JP6032888B2

JP6032888B2 - Stacked wafer tilt correction method and wafer stacking apparatus

Info

Publication number: JP6032888B2
Application number: JP2011273039A
Authority: JP
Inventors: 洋司柳田; 進村岡
Original assignee: Komatsu NTC Ltd
Current assignee: Komatsu NTC Ltd
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: JP2013125811A

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 magazine 100 of the stacking apparatus of the wafer inspection apparatus has a cubic shape in which an upper surface portion is opened and a slit 101 is provided at an intermediate position between the four side surfaces. A bottom plate 103 for placing the stacked wafers 102 is disposed. The bottom plate 103 can be moved up and down in the magazine 100 by a push-up unit 104 penetrating the bottom of the magazine 100. The stacked wafers 102 are picked up by a take-out device (not shown) one by one in order from the top. When taken out by the suction pad 105 of the head 107, the push-up unit 104 raises the bottom plate 103 by the thickness of one wafer 102 in accordance with the take-out operation.

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 wafer 106 sliced by a specific wire saw device is gradually changed from a thin state to a thick state from one side of the wafer 106 to the opposite side. There is a difference in thickness of about 20 μm between one end and the other end. Further, this difference in thickness may occur in two directions on the plane of the wafer 106. It is empirically known that the same difference in thickness occurs in all the wafers included in the lot for the same lot.

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 wafer 106, since the stacked while maintaining the orientation when sliced, for example, when the wafer 106 stacking 500 sheets, as shown in FIG. 9, the difference of the thickness are accumulated, the bottom plate 103 Even when the wafer 106 is horizontal, there is a difference of as much as 10 mm between the height position of one end and the height position of the other end in the tilt direction, so that the wafer 106 on the top is It will be greatly inclined. If the uppermost wafer 106 is tilted, the conventional suction head 107 does not allow the plurality of suction pads 105 to contact the wafer 106 at the same time with a uniform force. 106 could not be adsorbed and lifted.

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 suction head 107 can follow the tilt of the wafer 106 with a swingable structure, in this case, the first suction pad 105 that contacts the wafer 106 is pressed against the wafer 106. A local force acts on 106 , causing a problem that the wafer 106 that is thin and easily broken is damaged, or a mark of the suction pad 105 remains on the surface of the wafer 106.

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 Patent Document 2 as a conventional technique corresponding to the tilt of the workpiece to be taken out. In the technique of Patent Document 2, after positioning the height position of the card as the uppermost workpiece in the stacked state by the uppermost detection sensor, a pair of the cards arranged so as to sandwich the opposite sides of the uppermost card. The outputs of the optical sensors are monitored, and it is determined that the card is tilted when the outputs of the pair of optical sensors are different, and the cards are determined to be horizontal when the outputs of the pair of optical sensors are both off.

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 Patent Document 2, although the presence or absence of the tilt of the uppermost workpiece can be detected, the tilt amount cannot be detected. Therefore, until the outputs of the pair of optical sensors are both turned off, Ascending and adjusting the tilt amount of the base must be repeated, and it takes time to correct the tilt of the workpiece, and the workpiece pick-up speed decreases.

特開平６−３２１３７１号公報JP-A-6-321371 特開平１１−１１６９２号公報JP-A-11-11692

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 X-direction 2 as well as measured at the point, in order to determine the amount of tilting of the first wafer at the top, the top first wafer from the difference in height measured at two different locations on the X-direction The tilt in the X direction is detected, and the tilt in the Y direction of the top first wafer is detected from the difference in height measured at two different positions in the Y direction.

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の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the stacking apparatus of the wafer of this invention. 本発明のウエハのスタッキング装置の平面図である。It is a top view of the stacking apparatus of the wafer of the present invention. 図２におけるＡ−Ａ断面矢視図であり、傾き補正前の状態を示す。It is an AA cross-sectional arrow view in FIG. 2, and shows the state before inclination correction. 本発明のウエハのスタッキング装置の構成を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the structure of the stacking apparatus of the wafer of this invention. 図２におけるＡ−Ａ断面矢視図であり、傾き補正後の状態を示す。It is an AA cross-sectional arrow view in FIG. 2, and shows the state after inclination correction. 本発明の他の実施例のスタッキング装置であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその部分側面断面図である。It is the stacking apparatus of the other Example of this invention, (a) is the top view, (b) is the partial side surface sectional drawing. 従来技術のウエハのスタッキング装置の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the stacking apparatus of the prior art wafer. ウエハの断面図である。It is sectional drawing of a wafer. 従来技術のウエハのスタッキング装置の側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of a conventional wafer stacking apparatus.

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 square wafers 3 as an example on a bottom plate 4 in a magazine 2, and pushes the bottom plate 4 up by a push-up unit 5, and moves the top wafer 3 in a stacked state. It is used when taking out one sheet at a time by the suction pad 7.

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。 State magazine 2 of the wafer stacking device 1 has an upper surface portion is opened, has a standing side body shape slit 28 in the middle position of the four side surfaces is provided, inside the magazine 2, stacked A bottom plate 4 on which the wafer 3 is placed is disposed. The bottom plate 4 is supported by a push-up unit 5 penetrating the bottom of the magazine 2 so that the inside of the magazine 2 can be moved up and down. The stacked wafers 3 are taken out one by one from the top by the suction pads 7 of the suction head 6. In accordance with the operation performed, the push-up unit 5 raises the bottom plate 4 by the thickness of one wafer 3 and maintains the uppermost wafer 3 at a constant height.

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 magazine 2 is provided with tilt sensor units 8, 9, 10, 11 for detecting the tilt of the top, that is, the first wafer 3 in the first stacked state. 3 is provided at the same height position in order to detect the amount of inclination relative to the horizontal as the reference posture. These tilt sensor units 8, 9, 10, and 11 are transmissive (light emitting / receiving) type area sensors. If the direction of one side perpendicular to the wafer 3 is the X direction and the direction of the other side is the Y direction, And two different positions in the Y direction are provided facing each other so as to sandwich the first wafer 3 in a stacked state while forming detection areas in the height direction. In this manner, the tilt amount of the wafer 3 is detected for each of the X direction and the Y direction at two different heights on the tilt direction of the wafer 3.

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 light projectors 8a and 9a and the light receivers 8b and 9b of the inclination sensor units 8 and 9 are provided so that the optical axis is orthogonal to the X direction, and these are the first wafer. 3 is used to determine the amount of inclination in the X direction. The light projectors 10a and 11a and the light receivers 10b and 11b of the inclination sensor units 10 and 11 are provided so that the optical axis is orthogonal to the Y direction, and these are the Y direction of the first first wafer 3. It is used to determine the amount of inclination of.

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 tilt sensor units 8, 9, 10, and 11 are provided at the same height position, the received light amounts of the tilt sensor units 8 and 9 are the same, and the tilt sensor units 10 and 11 If the amount of received light is the same, the first wafer 3 can be said to have zero inclination, that is, horizontal in the X and Y directions. Thus, the same height of the tilt sensor units 8, 9, 10, and 11 corresponds to the horizontal as the reference posture.

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 unit 5 includes push-up drive means 27, a goniometer unit 12 that tilts the bottom plate 4 in the X direction, and a goniometer unit 13 that tilts the bottom plate 4 in the Y direction in order to push up the bottom plate 4. The push-up drive means 27 is configured by an elevator mechanism such as a worm gear mechanism or a toothed belt in addition to the rack and pinion mechanism.

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 gonio units 12 and 13 are interposed between the bottom plate 4 and the push-up drive means 27, and are driven by motors 15 and 16 as actuators that rotate by receiving a correction signal from the controller 14 described later. A built-in worm gear mechanism or the like that is not rotated is rotated to incline the bottom plate 4 in the X or Y direction. In the illustrated example, drive transmission from the motors 15 and 16 to the gonio units 12 and 13 is performed by pulleys 17, 19, 20, and 22 and belts 18 and 21, but the motors 15 and 16 are gonio units. You may connect directly to input parts, such as a 12 and 13 worm gear mechanism.

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 tilt sensor units 8, 9, 10, and 11 are connected to a controller 14 that drives motors 15 and 16. The detecting means 26 is also connected to the controller 14. The detection means 26 is provided for detecting the stacking amount of the wafers 3, that is, the stacking height or the number of stacked sheets. The stacking height of the wafers 3 corresponds to the upper surface of the uppermost wafer 3 from the bottom plate 4 and is detected directly by the height sensor or the rotation of the driving unit for detecting the rising amount of the push-up unit 5. It is detected indirectly by a quantity sensor. Further, the number of stacked sheets can be obtained by calculation from the stacked height of the wafers 3 and the thickness per sheet, or can be determined from the number of stacked first wafers 3 and the count of the counter for the number of removed sheets.

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 controller 14 determines the tilt of the first wafer 3 in the initial stack state from the tilt sensor units 8, 9, 10, and 11, and the stack height of the wafer 3 or the wafer 3 as the stack amount of the wafer 3 from the detection means 26. In order to correct the initial tilt of the first wafer 3, the input tilt of the first wafer 3 is compared with the reference posture of the wafer 3, and the initial tilt amount is calculated based on the difference. Is generated , and before the second and subsequent wafers 3 in the first stacked state are taken out, the inclination amount of each of the second and subsequent wafers 3 in the first stacked state is determined as the first inclination signal. The amount of inclination of each of the second and subsequent wafers 3 is stored in advance from the proportional relationship between the amount of the wafers 3 and the amount of stacked wafers 3. Therefore, the inclination amounts of the second and subsequent wafers 3 are read out, and correction signals for the second and subsequent wafers corresponding to the inclination amounts of the second and subsequent wafers corresponding to the uppermost wafer 3 are read based on the read inclination amount. Occur.

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 wafer 3 will be described. As described above, the tilt correction operation detects the tilt of only the first wafer 3 in the first stacked state, and corrects the tilt of the first wafer 3 by comparing the detected tilt with the reference posture. However, the inclination of the second and subsequent wafers 3 is not detected, and the proportional relationship between the inclination amount of the first wafer 3 and the stacking height of the second and subsequent wafers 3 or the stacking number of the second and subsequent wafers 3 from calculating the amount of tilting of the second and subsequent wafers 3, based on the calculated inclination amount you correct the inclination of the second and subsequent wafers 3.

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 unit 5 raises a predetermined number of, for example, 500 stacked wafers 3 from below the detection area of the tilt sensor units 8, 9, 10, 11, and the tilt sensor units 8, 9, 10, 11 When all the received light amounts change, the ascent of the wafer 3 is stopped (FIG. 3). At this time, the top, that is, the first wafer 3 in the first stacked state is set at a predetermined height position. In this way, the tilt sensor units 8, 9, 10, and 11 are stopped while the stacked wafers 3 are raised, and the height of the uppermost first wafer 3 is set to a predetermined height position. Therefore, in order to measure the height of the uppermost first wafer 3 and detect the tilt amount of the uppermost first wafer 3 when the stacked wafers 3 are stopped, X From the difference in height measured at two different locations in the direction, the X direction inclination of the uppermost first wafer 3 is detected, and from the difference in height measured at two different locations in the Y direction. The inclination of the uppermost first wafer 3 in the Y direction is detected.

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 wafer 3 in the X direction. The tilt sensor units 8 and 9 detect the height position of the first wafer 3 in the first stacked state in the X direction, and output an output signal corresponding to the amount of received light to the controller 14. As shown in FIG. 3, if the first wafer 3 is tilted, there is a difference in the amount of light received by the tilt sensor units 8, 9, so the controller 14 outputs two outputs from the tilt sensor units 8, 9. The signals are compared, the difference in height at the position of the tilt sensor unit 8 , 9 of the first wafer 3 is obtained from the difference in the amount of received light, and the tilt amount in the X direction of the first wafer 3 is based on this difference. That is, the first inclination amount in the X direction is obtained, and the first correction signal corresponding to the obtained inclination amount is output to the motor 15. The motor 15 receives the first correction signal as input , and tilts the bottom plate 4 by the gonio unit 12 to correct the tilt of the first wafer 3 in the X direction (FIG. 5). After the correction, it is confirmed whether the received light amounts of the inclination sensor units 8 and 9 are the same. If the received light amounts are different, the inclination correction may be performed again.

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 controller 14 receives an output signal corresponding to the amount of light received from the tilt sensor units 10 and 11 and obtains the initial tilt amount in the Y direction of the first wafer 3. The tilt in the Y direction of the first wafer 3 is corrected in the same manner as in the X direction. By such inclination correction in the X direction and the Y direction , the first wafer 3 is set horizontally as a reference posture before the start of the wafer 3 take-out operation. However, it cannot be said that the second and subsequent wafers 3 are still horizontal.

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 wafers 3 stacked in the magazine 2 are usually the same lot, and it is empirically found that the individual wafers 3 included in the same lot have the same thickness error direction and the same amount tendency. Are known. For example, if the cross-sectional shape of an arbitrary wafer 3 included in a specific lot is a shape as shown in FIG. 8, it is determined that the cross-sectional shapes of other wafers 3 included in that lot are also the shape shown in FIG. There is no problem. Moreover, generally, the sliced wafers 3 are stacked while maintaining the orientation when sliced.

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 controller 14, the second sheet prior to removal for subsequent wafer 3, for inclination correction of the second or subsequent wafer 3, The first first wafer 3 in the initial stack state previously determined the inclination of, and calculates the inclination amount of each wafer 3 proportional relationship to these second and subsequent the stacking amount of the wafer 3, the calculated inclination amount external storage device 25 or built-in storage device of each wafer 3 And the second wafer corresponding to the uppermost wafer 3 in the process of removing the second uppermost wafer 3 after the uppermost first wafer 3 is taken out. Subsequent correction signals corresponding to the tilt amount of the wafer 3 are read out, and the X direction motor 15 or the Y direction motor 16 or both motors 15, based on the read correction signals after the second sheet , It is ready to be output to 16

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 wafers 3 is initially stacked N, and the initial inclination amount α of the uppermost first wafer 3 in the initial stacked state at that time is n, the nth sheet from the top. The inclination amount αn of the wafer 3 taken out is obtained by αn = [α × (N + 1−n)] / N.

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 controller 14 stores the first tilt amount of the first wafer 3 in the external storage device 25 or the built-in storage device for calculation of the above formula, and before the second and subsequent wafers 3 are taken out. , for example, before starting the extraction operation of the first wafer 3, at the time of obtaining the initial slope of the first wafer 3, reads out the first tilt amount in advance also the inclination of the second and subsequent sheets The inclination amount after the second sheet obtained by the calculation of the above formula is stored in the external storage device 25 or the built-in storage device, and the second and subsequent sheets corresponding to the inclination amount after the second sheet are stored . by the correction signal provided to the drive of it makes the chromophore at the distal end over data 15, 16.

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 subsequent wafers 3 gradually decreases as the number of stacked sheets decreases, and when the remaining one wafer 3 is reached, the inclination amount of one wafer 3 is obtained. Therefore, when the last sheet is taken out, that is, when the bottom plate 4 is at the uppermost position, the inclination of the bottom plate 4 is almost horizontal in both the X direction and the Y direction.

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 subsequent wafers 3 are taken out, the controller 14 stores the tilt amount of the second and subsequent wafers 3 positioned at the top in the process of taking out the second and subsequent wafers 3. read from the device 25, rotates the X direction and the Y direction of the motor 15, 16 on the basis of the second and subsequent correction signal corresponding to the amount of the read gradient, and driving each direction of the goniometer unit 12, the bottom plate 4 is tilted to correct the X- and Y-direction tilts of the uppermost wafer 3, that is, the second and subsequent wafers 3 positioned at the top to be taken out.

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 subsequent wafers 3 may be performed every time one is taken out or every time a plurality of wafers are taken out as long as the picking pad 7 does not adversely affect the taking-out operation.

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 projectors 23a, 24a and the light receivers 23b, 24b of the inclination sensor units 8, 9, 10, 11 are located at two different positions in the X direction and in the Y direction. As shown in FIG. 6 , the projectors 23a and 23b and the light receivers 24a and 24b of the inclination sensor units 23 and 24 are provided so as to be opposed to each other in the X direction and the Y direction, respectively. They may be configured to be movable in the X direction or the Y direction during measurement.

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 projectors 23a and light receiver 23b of the tilt sensor unit 23, linear actuator, not shown, guide rods or Ri by the combining means such as a guide rod and the feed screw, horizontally movable in the X direction, Is provided. Similarly, the pair of light projectors 24a and light receivers 24b of the tilt sensor unit 24 are also provided so as to be horizontally movable in the Y direction. The configuration other than the tilt sensor units 23 and 24 is the same as the configuration shown in FIGS.

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 uppermost wafer 3 in the stacked state, the tilt sensor unit 23 first detects the uppermost wafer 3 in the stacked state at an arbitrary position in the X direction. The height position is detected, an output signal is output to the controller 14 (not shown), and the controller 14 stores the output level at that position. Next, the tilt sensor unit 23 is moved in the X direction by a predetermined distance by a linear actuator or the like (not shown), detects the height position of the uppermost wafer 3 at the moved position, and outputs an output signal to the controller. 14 and store the output level at that position. After such two measurements before and after the movement, the controller 14 obtains the difference in height of the uppermost wafer 3 at the position before and after the movement from the difference in output level before and after the movement. The amount of inclination of the upper wafer 3 in the X direction is obtained. Similarly, the controller 14 also obtains the amount of tilt of the wafer 3 in the Y direction, and based on the amount of tilt, the bottom plate 4 is tilted by the gonio units 12 and 13 and the first wafer 3 is Correct the tilt.

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 first wafer 3 is detected by the tilt sensor units 8, 9, 10, 11, 23, 24 to correct the tilt of the bottom plate 4. For the first and subsequent wafers 3, without using the tilt sensor units 8, 9, 10, 11, 23, 24, the initial tilt amount and the tilt amount of the wafer 3 are determined from the tendency of the thickness error of the wafer 3. The inclination is obtained by a proportional relationship, that is, proportional calculation, so that the inclination of the second and subsequent wafers 3 can be corrected quickly.

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 Wafer Stacking Device 2 Magazine 3 Wafer 4 Bottom Plate 5 Push-up Unit 6 Suction Head 7 Suction Pad 8 Tilt Sensor Unit 8a Light Emitter 8b Light Receiver 9 Tilt Sensor Unit 9a Light Emitter 9b Light Receiver 10 Tilt Sensor Unit 10a Light Emitter 10b Light Receiver 11 Tilt Sensor 11 Unit 11a Projector 11b Receiver 12 Goniometer unit 13 Goniometer unit 14 Controller 15 Motor 16 Motor 17 Pulley 18 Belt 19 Pulley 20 Pulley 21 Belt 22 Pulley 23 Tilt sensor unit 23a Emitter 23b Light receiver 24 Tilt sensor unit 24a Emitter 24b Light receiver 25 Memory Device 26 Detection means 27 Push-up drive means 28 Slit 100 Magazine 101 Slit 102 Wafer 103 Bottom plate 104 Push-up unit 105 Wear pads 106 wafer 107 suction head

Claims

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.

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.

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方向の傾きを検出する、ことを特徴とする請求項２に記載のウエハのスタッキング装置。
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.

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られる、ことを特徴とする請求項３に記載のウエハのスタッキング装置。 The emitter and receiver tilt sensor unit according to claim 3 which is provided in each of opposite state to the position of the two different points on the position and the Y direction of the two different places on the X-direction, it is characterized in the wafer Stacking device.

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することを特徴とする請求項３に記載のウエハのスタッキング装置。 The projector and light receiver of the tilt sensor unit are provided in a pair facing each other in the X direction and the Y direction, and can be moved in the X direction or the Y direction so that the wafer tilts at two different positions. 4. The wafer stacking apparatus according to claim 3 , wherein the wafer stacking apparatus detects the wafer.