 있도록 제공하는데 있다.In addition, the present invention provides to automatically perform the movement of the susceptor.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은,The present invention to solve the above problems,

웨이퍼의 에피층(Epi-layer) 성장을 위해 내부에 서셉터가 설치된 챔버에 웨이퍼를 자동으로 로딩/언로딩 시키는 웨이퍼 핸들러에 있어서,A wafer handler for automatically loading / unloading a wafer into a chamber having a susceptor installed therein for epi-layer growth of the wafer.

챔버의 이웃한 일측에 구비되는 로봇과;A robot provided at one side of the chamber;

로봇에 결합되어 선회되는 핸들러 아암과;A handler arm pivotally coupled to the robot;

핸들러 아암의 단부에 결합되어 웨이퍼를 집는 그립퍼와;A gripper coupled to an end of the handler arm to pick up the wafer;

서셉터를 관찰하는 영상장치와;An imaging device for observing the susceptor;

챔버, 로봇 및 영상장치를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 핸들러를 제공한다.It provides a wafer handler comprising a; controller for controlling the chamber, the robot and the image device.

이때, 그립퍼는 하부가 개방되면서 핸들러 아암의 단부에 결합되는 하우징과, 하우징의 하단부 가장자리에 장착되어 수평운동하는 다수의 안착핀과, 하우징의 중앙부를 상,하로 관통하여 에어를 공급하는 에어공급파이프와, 에어공급파이프의 하단에 수평하게 장착되는 흡착판과, 에어공급파이프에 인접하게 상,하로 관통되어 공급된 에어를 다시 빨아들이는 흡입로로 구성되어 웨이퍼의 가장자리 일부만을 접촉시키는 정도로 로딩/언로딩 될 수 있게 된다.At this time, the gripper has a lower portion of the housing coupled to the end of the handler arm, a plurality of mounting pins mounted on the lower edge of the housing to move horizontally, and an air supply pipe for supplying air through the central portion of the housing up and down. And a suction plate horizontally mounted at the lower end of the air supply pipe, and a suction path for sucking air supplied through the upper and lower sides adjacent to the air supply pipe again to bring only the edge of the wafer into contact with each other. Can be loaded.

또한, 로봇에 결합되어 선회되는 클리닝 아암과, 클리닝 아암의 단부에 결합되는 덕트와, 덕트의 내부에 결합되는 로라와, 덕트내의 공기를 빨아들이는 흡입관으로 구성되는 클리너를 더 포함하여 컨트롤러에 의해 제어될 수도 있다.The controller further includes a cleaner including a cleaning arm pivotally coupled to the robot, a duct coupled to an end of the cleaning arm, a Laura coupled to the inside of the duct, and a suction tube for sucking air in the duct. It may be controlled.

또한, 로봇에 장착되어 회전되는 메인샤프트와, 이 메인샤프트의 상단에 어느 일측이 결합되는 무빙아암과, 이 무빙아암의 타측에 장착되어 회전되는 서브샤프트와, 서브샤프트의 상단에 결합되어 서셉터를 집도록 서로 오므라 들었다 벌어졌다 하는 조우로 구성되는 서셉터 핸들러를 더 포함하여 컨트롤러에 의해 제어될 수도 있게 된다.In addition, the main shaft is mounted to the robot rotates, the moving arm which one side is coupled to the upper end of the main shaft, the sub shaft mounted and rotated on the other side of the moving arm, and the susceptor coupled to the upper end of the sub shaft It further includes a susceptor handler composed of encounters that are held up and held together to be controlled by the controller.

전술한 바와 같이 형성된 웨이퍼 핸들러는 웨이퍼 핸들링의 자유도와 자동화의 확대로 반도체 제조 공정의 생산성과 품질개선 효과가 기대된다.The wafer handler formed as described above is expected to improve the productivity and quality of the semiconductor manufacturing process by increasing the degree of freedom of wafer handling and automation.

또한, 서셉터의 클리닝 작업에 의해 이물질에 의한 웨이퍼의 결함을 최소화 할 수 있게 된다.In addition, it is possible to minimize the defect of the wafer due to the foreign matter by the cleaning operation of the susceptor.

도 1은 종래기술에 따른 에피층 성장에 사용되는 챔버를 나타낸 사진이고,
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 핸들러를 나타낸 개략도이고,
도 3은 도 2의 그립퍼를 나타낸 도면이고,
도 4a 내지 도 4e는 그립퍼에 의해 웨이퍼가 로딩 되는 모습을 순차적으로 나타낸 도면들이고,
도 5a 내지 도 5c는 그립퍼에 의해 웨이퍼가 언로딩 되는 모습을 순차적으로 나타낸 도면들이고,
도 6은 본 발명 웨이퍼 핸들러에 클리너가 더 구성된 모습을 나타낸 개략도이고,
도 7은 도 6의 클리너를 보다 상세히 보인 도면이고,
도 8은 본 발명 웨이퍼 핸들러에 부가적으로 사용될 수 있는 서셉터 핸들러의 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 9는 도 8에 도시된 조우의 작용을 보인 평면도이고,
도 10a 내지 10j는 본 발명의 영상장치에서 촬영된 이미지를 이용하여 좌표값을 얻는 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
1 is a photograph showing a chamber used for epitaxial growth according to the prior art,
2 is a schematic view showing a wafer handler according to the present invention;
3 is a view showing the gripper of FIG.
4A to 4E are views sequentially showing a state in which a wafer is loaded by a gripper,
5A to 5C are views sequentially showing a state in which a wafer is unloaded by a gripper,
6 is a schematic view showing a state in which a cleaner is further configured in the wafer handler of the present invention;
7 is a view showing the cleaner of FIG. 6 in more detail;
8 is a view schematically showing a susceptor handler that may be additionally used in the wafer handler of the present invention.
9 is a plan view showing the action of the encounter shown in FIG.
10A to 10J are diagrams sequentially illustrating a method of obtaining coordinate values by using an image captured by an imaging apparatus of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 Epi 성장에 사용되는 웨이퍼 핸들러에 대해 설명한다.Hereinafter, a wafer handler used for epi growth according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

*28도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 핸들러(100)는 내부에 서셉터(20)가 설치된 챔버(10)에 인접하게 구비되는 로봇(110)과, 이 로봇(110)에서 분기되어 선회되는 다관절 핸들러 아암(111)과, 핸들러 아암(111)의 단부에 장착되는 그립퍼(120)와, 챔버(10)를 관찰하는 영상장치(140)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the wafer handler 100 according to the present invention is branched from the robot 110 and the robot 110 which are provided adjacent to the chamber 10 in which the susceptor 20 is installed. A pivoting articulated handler arm 111, a gripper 120 mounted at an end of the handler arm 111, and an imaging device 140 for observing the chamber 10.

로봇(110)은 핸들러 아암(111)이나 그립퍼(120)를 조작시키는 메인 몸체로서, 챔버(10)와 연동될 수 있도록 컨트롤러(130)에 의해 제어된다.The robot 110 is a main body for operating the handler arm 111 or the gripper 120, and is controlled by the controller 130 to be interlocked with the chamber 10.

핸들러 아암(111) 및 그립퍼(120)는 웨이퍼(W)를 챔버(10)로 loading/unloading 시키는 작업 주체로서, 웨이퍼(W)의 주요부분인 중앙부를 비접촉으로 이동시킬 수 있도록 구성된다.The handler arm 111 and the gripper 120 are working bodies for loading / unloading the wafer W into the chamber 10, and are configured to move the center portion, which is the main part of the wafer W, in a non-contact manner.

이러한 그립퍼(120)는 도 3에서 보는 바와 같이, 하부가 개방되면서 핸들러 아암(111)의 단부에 결합되는 하우징(121)과, 하우징(121)의 하단부 가장자리에 장착되어 수평운동하는 다수의 안착핀(122)과, 하우징(121)의 중앙부를 상,하로 관통하는 에어공급파이프(123)와, 에어공급파이프(123)의 하단에 수평하게 장착되는 흡착판(Quartz Plate, 124)과, 에어공급파이프(123)에 인접하게 상,하로 관통되는 흡입로(125)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the gripper 120 includes a housing 121 coupled to an end of the handler arm 111 while the lower portion is opened, and a plurality of seating pins mounted on the bottom edge of the housing 121 to horizontally move. An air supply pipe 123 penetrating up and down the center portion of the housing 121, a suction plate Quartz Plate 124 horizontally mounted to the lower end of the air supply pipe 123, and an air supply pipe The suction passage 125 penetrates up and down adjacent to the 123.

여기에서, 안착핀(122)은 웨이퍼(W)를 들어올린 후, 웨이퍼(W)의 가장자리를 받쳐주는 수단으로서, 하우징(121) 내측으로 수평운동하여 웨이퍼(W)를 받쳐준 후, 그립퍼(120)가 이동을 하게 되고, 그립퍼(120)의 이동후에는 안착핀(122)이 하우징(121) 외측으로 수평운동하여 웨이퍼(W)를 내려 놓게 된다.Here, the mounting pin 122 is a means for supporting the edge of the wafer (W) after lifting the wafer (W), the horizontal movement to the inside of the housing 121 to support the wafer (W), the gripper 120 ) Is moved, and after the gripper 120 moves, the mounting pin 122 horizontally moves out of the housing 121 to lower the wafer W.

에어공급파이프(123) 및 흡입로(125)는 서로 상반되는 작용을 하는 것으로, 에어공급파이프(123)는 콤프레셔와 연결되고, 흡입로(125)는 진공펌프와 연결된다.The air supply pipe 123 and the suction passage 125 are opposed to each other, the air supply pipe 123 is connected to the compressor, the suction passage 125 is connected to the vacuum pump.

에어공급파이프(123), 흡착판(124) 및 흡입로(125)는 웨이퍼(W)를 비접촉에 의해 끌어올리는 작업을 수행하는 수단으로, 에어공급파이프(123)를 통해 순수한 공기(Dry Air)나 나이트로젠 가스(Dry N2)를 흘려 보내면서 흡입로(125)에서 이 에어를 흡입하게 되면, 서셉터(20)위에 올려져 있던 웨이퍼(W)가 베르누이 효과에 의해 들어 올려지고, 올려진 상태에서 안착핀(122)이 작용을 하여 웨이퍼(W)를 받치게 된다.The air supply pipe 123, the suction plate 124, and the suction passage 125 are means for performing a work of raising the wafer W by non-contact, and use pure air through the air supply pipe 123. When the air is sucked in the suction passage 125 while flowing nitrogen gas (Dry N2), the wafer W placed on the susceptor 20 is lifted by the Bernoulli effect, and in the raised state. The seating pin 122 acts to support the wafer (W).

즉, 에어공급파이프(123)에서 분출되는 에어는 흡착판(124)을 돌아 흡입로(125)로 순환하기 때문에 흡착판(124)의 아래쪽은 베르누이 정리에 의해 주위보다 압력이 낮아지게 되고, 이로 인해 서셉터(20)의 포켓(21)에 있던 웨이퍼(W)가 저기압쪽으로 이동하여 부상된다.That is, since the air ejected from the air supply pipe 123 circulates through the suction plate 124 to the suction passage 125, the pressure of the lower side of the suction plate 124 is lower than that of the surroundings by Bernoulli theorem. The wafer W in the pocket 21 of the acceptor 20 moves to the low pressure side and floats.

이러한 그립퍼(120)는 웨이퍼(W)를 로딩(loading)시킬때에는 안착핀(122)에 의해서만 작업을 수행하며, 웨이퍼(W)를 언로딩(unloading)시킬때에는 안착핀(122) 및 기압차에 의해 작업을 수행하게 된다.The gripper 120 performs work only by the mounting pin 122 when loading the wafer W. When the gripper 120 unloads the wafer W, the gripper 120 is placed on the mounting pin 122 and the pressure difference. To do the job.

그립퍼(120)의 로딩/언로딩 모습을 도면을 보면서 자세하게 설명해 본다.The loading / unloading appearance of the gripper 120 will be described in detail with reference to the drawings.

먼저, 로딩모습을 설명한다.First, the loading mode is explained.

웨이퍼(W)의 로딩은 도 4a에서 보는 바와 같이 그립퍼(120)를 카세트(C)위로 이동한 후, 로딩할 웨이퍼(W)위에 그립퍼(120)가 위치된다.Loading of the wafer W moves the gripper 120 onto the cassette C as shown in FIG. 4A, and then the gripper 120 is positioned on the wafer W to be loaded.

로딩할 웨이퍼(W)위에 그립퍼(120)가 위치되면, 도 4b에서 보는 것과 같이 그립퍼(120)의 안착핀(122)을 안쪽으로 수평이동하여 안착핀(122)이 로딩할 웨이퍼(W)의 가장자리 하부쪽을 받치게 한다.When the gripper 120 is positioned on the wafer W to be loaded, as shown in FIG. 4B, the mounting pin 122 of the gripper 120 is horizontally moved inward to move the mounting pin 122 of the wafer W to be loaded. Support the lower edge.

로딩할 웨이퍼(W)를 집은 후, 핸들러 아암(111)을 선회시켜 챔버(10)의 서셉터(20)위로 그립퍼(120)를 이동시킨 후, 도 4c에서 보는 것과 같이 웨이퍼(W)가 로딩될 서셉터(20)의 포켓(21)위에 정위치시킨다.After picking up the wafer W to be loaded, the handler arm 111 is pivoted to move the gripper 120 over the susceptor 20 of the chamber 10, and then as shown in FIG. It is positioned on the pocket 21 of the susceptor 20 to be loaded.

그립퍼(120)를 정위치 시킨 후, 도 4d에서 보는 것과 같이 안착핀(122)중 어느 하나를 작동시켜 웨이퍼(W)의 일부가 포켓(21)에 내려앉게 하며, 순차적으로 나머지 안착핀(122)들을 작동시켜 도 4e에서 보는 것과 같이 로딩을 완료한다.After the gripper 120 is in position, as shown in FIG. 4D, any one of the mounting pins 122 is operated to allow a portion of the wafer W to fall into the pocket 21, and the remaining mounting pins 122 are sequentially disposed. ) To complete the loading as shown in Figure 4e.

다음은 언로딩을 설명한다.The following describes unloading.

웨이퍼의 언로딩은 도 5a에서 보는 것과 같이, 그립퍼(120)를 언로딩할 웨이퍼(W)위에 위치시킨 후, 에어공급파이프(123)로 순수한 에어를 분출시키면서 흡입로(125)로 이 분출된 에어를 다시 빨라들이면, 도 5b에서 보는 것과 같이 포켓(21)에 있던 웨이퍼(W)가 기압차에 의해 부상된다.As shown in FIG. 5A, the unloading of the wafer is placed on the wafer W to be unloaded, and then ejected into the suction passage 125 while ejecting pure air into the air supply pipe 123. When the air is sucked in again, as shown in FIG. 5B, the wafer W in the pocket 21 is floated by the pressure difference.

부상된 언로딩 웨이퍼(W)는 에어공급파이프(123)에서 에어가 계속해서 분출되기 때문에 흡착판(124)과 접촉되지 않는 범위내에서 계속 부상하게 되며, 부상된 상태에서 도 5c에서 보는 것과 같이 안착핀(122)이 작동하여 웨이퍼(W)를 받친 후, 에어공급파이프(123) 및 흡입로(125)의 작용이 멈춘 후, 언로딩된다.The injured unloading wafer W is continuously injured in a range that is not in contact with the adsorption plate 124 because air is continuously ejected from the air supply pipe 123, and is seated as shown in FIG. 5C in the injured state. After the pin 122 is operated to support the wafer W, the action of the air supply pipe 123 and the suction passage 125 is stopped and then unloaded.

본 발명에 따른 웨이퍼 핸들러(100)는 서셉터(20)의 클리닝을 수행할 수 있도록 클리너가 더 구성될 수 있다.The wafer handler 100 according to the present invention may further include a cleaner to perform cleaning of the susceptor 20.

도 6 및 도 7을 참고하면, 클리너(150)는 로봇(110)에서 분기된 클리닝 아암(151)과, 이 클리닝 아암(151)의 단부에 장착된 덕트(152)와, 덕트(152)내에 장착되는 로라(153)와, 덕트(152)내의 공기를 빨아들이는 흡입관(154)으로 구성된다.6 and 7, the cleaner 150 includes a cleaning arm 151 branched from the robot 110, a duct 152 mounted at an end of the cleaning arm 151, and a duct 152. It consists of the roller 153 attached and the suction pipe 154 which sucks air in the duct 152. As shown in FIG.

물론, 클리너(150)는 로봇(100)과 컨트롤러(130) 및 영상장치(140)의 제어에 의해 작동된다. 이때, 로라(153)는 고무나 스펀지 등과 같은 탄력이 있는 막대로서, 적어도 하나 이상이 장착될 수 있고, 흡입관(154)의 흡입력으로 인해 로라(153)나 서셉터(20) 또는 덕트(152)내의 이물질 및 분진 등을 포집하게 된다.Of course, the cleaner 150 is operated by the control of the robot 100, the controller 130, and the imaging device 140. At this time, the roller 153 is a rod having elasticity, such as rubber or sponge, at least one or more may be mounted, and due to the suction force of the suction pipe 154, the roller 153 or the susceptor 20 or the duct 152. Foreign substances and dust inside are collected.

이때, 클리닝 아암(151)은 작동의 편리상 다관절로 구성됨이 좋을 것이고, 클리닝 아암(151)과 덕트(152)의 결합부위도 조인트에 의해 손목처럼 자유롭게 움질일 수 있도록 설계됨이 바람직할 것이다. 또한, 흡입관(154)은 그립퍼(120)의 흡입로(125)에서 작용된 것과 같이 외부의 진공펌프와 연결된다.In this case, the cleaning arm 151 may be composed of multiple joints for convenience of operation, and the coupling portion of the cleaning arm 151 and the duct 152 may be designed to be freely moved like a wrist by a joint. In addition, the suction pipe 154 is connected to an external vacuum pump as acted on the suction passage 125 of the gripper 120.

본 발명에 따른 웨이퍼 핸들러(100)에는 서셉터 핸들러를 더 포함할 수 있다.The wafer handler 100 according to the present invention may further include a susceptor handler.

서셉터(20)는 교체 및 가공(예 : 열처리)을 위해 특정장소로 이동시켜야 되는데, 이러한 작업을 서셉터 핸들러를 통해 자동으로 수행할 수 있게 된다.The susceptor 20 has to be moved to a specific place for replacement and processing (eg, heat treatment), which can be performed automatically through the susceptor handler.

도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명에 따른 서셉터 핸들러(160)는 로봇(110)에 장착되는 메인샤프트(161)와, 이 메인샤프트(161)의 상단에 어느 일측이 결합되어 회전되는 무빙아암(162)과, 이 무빙아암(162)의 타측에 장착되는 서브샤프트(163)와, 서브샤프트(163)의 상단에 결합되어 회전되는 조우(164)로 구성된다.8 and 9, the susceptor handler 160 according to the present invention includes a main shaft 161 mounted to the robot 110, and which one side is coupled to and rotated at an upper end of the main shaft 161. A moving arm 162, a subshaft 163 mounted on the other side of the moving arm 162, and a jaw 164 coupled to the upper end of the sub shaft 163 and rotated.

여기에서도 서셉터 핸들러(160)는 로봇(110), 컨트롤러(130) 및 영상장치(140)에 의해 제어되고, 메인샤프트(161) 및 서브샤프트(163)는 전동에 의해 회전가능하게 되며, 조우(164)는 서셉터(20)를 죄거나 풀기위해 서로 마주보도록 오므라들거나 벌어지게 작동된다.Here too, the susceptor handler 160 is controlled by the robot 110, the controller 130, and the imaging device 140, and the main shaft 161 and the subshaft 163 are rotatable by electric motor and are encountered. 164 is retracted or opened to face each other to clamp or loosen susceptor 20.

다음은, 영상장치(140)에 의해 웨이퍼(W)가 로딩/언로딩될 좌표를 구하기 위한 방법을 설명한다.Next, a method for obtaining coordinates at which the wafer W is loaded / unloaded by the imaging device 140 will be described.

영상장치(140)는 서셉터(20)를 촬영한후, 이 촬영된 이미지를 이용해 웨이퍼(W) 또는 포켓(21)의 중심값을 구한다. 이때, 영상장치(140)에서 판독한 좌표가 핸들러 아암(111)의 좌표가 될 수 있도록 옵셋 보정을 통해 미리 설정작업을 해 놓는다.After imaging the susceptor 20, the imaging apparatus 140 obtains the center value of the wafer W or the pocket 21 by using the captured image. At this time, the setting operation is performed in advance by offset correction so that the coordinates read by the imaging apparatus 140 may be the coordinates of the handler arm 111.

영상장치(140)는 도 10a에서 보는 것과 같이 서셉터(20)의 이미지를 촬영하고, 이 촬영된 이미지를 컨트롤러(130)으로 송출하여 연산을 수행한다.The imaging apparatus 140 captures an image of the susceptor 20 as shown in FIG. 10A, and transmits the photographed image to the controller 130 to perform an operation.

가) 먼저, 촬영된 이미지는 도 10b에서 보는 것과 같이 그레이스케일(gray scale)로 이미지 변환을 하고,A) First, the captured image is converted to gray scale as shown in FIG. 10B, and

나) 도 10c에서 보는 것과 같이 변환된 그레이스케일 이미지의 노이즈를 제고하고,B) enhance the noise of the converted grayscale image as shown in FIG.

다) 도 10d에서 보는 것과 같이 이미지 히스토그램(image histogram)을 이용하여 중간값을 구한 후,C) After obtaining the median value using an image histogram as shown in FIG.

라) 도 10e에서 보는 것과 같이 흑백이미지(black & white, binary image, segmentation)로 변환하여,D) convert it to black and white image (black & white, binary image, segmentation) as shown in FIG.

마) 도 10f에서 보는 것과 같이 각 흑백영역의 작은 영역을 제거하고,E) remove a small area of each black and white area, as shown in Figure 10f,

바) 도 10g에서 보는 것과 같이 반전(reversed image)을 한 후,F) After the reversed image as shown in Figure 10g,

사) 다시 도 10h에서 보는 것과 같이 작은 영역 제거를 하여,G) Again removing a small area as shown in Figure 10h,

아) 원형의 각 영역에 할당된 픽셀을 연산을 통해 도 10i와 같이 면적을 구한 후,H) After calculating the area allocated to each area of the circle by calculating the pixel as shown in Fig. 10i,

자) 도 10j와 같이 각 영역의 중심점을 찾아 그 중심점의 현재 좌표를 얻게 된다.I) Find the center point of each area as shown in Fig. 10j to obtain the current coordinates of the center point.

따라서 영상장치(140)의 현재좌표가 옵셋 보정에 의해 입력된 핸들러 아암(111)의 좌표와 일치하도록 맞추어 놓았기 때문에 컨트롤러(130)의 지시에 의해 핸들러 아암(111)을 정확하게 이동시킬 수 있게 된다.Therefore, since the current coordinate of the imaging device 140 is set to match the coordinate of the handler arm 111 input by the offset correction, the handler arm 111 can be accurately moved by the instruction of the controller 130. .

이와 같이 영상장치(140)에 의해 좌표를 구하고 핸들러를 이동시키는 기술은 각종 로봇 및 제어 기술에서 많이 사용되는 통상의 기술로, 본 발명에서 새롭게 개발된 것은 아님을 밝혀 둔다.As described above, the technique of obtaining coordinates and moving the handler by the imaging apparatus 140 is a conventional technique that is widely used in various robots and control techniques, and it is not newly developed in the present invention.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. .

10 : 챔버 11 : 챔버커버
20 : 서셉터 21 : 포켓
100 : 웨이퍼 핸들러 110 : 로봇
111 : 핸들러 아암 120 : 그립퍼
121 : 하우징 122 : 안착핀
123 : 에어공급파이프 124 : 흡착판
125 : 흡입로 130 : 컨트롤러
140 : 영상장치 150 : 클리너
151 : 클리닝 아암 152 : 덕트
153 : 로라 154 : 흡입관
160 : 서셉터 핸들러 161 : 메인샤프트
162 : 무빙아암 163 : 서브샤프트
164 : 조우
10 chamber 11 chamber cover
20: susceptor 21: pocket
100: wafer handler 110: robot
111: handler arm 120: gripper
121 housing 122 seating pin
123: air supply pipe 124: adsorption plate
125: suction 130: controller
140: imaging device 150: cleaner
151: cleaning arm 152: duct
153: Laura 154: suction pipe
160: susceptor handler 161: main shaft
162: moving arm 163: sub shaft
164: Encounter

Claims (1)

웨이퍼(W)의 에피층(Epi-layer) 성장을 위해 내부에 서셉터(20)가 설치된 챔버(10)에 상기 웨이퍼(W)를 자동으로 로딩/언로딩 시키는 웨이퍼 핸들러에 있어서,
상기 챔버(10)의 이웃한 일측에 구비되는 로봇(110)과;
상기 로봇(110)에 결합되어 선회되는 핸들러 아암(111)과;
상기 핸들러 아암(111)의 단부에 결합되어 상기 웨이퍼(W)를 집는 그립퍼(120)와;
상기 서셉터(20)를 관찰하는 영상장치(140)와;
상기 챔버(10), 로봇(110) 및 영상장치(140)를 제어하는 컨트롤러(130);를 포함하는 웨이퍼 핸들러로서, 상기 로봇(110)에 장착되어 회전하는 메인샤프트(161)와, 이 메인샤프트(161)의 상단에 어느 일측이 결합되는 무빙아암(162)과, 이 무빙아암(162)의 타측에 장착되어 회전하는 서브샤프트(163)와, 상기 서브샤프트(163)의 상단에 결합되어 상기 서셉터(20)를 집도록 서로 오므라 들었다 벌어졌다 하는 조우(164)로 구성되는 서셉터 핸들러(160)를 더 포함하여 상기 컨트롤러(130)에 의해 제어됨을 특징으로 하는 웨이퍼 핸들러.
In the wafer handler for automatically loading / unloading the wafer (W) in the chamber 10, the susceptor 20 is installed therein for the epi-layer growth of the wafer (W),
A robot (110) provided at one side of the chamber (10) adjacent thereto;
A handler arm 111 coupled to the robot 110 to pivot;
A gripper (120) coupled to an end of the handler arm (111) to pick up the wafer (W);
An imaging device (140) for observing the susceptor (20);
A controller (130) for controlling the chamber (10), the robot (110), and the imaging device (140), comprising: a main shaft (161) mounted on the robot (110) and rotating; The moving arm 162, which one side is coupled to the upper end of the shaft 161, the sub shaft 163 is mounted on the other side of the moving arm 162 and rotated, and coupled to the upper end of the sub shaft 163 And a susceptor handler (160) comprising a jaw (164) that is lifted up and open to pick up the susceptor (20) and is controlled by the controller (130).
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