JP6032888B2 - Stacked wafer tilt correction method and wafer stacking apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、積み重ねられた多数枚のウエハを上から1枚ずつ取り出すスタッキング装置において、一番上のウエハの傾きを補正する方法およびその装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for correcting the tilt of the uppermost wafer in a stacking apparatus that takes out a large number of stacked wafers one by one from the top.
一般に、太陽電池用ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)は、シリコンインゴットをワイヤソー装置によりスライスして製造され、スライスされたウエハは、洗浄後、上下に積み重ねられた状態で検査工程へ送られる。例えば、平面寸法が約125〜156mmの正方形、厚さが0.2mmのウエハを検査する場合、ウエハは500枚積み重ねられた状態でウエハ検査装置のスタッキング装置のマガジンにセットされる。 In general, a wafer for solar cells (hereinafter simply referred to as “wafer”) is manufactured by slicing a silicon ingot with a wire saw device, and the sliced wafers are sent to an inspection process in a state of being stacked up and down after cleaning. It is done. For example, when inspecting a square having a plane dimension of about 125 to 156 mm and a thickness of 0.2 mm, 500 wafers are stacked and set in a magazine of a stacking apparatus of the wafer inspection apparatus.
図7に示すとおり、ウエハ検査装置のスタッキング装置のマガジン100は、上面部が開放し、4つの側面の中間位置にスリット101が設けられた立方体形状を有しており、マガジン100の内部には、積み重ねられた状態のウエハ102を載置するための底板103が配置されている。底板103は、マガジン100の底を貫通する押し上げユニット104によりマガジン100の内部を昇降可能となっており、積み重ねられた状態のウエハ102が上から順に1秒間に1枚ずつ図示しない取り出し装置の吸着ヘッド107の吸着パッド105によって取り出されると、押し上げユニット104は、取り出し動作に応じて底板103を1枚のウエハ102の厚み分だけ上昇させる。
As shown in FIG. 7, the
このように、積み重ねられた状態のウエハを1枚ずつ取り出す従来技術として、例えば特許文献1に開示されたものがある。その特許文献1の技術では、吸着パッドで最上層のウエハの周縁部二箇所を真空吸着し、その上で、一方の吸着パッドを微小量上昇させるとともに傾倒させ、その吸着パッドで保持されたウエハの周縁部を撓ませ、ウエハ間に間隙を形成し、その間隙に空気を噴射してウエハの密着状態を解消し、その後、両吸着パッドを上昇させて、最上層のウエハのみを分離して確実に取り出している。 As a conventional technique for taking out the stacked wafers one by one in this way, there is one disclosed in Patent Document 1, for example. In the technique disclosed in Patent Document 1, two peripheral portions of the uppermost wafer are vacuum-sucked by a suction pad, and then one suction pad is lifted and tilted by a small amount, and the wafer held by the suction pad is held. The peripheral edge of the wafer is bent, a gap is formed between the wafers, air is blown into the gap to eliminate the contact state of the wafers, and then both suction pads are raised to separate only the uppermost wafer. It is surely taken out.
ところで、ワイヤソーでスライスされたウエハは、その部分部分で厚さにばらつきを有している。例えば、図8に示すように、特定のワイヤソー装置でスライスされたウエハ106の厚さは、ウエハ106の一辺から対向する他辺へ向けて、薄い状態から徐々に厚い状態へ変化しており、一端と他端とで約20μmの厚さの差が生じている。また、この厚さの差は、ウエハ106の平面上の2方向に生じる場合もある。そして、同一ロットのウエハについては、そのロットに含まれるウエハの全てに同様の前記厚さの差が生じることが経験的に知られている。
By the way, the wafer sliced by the wire saw has a variation in thickness in the portion. For example, as shown in FIG. 8, the thickness of the
一般に、スライスされたウエハ106は、スライスされたときの向きを維持したまま積み重ねられるため、例えば、ウエハ106を500枚積み重ねると、図9に示すとおり、前記厚さの差が蓄積され、底板103が水平でも、一番上にあるウエハ106では、傾き方向の一端の高さ位置と他端の高さ位置とに10mmもの差が生じてしまい、一番上にあるウエハ106は、水平面に対し大きく傾いてしまう。一番上にあるウエハ106が傾いていると、従来の吸着ヘッド107では、複数の吸着パッド105をウエハ106に対し均一の力で同時に接触させることがでないため、真空状態を維持できず、ウエハ106を吸着して持ち上げることができなかった。
Generally, it sliced
吸着ヘッド107を首振り自在構造としてウエハ106の傾きに追従させることも考えられるが、その場合、複数の吸着パッド105のうちウエハ106に最初に接触するものをウエハ106に押し付けることになり、ウエハ106に局所的な力が作用し、薄く割れやすいウエハ106が破損したり、ウエハ106の表面に吸着パッド105の痕が残ってしまうという問題が生じる。
Although it is conceivable that the
一方、積み重ねられた状態のワークから1枚ずつワークを取り出す装置において、取り出すワークの傾きに対応した従来技術として、例えば、特許文献2に開示されたものがある。特許文献2の技術では、最上段検知センサにより積み重ね状態の一番上のワークとしてのカードの高さ位置を位置決めしたうえで、一番上のカードの対向辺を挟み込むように配置された一対の光センサの出力を監視し、一対の光センサの出力が異なるときカードが傾いていると判断し、一対の光センサの出力がともにオフのときカードは水平と判断している。
On the other hand, in a device that picks out workpieces one by one from stacked workpieces, there is, for example, one disclosed in
しかし、特許文献2の技術では、一番上のワークの傾きの有無は検出できるものの、その傾き量までは検出することができないため、一対の光センサの出力がともにオフになるまで基台の上昇、基台の傾き量の調整を繰り返し行わなくてはならず、ワークの傾き補正に時間を要し、ワークの取り出しスピードが低下してしまう。
However, in the technique of
そこで、本発明の課題は、積み重ねられた状態のウエハを上から1枚ずつ取り出すスタッキング装置において、積み重ね状態のウエハの取り出し時にウエハの破損やウエハ表面の痕付きを防止でき、特に、一番上のウエハの傾き補正動作によるウエハの取り出しスピードの低下を抑えられる、ウエハの傾き補正方法およびスタッキング装置を提供することにある。 An object of the present invention, in the stacking device issuing the Ri preparative One not a one from the top wafer of the stacked state, can be prevented with traces of breakage or wafer surface of wafer upon retrieval of the U Fine stacked state, in particular there the reduction in the extraction speed of the wafer due to inclination correction operation of the top wafer suppressed Erareru, to provide a tilt compensation method and stacking apparatus of the wafer.
上記課題のもとに、本発明は、一番上のウエハの傾きを検出し、一番上のウエハの傾きを補正した後、2枚目以降のウエハの取り出し前に、一番上のウエハの傾きにもとづいて2枚目以降の傾き量を比例計算により予め求め、記憶するようにしている。 Based on the above problems, the present invention detects the tilt of the uppermost wafer, corrects the tilt of the uppermost wafer, and then takes out the uppermost wafer before taking out the second and subsequent wafers. Based on the inclination, the amount of inclination for the second and subsequent sheets is obtained in advance by proportional calculation and stored.
本発明の積み重ね状態のウエハの傾き補正方法は、マガジン内の底板に多数のウエハを積み重ね、底板を押し上げユニットで上昇させながら、積み重ね状態の一番上のウエハを吸着パッドにより1枚ずつ取り出すウエハのスタッキング装置において、最初の積み重ね状態における一番上の1枚目のウエハの傾きをX方向およびY方向上の異なる2箇所の位置で傾きセンサユニットにより検出し、コントローラによって、検出した1枚目のウエハの傾きとウエハの基準姿勢とを比較し、その差から最初の傾き量を求め、求めた最初の傾き量に相当する最初の修正信号に基づいてX方向およびY方向のアクチュエータにより前記底板を傾け、1枚目のウエハの傾きを基準姿勢に補正するとともに、2枚目以降のウエハの取り出し前に、前記コントローラによって、最初の積み重ね状態における2枚目以降の各ウエハの傾き量を前記最初の傾き量とウエハの積み重ね量との比例関係から予め求め、求めた2枚目以降の各ウエハの傾き量を記憶しておき、前記吸着パッドにより1枚目のウエハを取り出した後に、一番上となる2枚目以降のウエハの取り出し過程において、一番上となる2枚目以降のウエハの傾き量を読み出し、読み出した傾き量に相当する2枚目以降の修正信号に基づいてX方向およびY方向の前記アクチュエータにより前記底板を傾けて、一番上となる2枚目以降のウエハの傾きを基準姿勢に順次に補正する、ことを特徴としている。 The wafer tilt correction method of the present invention is a wafer in which a number of wafers are stacked on a bottom plate in a magazine, and the bottom plate is lifted by a push-up unit, and the top wafer in a stacked state is picked up one by one with a suction pad. in the stacking apparatus, the first sheet of inclination of the wafer in the top in the initial stack state is detected by the sensor unit slope at the position of the two different points on the X and Y directions, by the controller, one detected It compares the reference posture of the eye wafer inclination and the wafer to obtain the first tilt amount from the difference, based on the first correction signal corresponding to the first tilt amount obtained above by the X-direction and the Y direction of the actuator By tilting the bottom plate, the tilt of the first wafer is corrected to the reference posture, and before the second and subsequent wafers are taken out, the control is performed. By using a roller, an inclination amount of each of the second and subsequent wafers in the first stacked state is obtained in advance from a proportional relationship between the initial inclination amount and the stacked amount of the wafers, and the obtained inclination amounts of the second and subsequent wafers are obtained. After the first wafer is taken out by the suction pad , the tilt amount of the second and subsequent wafers at the top is taken out in the process of taking out the second and subsequent wafers from the top. read, read by the X and Y directions of the actuator based on second and subsequent correction signal corresponding to the amount of inclination tilting the bottom plate, reference the inclination of the second and subsequent wafer to be uppermost position The correction is performed sequentially .
また、本発明のウエハのスタッキング装置は、マガジン内の底板に多数のウエハを積み重ね、底板を押し上げユニットで上昇させながら、積み重ね状態の一番上のウエハを吸着パッドにより1枚ずつ取り出すウエハのスタッキング装置において、最初の積み重ね状態における一番上の1枚目のウエハの傾きをX方向およびY方向上の異なる2箇所の位置で検出する傾きセンサユニットと、ウエハの積み重ね量を検出する検出手段と、前記傾きセンサユニットから1枚目のウエハの傾き、および前記検出手段からのウエハの積み重ね量を入力し、入力した1枚目のウエハの傾きとウエハの基準姿勢とを比較し、その差から最初の傾き量を求めるとともに、2枚目以降のウエハの取り出し前に、最初の積み重ね状態における2枚目以降の各ウエハの傾き量を前記最初の傾き量とウエハの積み重ね量との比例関係から予め求めて記憶し、2枚目以降の各ウエハの傾き量に対応する修正信号を発生するコントローラと、前記底板と前記押し上げユニットとの間に介在し、前記修正信号を入力としてX方向およびY方向のアクチュエータにより前記底板を傾けて、一番上となるウエハの傾きを基準姿勢に補正するゴニオユニットとを有し、前記コントローラは、1枚目のウエハの取り出しに際して、最初の傾き量に相当する最初の修正信号に基づいてX方向およびY方向の前記アクチュエータにより前記底板を傾けて、1枚目のウエハの傾きを基準姿勢に補正するとともに、2枚目以降のウエハの取り出し過程において、一番上となる2枚目以降のウエハの傾き量を読み出し、読み出た2枚目以降のウエハの傾き量に相当する修正信号に基づいてX方向およびY方向の前記アクチュエータにより前記底板を傾けて、一番上となる2枚目以降のウエハの傾きを基準姿勢に順次に補正する、ことを特徴としている。 The wafer stacking apparatus of the present invention stacks a number of wafers on a bottom plate in a magazine, and stacks the wafers one by one with a suction pad while raising the bottom plate by a push-up unit. In the apparatus, an inclination sensor unit for detecting the inclination of the uppermost first wafer in the first stacked state at two different positions in the X direction and the Y direction, and a detecting means for detecting the amount of stacked wafers Then, the tilt of the first wafer from the tilt sensor unit and the stacking amount of the wafer from the detection means are input, the input tilt of the first wafer is compared with the reference posture of the wafer, and Obtain the first tilt amount and before the second and subsequent wafers are taken out, the second and subsequent wafers in the first stacked state. A controller for generating a correction signal corresponding to the tilt amount of each of the second and subsequent wafers, the bottom plate, and the push-up unit, by previously obtaining and storing the tilt amount from the proportional relationship between the first tilt amount and the wafer stack amount A gonio unit interposed between the unit and tilting the bottom plate by an actuator in the X direction and the Y direction with the correction signal as an input, and correcting the tilt of the uppermost wafer to a reference posture, When the controller takes out the first wafer, the controller tilts the bottom plate by the actuators in the X and Y directions based on the first correction signal corresponding to the first tilt amount, and uses the tilt of the first wafer as a reference. In addition to correcting the posture, in the process of taking out the second and subsequent wafers, the tilt amount of the second and subsequent wafers at the top is read, and the read second sheet Tilt the bottom plate by the X and Y directions of the actuator, sequentially corrects the inclination of the second and subsequent wafer to be top reference posture based on the modified signal corresponding to the inclination amount of descending of the wafer , it is characterized a call.
そして、本発明は、上記のウエハのスタッキング装置において、前記傾きセンサユニットは、投光器および受光器からなり、前記の投光器および受光器は、同じ高さ位置に設けられており、一番上の1枚目のウエハの高さを所定の高さ位置に設定するために、積み重ね状態の一番上の1枚目のウエハの高さ位置をX方向上の異なる2箇所およびY方向上の異なる2箇所の位置で測定するとともに、一番上の1枚目のウエハの傾き量を求めるために、X方向上の異なる2箇所で測定した高さの差から一番上の1枚目のウエハのX方向の傾きを検出し、Y方向上の異なる2箇所の位置で測定した高さの差から一番上の1枚目のウエハのY方向の傾きを検出している。
In the wafer stacking apparatus according to the present invention, the tilt sensor unit includes a light projector and a light receiver, and the light projector and the light receiver are provided at the same height position, and the top 1 to set the height of th wafer at a predetermined height position, the lowest height position of the first wafer on the stacked state different on two points and the Y-direction different on the
また、本発明は、上記のウエハのスタッキング装置において、前記傾きセンサユニットの投光器および受光器は、X方向上の異なる2箇所の位置およびY方向上の異なる2箇所の位置にそれぞれ対向状態で設けている。 Further, according to the present invention, in the wafer stacking apparatus described above, the projector and the light receiver of the tilt sensor unit are provided in two opposed positions in the X direction and two different positions in the Y direction, respectively. ing.
さらに、本発明は、上記のウエハのスタッキング装置において、前記傾きセンサユニットの投光器および受光器は、X方向上とY方向上とに一対ずつ対向状態で設けられ、それらをX方向またはY方向へ移動可能とし、異なる2箇所の位置でウエハの傾きを検出している。 Further, according to the present invention, in the wafer stacking apparatus described above, the projector and the light receiver of the tilt sensor unit are provided in a pair of opposing states in the X direction and the Y direction, and they are arranged in the X direction or the Y direction. The wafer can be moved, and the tilt of the wafer is detected at two different positions .
本発明の積み重ね状態のウエハの傾き補正方法およびウエハのスタッキング装置によれば、最初の1枚目、これに続く2枚目以降の一番上のウエハが吸着パッドに対し平面的に平行に保たれるから、複数の吸着パッドを一番上のウエハに対し均一な力で接触させて吸着することができ、これによってウエハを割ったり、ウエハ表面に吸着パッドの痕を残すことなく、ウエハをマガジンから優しく持ち上げて取り出すことができること、また、吸着ヘッドをウエハの傾きに追従させる必要がないから、吸着ヘッドの構造を簡単な構造とすることができること、さらに、ウエハを吸着パッドに対し平面的に平行とすれば、複数の吸着パッドの並び間隔を大きくとることが可能となるので、複数の吸着パッドを広い範囲で均一な力でウエハに接触させることができ、ウエハに局所的な力が作用するのを防止でき、ウエハの破損を防止できるとともに、安定したハンドリングを実現できること、などの効果がある。 According to the stacked wafer tilt correction method and the wafer stacking apparatus of the present invention , the first wafer , and the second and subsequent wafers after the first wafer are kept parallel to the suction pad in a plane. Therefore, a plurality of suction pads can be brought into contact with the top wafer with a uniform force and sucked, so that the wafer can be removed without breaking the wafer or leaving a mark on the wafer surface. It can be lifted gently from the magazine, and the suction head does not need to follow the tilt of the wafer, so that the structure of the suction head can be simplified, and the wafer is planar with respect to the suction pad. Since it is possible to increase the arrangement interval of the plurality of suction pads, the plurality of suction pads can be brought into contact with the wafer with a uniform force over a wide range. Rukoto can, wafer can be prevented from acting local forces, along with damage to the wafer can be prevented, can be realized stable handling, there are effects such as.
特に、本発明の積み重ね状態のウエハの傾き補正方法およびウエハのスタッキング装置によれば、最初に取り出す1枚目のウエハの傾き量を補正した後に、2枚目以降のウエハの傾き量を比例関係から算出し、2枚目以降の一番上の取り出しウエハの傾きを補正するから、2枚目以降の一番上のウエハの取り出し毎に、ウエハの傾きの検出をする必要がなく、ウエハの取り出しスピードの低下を抑えられること、しかも2枚目以降のウエハの取り出し前に、前記2枚目以降の傾き量を予め求め、それらの傾き量を記憶しておくため、2枚目以降のウエハの取り出し、ウエハの傾き補正を一層高速化できる、という特有の効果が得られる。 In particular, according to the stacked wafer tilt correction method and the wafer stacking apparatus of the present invention, after correcting the tilt amount of the first wafer taken out first, the tilt amounts of the second and subsequent wafers are proportionally related. Therefore, it is not necessary to detect the tilt of the wafer every time the second and subsequent top wafers are taken out. can be suppressed to decrease the extraction speed, yet before removal of the second and subsequent wafers, previously determined amount of inclination of the second and subsequent sheets, for storing their inclination amount, the second and subsequent wafers A unique effect is obtained that the speed of the removal of the wafer and the correction of the tilt of the wafer can be further increased .
そして、ウエハのスタッキング装置において、X方向上の異なる2箇所の位置およびY方向上の異なる2箇所の位置で各方向毎に傾きを検出すれば、各方向毎の測定精度がよく、それらの合成方向の傾きも検出できる。 Then, the stacking device of the wafer, lever to detect the tilt in each direction at the position of the two different points on the position and the Y direction of the two different places on the X-direction, good measurement accuracy for each direction, their The inclination in the composition direction can also be detected.
また、ウエハのスタッキング装置において、傾きセンサユニットの投光器および受光器をX方向上の異なる2箇所およびY方向上の異なる2箇所の位置に対向状態で設ければ、X方向の傾きや、Y方向の傾きだけでなく、それらの合成方向の傾きも安定な状態で確実に検出できる。 Further, in the wafer stacking apparatus, if the projector and the light receiver of the tilt sensor unit are provided at two different positions in the X direction and two different positions in the Y direction so as to face each other, the tilt in the X direction and the Y direction It is possible to reliably detect not only the inclination of the angle but also the inclination of the synthesis direction in a stable state.
さらに、ウエハのスタッキング装置において、傾きセンサユニットの投光器および受光器をX方向上とY方向上とに一対ずつ対向状態で設け、それらをX方向またはY方向へ移動可能とすれば、一方向につき一つのセンサユニットでX方向およびY方向の傾きを検出でき、これにより各方向毎に少ない数のセンサでウエハの傾きを検出することができる。 Further, in the wafer stacking apparatus, if a projector and a light receiver of the tilt sensor unit are provided in pairs in the X direction and the Y direction so that they can be moved in the X direction or the Y direction, The tilt in the X direction and the Y direction can be detected with one sensor unit, whereby the tilt of the wafer can be detected with a small number of sensors in each direction.
本発明のウエハのスタッキング装置1は、主として太陽電池用ウエハの検査装置に設けられる。図1に示すとおり、ウエハのスタッキング装置1は、マガジン2内の底板4に一例として正方形のウエハ3を積み重ね、底板4を押し上げユニット5で上昇させながら、積み重ね状態の一番上のウエハ3を吸着パッド7により1枚ずつ取り出すときに用いられる。
The wafer stacking apparatus 1 of the present invention is mainly provided in a solar cell wafer inspection apparatus. As shown in FIG. 1, the wafer stacking apparatus 1 stacks
ウエハのスタッキング装置1のマガジン2は、上面部が開放し、4つの側面の中間位置にスリット28が設けられた立方体形状を有しており、マガジン2の内部には、積み重ねられた状態のウエハ3が載置される底板4が配置されている。底板4は、マガジン2の底を貫通する押し上げユニット5によりマガジン2内を昇降可能に支持されており、積み重ねられた状態のウエハ3が上から順に1枚ずつ吸着ヘッド6の吸着パッド7によって取り出される動作に応じて、押し上げユニット5は、底板4を1枚のウエハ3の厚み分だけ上昇させ、一番上のウエハ3を一定の高さに維持している。
マガジン2の上面開口部には、最初の積み重ね状態における一番上つまり1枚目のウエハ3の傾きを検出するための傾きセンサユニット8,9,10,11が設けられており、それらはウエハ3の基準姿勢としての水平に対する傾き量を検出するために同じ高さ位置に設けられている。これらの傾きセンサユニット8,9,10,11は、透過(投受光)型エリアセンサであり、ウエハ3の直交する一辺の方向をX方向、他辺の方向をY方向とすると、X方向上の異なる2箇所の位置およびY方向上の異なる2箇所の位置において、高さ方向に検出エリアを形成しながら積み重ね状態の1枚目のウエハ3を挟むように対向状態で設けらている。このようにして、ウエハ3の傾き量は、ウエハ3の傾き方向上の異なる2箇所の同じ高さ位置でX方向、Y方向毎に検出される。
The upper opening of the
図2に示すとおり、傾きセンサユニット8,9の投光器8a,9aおよび受光器8b,9bは、光軸をX方向に対し直交するように設けられており、これらは最初の1枚目のウエハ3のX方向の傾き量を求めるのに用いられる。また、傾きセンサユニット10,11の投光器10a,11aおよび受光器10b,11bは、光軸をY方向に対し直交するように設けられており、これらは最初の1枚目のウエハ3のY方向の傾き量を求めるのに用いられる。
As shown in FIG. 2, the
前述のとおり、傾きセンサユニット8,9,10,11は、同じ高さ位置に設けられているから、傾きセンサユニット8,9の受光量が同じであり、かつ、傾きセンサユニット10,11の受光量が同じであれば、1枚目のウエハ3は、X方向およびY方向において傾き量ゼロすなわち水平といえる。このように傾きセンサユニット8,9,10,11の同じ高さは、基準姿勢としての水平に対応している。
As described above, since the
図3において、押し上げユニット5は、底板4を押し上げるために、押し上げ駆動手段27と、底板4をX方向に傾けるゴニオユニット12と、底板4をY方向に傾けるゴニオユニット13とを備えている。押し上げ駆動手段27は、ラックアンドピニオン機構の他に、ウォーム歯車機構や歯付きベルト等によるエレベータ機構により構成される。
In FIG. 3, the push-up
また、ゴニオユニット12,13は、底板4と押し上げ駆動手段27との間に介在しており、後述するコントローラ14からの修正信号を入力として回転するアクチュエータとしてのモータ15,16により駆動され、図示しない内蔵のウォーム歯車機構などを回転させて、底板4をX方向またはY方向に傾斜させる。なお、モータ15,16からゴニオユニット12,13への駆動の伝達は、図示した例では、プーリ17,19,20,22およびベルト18,21により行われるが、モータ15,16は、ゴニオユニット12,13のウォーム歯車機構などの入力部分に直結してもよい。
The
図4に示すとおり、傾きセンサユニット8,9,10,11は、モータ15,16を駆動するコントローラ14に接続されている。また、検出手段26もコントローラ14に接続されている。検出手段26は、ウエハ3の積み重ね量、すなわち積み重ね高さまたは積み重ね枚数を検出するために設けられている。ウエハ3の積み重ね高さは、底板4から一番上のウエハ3の上面に対応しており、高さセンサにより直接的に検出するか、あるいは押し上げユニット5の上昇量を検出する駆動部の回転量センサにより間接的に検出する。また、積み重ね枚数は、ウエハ3の積み重ね高さと1枚当たりの厚みとから計算により求めるか、あるいは最初のウエハ3の積み重ね枚数と取り出し枚数のカウンタのカウント数とから求められる。
As shown in FIG. 4, the
コントローラ14は、傾きセンサユニット8,9,10,11から最初の積み重ね状態における1枚目のウエハ3の傾き、および検出手段26からのウエハ3の積み重ね量としてウエハ3の積み重ね高さまたはウエハ3の積み重ね枚数を入力し、1枚目のウエハ3の最初の傾き補正のために、入力した1枚目のウエハ3の傾きとウエハ3の基準姿勢とを比較し、その差から最初の傾き量に相当する最初の修正信号を発生するとともに、最初の積み重ね状態における2枚目以降の各ウエハ3の取り出し前に、最初の積み重ね状態における2枚目以降の各ウエハ3の傾き量を最初の傾き量とウエハ3の積み重ね量との比例関係から予め算出して求め、求めた2枚目以降の各ウエハ3の傾き量を記憶しておき、2枚目以降のウエハ3の取り出しにあたって、2枚目以降の各ウエハ3の傾き量を読み出し、読み出した傾き量に基づいて一番上のウエハ3に対応する2枚目以降の傾き量に相当する2枚目以降の修正信号を発生する。
The
次に図3〜図5を参照して、スタッキング装置1の動作、すなわちウエハ3の傾きの補正動作について説明する。前記のように、傾きの補正動作は、最初の積み重ね状態における1枚目のウエハ3についてのみ傾きを検出し、検出した傾きと基準姿勢との比較から1枚目のウエハ3の傾きを補正をするが、2枚目以降のウエハ3について傾きを検出せず、1枚目のウエハ3の傾き量とウエハ3の2枚目以降の積み重ね高さまたは2枚目以降の積み重ね枚数との比例関係から2枚目以降のウエハ3の傾き量を算出し、算出した傾き量にもとづいて2枚目以降のウエハ3の傾き量を補正する。
Next, with reference to FIGS. 3 to 5, the operation of the stacking apparatus 1, that is, the operation of correcting the tilt of the
まず、押し上げユニット5は、傾きセンサユニット8,9,10,11の検出エリア外の下方から一定枚数例えば500枚の積み重ね状態のウエハ3を上昇させ、傾きセンサユニット8,9,10,11の全ての受光量に変化が生じたらウエハ3の上昇を停止させる(図3)。このとき、最初の積み重ね状態における一番上すなわち1枚目のウエハ3は、所定の高さ位置に設定される。このように、傾きセンサユニット8,9,10,11は、積み重ね状態のウエハ3の上昇中に停止させ、一番上の1枚目のウエハ3の高さを所定の高さ位置に設定するために、一番上の1枚目のウエハ3の高さを測定するとともに、積み重ね状態のウエハ3の停止時に、一番上の1枚目のウエハ3の傾き量を検出するために、X方向上の異なる2箇所で測定した高さの差から一番上の1枚目のウエハ3のX方向の傾きを検出し、Y方向上の異なる2箇所の位置で測定した高さの差から一番上の1枚目のウエハ3のY方向の傾きを検出する。
First, the push-up
今、ウエハ3のX方向の傾きを補正することを考える。傾きセンサユニット8,9は、最初の積み重ね状態の1枚目のウエハ3の高さ位置をX方向においてそれぞれ検出し、受光量に応じた出力信号をコントローラ14へ出力する。図3に示すとおり、1枚目のウエハ3に傾きがあれば、傾きセンサユニット8,9の受光量に差が生じているから、コントローラ14は、傾きセンサユニット8,9からの2つの出力信号を比較し、受光量の差から1枚目のウエハ3の傾きセンサユニット8,9の位置における高さの差を求め、この差にもとづいて1枚目のウエハ3のX方向における傾き量、すなわちX方向の最初の傾き量を求め、求めた傾き量に相当する最初の修正信号をモータ15へ出力する。モータ15は最初の修正信号を入力として、ゴニオユニット12により底板4を傾けて1枚目のウエハ3のX方向の傾きを補正する(図5)。なお補正後に、傾きセンサユニット8,9の受光量が同一になっているかを確認し、受光量が異なる場合には、再度傾き補正を行ってもよい。
Now, consider correcting the tilt of the
また、Y方向の傾き補正のために、コントローラ14は、傾きセンサユニット10,11からの受光量に応じた出力信号を入力として1枚目のウエハ3のY方向における最初の傾き量を求め、1枚目のウエハ3のY方向の傾きをX方向と同様に補正する。このようなX方向およびY方向の傾き補正によって、ウエハ3の取り出し動作開始前に、1枚目のウエハ3は、基準姿勢として水平に設定される。しかし、2枚目以降のウエハ3は、まだ水平になっているとはいえない。
In order to correct the tilt in the Y direction, the
一般に、マガジン2に積み重ねられる複数枚のウエハ3は、通常同一ロットであり、同一ロットに含まれる個々のウエハ3は、厚さの誤差の向き、量の傾向が同じであることが経験的に知られている。例えば、ある特定のロットに含まれる任意のウエハ3の断面形状が図8に示すような形状である場合、そのロットに含まれる他のウエハ3の断面形状も図8に示す形状であると判断して差し支えない。しかも、一般に、スライスされたウエハ3はスライスされたときの向きを維持したまま積み重ねられている。
In general, the plurality of
そこで、コントローラ14は、2枚目以降のウエハ3の取り出し前に、2枚目以降のウエハ3の傾き補正のために、先に求めた最初の積み重ね状態における1枚目のウエハ3の最初の傾き量と、ウエハ3の積み重ね量との比例関係から2枚目以降の各ウエハ3の傾き量を算出し、算出した各ウエハ3の傾き量を外部の記憶装置25または内蔵の記憶装置に記憶しておき、一番上の1枚目のウエハ3の取り出し後に、一番上となる2枚目以降のウエハ3の取り出し過程において、一番上となるウエハ3に対応する2枚目以降のウエハ3の傾き量に相当する2枚目以降の修正信号を読み出し、読み出た2枚目以降の修正信号に基づいてX方向のモータ15あるいはY方向のモータ16または双方のモータ15,16へ出力できる状態としている。
Therefore, the
前記の比例関係とは、具体的には以下の比例計算の関係をいう。今、ウエハ3が最初にN枚積み重ねられており、そのときの最初の積み重ね状態における一番上の1枚目のウエハ3の最初の傾き量αであると仮定したとき、上からn枚目に取り出すウエハ3の傾き量αnは、αn=〔α×(N+1−n)〕/Nにより求められる。
The above proportional relationship specifically refers to the following proportional calculation relationship. Now, assuming that the number of
コントローラ14は、上記式の計算のために、1枚目のウエハ3の最初の傾き量を外部の記憶装置25または内蔵の記憶装置に記憶しており、2枚目以降のウエハ3の取り出し前、例えば1枚目のウエハ3の取り出し動作を開始する前に、1枚目のウエハ3の最初の傾き量を求めた時点で、最初の傾き量を読み出し、2枚目以降の傾き量も予め上記式の計算により求め、求めた2枚目以降の傾き量を外部の記憶装置25または内蔵の記憶装置に記憶しておき、これらの2枚目以降の傾き量に相当する2枚目以降の修正信号によるモータ15,16の駆動に備える。
The
2枚目以降のウエハ3の傾き量は、積み重ね枚数の減少にともなって、次第に小さくなり、残り1枚のウエハ3となると、ウエハ3の1枚分の傾き量となる。したがって、最後の1枚の取り出し時、すなわち底板4が最上位置にある時、底板4の傾きは、X方向、Y方向ともにほぼ水平に近い状態となる。
The inclination amount of the second and
2枚目以降のウエハ3の取り出し動作が開始されると、コントローラ14は、2枚目以降のウエハ3の取り出し過程において、一番上に位置する2枚目以降のウエハ3の傾き量を記憶装置25から読み出し、読み出した傾き量に対応する2枚目以降の修正信号に基づいてX方向およびY方向のモータ15,16を回転させ、各方向のゴニオユニット12,13を駆動し、底板4を傾けて一番上のウエハ3、すなわち取り出そうとする一番上に位置する2枚目以降のウエハ3のX方向およびY方向の傾きを補正する。
When the second and
なお、2枚目以降のウエハ3の傾き補正は、1枚取り出す毎に行うか、あるいは吸着パッド7による取り出し動作に悪影響を与えない限りにおいて、複数枚取り出す毎に行ってもよい。
The inclination correction of the second and
以上の図1〜図5に示した例において、傾きセンサユニット8,9,10,11の投光器23a,24aおよび受光器23b,24bは、X方向上の異なる2箇所の位置およびY方向上の異なる2箇所の位置に設けられるが、傾きセンサユニット23,24の投光器23a,23bおよび受光器24a,24bは、図6のように、X方向上とY方向上とに一対ずつ対向状態で設け、それらを測定時にX方向またはY方向へ移動可能に構成してもよい。
In the example shown in FIGS. 1 to 5 above, the
図6において、傾きセンサユニット23の一対の投光器23aおよび受光器23bは、図示しない直動アクチュエータ、案内ロッド、または案内ロッドと送りねじなどとの組み合わせ手段により、X方向へ水平移動可能に設けられている。同様に、傾きセンサユニット24の一対の投光器24aおよび受光器24bも、Y方向へ水平移動可能に設けられている。なお、傾きセンサユニット23,24以外の構成は、図1〜図5に示した例と同様の構成とする。
6, a pair of
図6において、例えば、積み重ね状態の一番上のウエハ3のX方向の傾きを検出する場合、まず、傾きセンサユニット23は、X方向の任意の位置で積み重ね状態の一番上のウエハ3の高さ位置を検出し、出力信号を図示しないコントローラ14へ出力し、コントローラに14にその位置での出力レベルを記憶させる。次に、傾きセンサユニット23は、図示しない直動アクチュエータなどにより所定の距離だけX方向に移動させられ、移動後の位置において一番上のウエハ3の高さ位置を検出し、出力信号をコントローラ14へ出力し、その位置での出力レベルを記憶させる。このような移動前後の2回の測定後に、コントローラ14は、移動前後の出力レベルの差から、移動前後の位置での一番上のウエハ3の高さの差を求め、この差から一番上のウエハ3のX方向の傾き量を求める。同様に、コントローラ14は、Y方向についてもウエハ3の傾き量を求め、それら傾き量に基づいて、前記例と同様に、ゴニオユニット12,13により底板4を傾けて1枚目のウエハ3の傾きを補正する。
In FIG. 6, for example, when detecting the tilt in the X direction of the
このように、本発明は、最初の1枚目のウエハ3についてのみ傾きセンサユニット8,9,10,11,23,24によって傾きを検出し、底板4の傾きを補正しているが、2枚目以降のウエハ3については、傾きセンサユニット8,9,10,11,23,24を用いずに、ウエハ3の厚さの誤差の傾向から最初の傾き量とウエハ3の傾き量との比例関係すなわち比例計算によって傾きを求め、2枚目以降のウエハ3の傾きを補正を速やかに行えるようにしている。
As described above, according to the present invention, only the first
本発明は、太陽電池用のウエハのみならず、その他の用途のウエハにも適用できる。 The present invention can be applied not only to wafers for solar cells but also to wafers for other purposes.
1 ウエハのスタッキング装置
2 マガジン
3 ウエハ
4 底板
5 押し上げユニット
6 吸着ヘッド
7 吸着パッド
8 傾きセンサユニット 8a 投光器 8b 受光器
9 傾きセンサユニット 9a 投光器 9b 受光器
10 傾きセンサユニット 10a 投光器 10b 受光器
11 傾きセンサユニット 11a 投光器 11b 受光器
12 ゴニオユニット
13 ゴニオユニット
14 コントローラ
15 モータ
16 モータ
17 プーリ
18 ベルト
19 プーリ
20 プーリ
21 ベルト
22 プーリ
23 傾きセンサユニット 23a 投光器 23b 受光器
24 傾きセンサユニット 24a 投光器 24b 受光器
25 記憶装置
26 検出手段
27 押し上げ駆動手段
28 スリット
100 マガジン
101 スリット
102 ウエハ
103 底板
104 押し上げユニット
105 吸着パッド
106 ウエハ
107 吸着ヘッド
1
Claims (5)
最初の積み重ね状態における一番上の1枚目のウエハの傾きをX方向およびY方向上の異なる2箇所の位置で傾きセンサユニットにより検出し、コントローラによって、検出した1枚目のウエハの傾きとウエハの基準姿勢とを比較し、その差から最初の傾き量を求め、求めた最初の傾き量に相当する最初の修正信号に基づいてX方向およびY方向のアクチュエータにより前記底板を傾けて、1枚目のウエハの傾きを基準姿勢に補正するとともに、2枚目以降のウエハの取り出し前に、前記コントローラによって、最初の積み重ね状態における2枚目以降の各ウエハの傾き量を前記最初の傾き量とウエハの積み重ね量との比例関係から予め求め、求めた2枚目以降の各ウエハの傾き量を記憶しておき、前記吸着パッドにより1枚目のウエハを取り出した後に、一番上となる2枚目以降のウエハの取り出し過程において、一番上となる2枚目以降のウエハの傾き量を読み出し、読み出した傾き量に相当する2枚目以降の修正信号に基づいてX方向およびY方向の前記アクチュエータにより前記底板を傾けて、一番上となる2枚目以降のウエハの傾きを基準姿勢に順次に補正する、ことを特徴とする積み重ね状態のウエハの傾き補正方法。 In a wafer stacking apparatus in which a large number of wafers are stacked on a bottom plate in a magazine, and the bottom plate is lifted by a lifting unit, and the top wafer in a stacked state is picked up one by one with a suction pad.
The top of the first sheet of the inclination of the wafer is detected by the sensor unit slope at the position of the two different points on the X and Y directions, by the controller, the inclination of the first wafer has been detected in the initial stack state and compared with the reference posture of the wafer to obtain the first tilt amount from the difference, the first based on the first correction signal corresponding to the inclination amount in the X direction and the Y-direction actuator calculated by tilting the bottom plate, It is corrected to the reference orientation of the inclination of the first wafer, before removal of the second and subsequent wafers, by the controller, the initial slope of the inclination amount of each wafer in the second and subsequent sheets in the first stack state The amount of inclination of each of the second and subsequent wafers is stored in advance from the proportional relationship between the amount and the stacked amount of wafers, and the first wafer is removed by the suction pad. In the process of taking out the second and subsequent wafers from the top , the tilt amount of the second and subsequent wafers from the top is read out, and the second and subsequent wafers corresponding to the read tilt amount are read out. tilt the bottom plate by the X and Y directions of the actuator based on the modified signal, sequentially correct the inclination of the top and consisting of two subsequent wafer to the reference position, the stacked state, characterized in that Wafer tilt correction method.
最初の積み重ね状態における一番上の1枚目のウエハの傾きを傾き方向上の異なる2箇所の同じ高さ位置で検出する傾きセンサユニットと、ウエハの積み重ね量を検出する検出手段と、前記傾きセンサユニットから1枚目のウエハの傾き、および前記検出手段からのウエハの積み重ね量を入力し、入力した1枚目のウエハの傾きとウエハの基準姿勢とを比較し、その差から最初の傾き量を求めるとともに、2枚目以降のウエハの取り出し前に、最初の積み重ね状態における2枚目以降の各ウエハの傾き量を前記最初の傾き量とウエハの積み重ね量との比例関係から予め求めて記憶し、2枚目以降の各ウエハの傾き量に対応する修正信号を発生するコントローラと、前記底板と前記押し上げユニットとの間に介在し、前記修正信号を入力としてX方向およびY方向のアクチュエータにより前記底板を傾けて、一番上となるウエハの傾きを基準姿勢に補正するゴニオユニットとを有し、
前記コントローラは、1枚目のウエハの取り出しにあたって、最初の傾き量に相当する最初の修正信号に基づいてX方向およびY方向の前記アクチュエータにより前記底板を傾けて、1枚目のウエハの傾きを基準姿勢に補正するとともに、2枚目以降のウエハの取り出し過程において、一番上となる2枚目以降のウエハの傾き量を読み出し、読み出た2枚目以降のウエハの傾き量に相当する修正信号に基づいてX方向およびY方向の前記アクチュエータにより前記底板を傾けて、一番上となる2枚目以降のウエハの傾きを基準姿勢に順次に補正する、ことを特徴とするウエハのスタッキング装置。 In a wafer stacking apparatus in which a large number of wafers are stacked on a bottom plate in a magazine, and the bottom plate is lifted by a lifting unit, and the top wafer in a stacked state is picked up one by one with a suction pad.
A tilt sensor unit that detects the tilt of the first wafer in the first stacking state at two different height positions in the tilt direction, a detection unit that detects the stacking amount of the wafer, and the tilt Input the tilt of the first wafer from the sensor unit and the stacking amount of the wafer from the detection means, compare the input tilt of the first wafer with the reference orientation of the wafer, and calculate the first tilt from the difference. In addition, the amount of inclination of each of the second and subsequent wafers in the first stacked state is obtained in advance from the proportional relationship between the amount of initial inclination and the amount of stacked wafers before the second and subsequent wafers are taken out. And a controller that generates a correction signal corresponding to the tilt amount of each of the second and subsequent wafers, and is interposed between the bottom plate and the push-up unit, and receives the correction signal as an input. Tilt the bottom plate by the direction and the Y direction of the actuator, and a goniometer unit for correcting the reference posture the inclination of the top and comprising a wafer,
When removing the first wafer, the controller tilts the bottom plate by the actuators in the X and Y directions based on the first correction signal corresponding to the first tilt amount, thereby tilting the first wafer. In addition to correcting to the reference posture, in the process of taking out the second and subsequent wafers, the tilt amount of the second and subsequent wafers as the top is read, and corresponds to the read tilt amount of the second and subsequent wafers. tilt the bottom plate by the X and Y directions of the actuator based on the modified signal, the second and subsequent wafer to be uppermost tilt sequentially corrects the reference attitude, the wafer characterized by the this Stacking device.
The tilt sensor unit includes a projector and a light receiver. The projector and the light receiver are provided at the same height position, and the height of the uppermost first wafer is set to a predetermined height position. to set, with measured at the top first sheet height position the two positions different on two points and the Y-direction different on the X-direction of the wafer stacked state, one top to determine the amount of tilting of the eyes of the wafer, it detects the first sheet in the X direction of inclination of the wafer on the top from the difference in height measured at two different locations on the X-direction, different on Y direction 2 you detecting the inclination in the Y direction of the first wafer on the top from the difference in height measured at the position of the point, the wafer stacking apparatus according to claim 2, characterized in that.
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