JP2013125811A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】
積み重ねられた状態のウエハから１枚ずつウエハを取り出す場合、取り出すウエハが吸着パッドに対し傾いていても、ウエハを破損したりウエハ表面に痕を付けることなくウエハを取り出せるようにする。
【解決手段】
マガジン２内の底板４にウエハ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枚ずつ取り出すウエハ３のスタッキング装置１において、最初の積み重ね状態における１枚目のウエハ３の傾き量を傾きセンサユニット８，９，１０，１１によって検出し、１枚目のウエハの傾きを補正するとともに、２枚目以降のウエハ３については、１枚目のウエハ３の傾き量と２枚目以降のウエハ３の積み重ね量との比例関係から傾き量を算出し、傾き補正する。
【選択図】図１

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。

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。

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内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をウエハ１０２の厚み分だけ上昇させる。

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。この特許文献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。

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。

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、一番上にあるウエハでは、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。

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。

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。

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。

特開平６−３２１３７１号公報 特開平１１−１１６９２号公報

そこで、本発明の課題は、積み重ねられた状態のウエハから１枚ずつウエハを取り出すスタッキング装置において、積み重ね状態の一番上のウエハの傾きを補正し、ウエハの取り出し時にウエハが破損したりウエハ表面が痕付くことを防止するとともに、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。

上記課題のもとに、請求項１の発明は、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１枚目のウエハの傾きを傾きセンサユニットによって検出し、検出した前記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底板を傾けて、前記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、前記最初の傾き量とウエハの２枚目以降の積み重ね量との比例関係から２枚目以降の傾き量を算出し、２枚目以降のウエハの取り出しにあたって、一番上のウエハに対応する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底板を傾けて、一番上のウエハの傾きを基準姿勢に補正することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、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、記憶しておくことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、２枚目以降のウエハの取り出し毎に、前記２枚目以降の傾き量を求めることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、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１枚目のウエハの傾きを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前記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、入力した前記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を発生するとともに、２枚目以降のウエハの取り出しのために、前記最初の傾き量とウエハの２枚目以降の積み重ね量との比例関係から２枚目以降の傾き量を算出し、２枚目以降のウエハの取り出しにあたって、一番上のウエハに対応する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、前記最初の修正信号および２枚目以降の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、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することを特徴とする。

請求項５の発明は、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、ウエハの取り出し動作時に一番上のウエハの傾きを検出する傾きセンサユニットと、前記傾きセンサユニットから一番上のウエハの傾きを入力し、入力した一番上のウエハの傾きとウエハの基準姿勢とを比較し、その差から一番上のウエハの傾き量に相当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、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することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項４または請求項５の発明において、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、前記傾きセンサユニットは、積み重ね状態の一番上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箇所の位置で測定し、Ｘ方向上の異なる２箇所で測定した光量の差から一番上のウエハのＸ方向の傾き量を求め、Ｙ方向上の異なる２箇所の位置で測定した光量の差から一番上のウエハのＹ方向の傾き量を求めることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６の発明において、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られることを特徴とする。

そして請求項８の発明は、請求項６の発明において、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することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、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、特に、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枚目以降のウエハについて、取り出すウエハ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ることが可能となる。

請求項２の発明によれば、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、記憶しておくことによって、取り出しウエハの傾き補正を一層高速化できる。

請求項３の発明によれば、２枚目以降のウエハの取り出しに際し、前記２枚目以降の傾き量を取り出し毎に求めることによって、コントローラの記憶容量が小さくてもよく、またウエハの積み重ね高さまたはウエハの積み重ね枚数と２枚目以降のウエハの傾き量との対応関係がずれることがなく、安定に動作する。

請求項４の発明によれば、スタッキング装置によって前記請求項１の方法と同様の効果が得られる。

請求項５の発明によれば、ウエハの取り出し動作時、すなわち最初の積み重ね状態における１枚目および２枚目以降のウエハの取り出し過程での一番上のウエハの傾きを検出して、一番上のウエハの傾きを補正するから、実際のウエハの傾き状況に応じて適切に対応できる。

請求項６の発明によれば、Ｘ方向上の異なる２箇所およびＹ方向上の異なる２箇所の位置で各方向毎に傾きを検出するから、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。

請求項７の発明によれば、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ることによって、Ｘ方向の傾きや、Ｙ方向傾きだけでなく、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。

請求項８の発明によれば、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方向へ移動可能としたから、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。

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。 本発明のウエハのスタッキング装置の平面図である。 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。 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。 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。 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。 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。 ウエハの断面図である。 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。

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。

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が設けられた立法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。

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。

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。

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。

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、図に示した例では、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。

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。

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、２枚目以降のウエハ３の傾き補正のために、最初の傾き量とウエハ３の２枚目以降の積み重ね量すなわち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枚目以降の傾き量を算出し、２枚目以降のウエハ３の取り出しにあたって、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。

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。ここでの補正動作は、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、１枚目のウエハ３の傾きを補正をするが、２枚目のウエハ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例である。

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１枚目のウエハ３は、所定の高さに設定される。

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。最初の修正信号を入力として、モータ１５は、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。

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、少なくとも１枚目のウエハ３は水平に設定される。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。

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。

そこで、コントローラ１４は、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の傾き量（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ウエハ３の２枚目以降の傾き量を算出し、２枚目以降のウエハ３の取り出しにあたって、一番上にあるウエハ３に対応する傾き量に相当する修正信号をＸ方向のモータ１５またはＹ方向のモータ１６へ出力する。

前記の比例関係とは、具体的には以下の関係をいう。今、ウエハ３が最初にＮ枚積み重ねられていると仮定したとき、上からｎ枚目に取り出すウエハ３の傾き量は、〔（１枚目のウエハ３の傾き量）×（ｎ枚目のウエハ３の積み重ね高さ）〕／（ウエハ３の最初の積み重ね高さ）、または〔（１枚目のウエハ３の傾き量）×（ウエハ３の最初の積み重ね枚数Ｎ−ｎ）〕／（ウエハ３の最初の積み重ね枚数Ｎ）により求められる。

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、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の傾き量を求めた時点で、２枚目以降の傾き量も予め求め、外部の記憶装置２５または内蔵の記憶装置に記憶しておくか、または２枚目以降のウエハ３の取り出し毎に、２枚目以降の傾き量を求め、それらの傾き量に相当する修正信号により、モータ１５、１６を駆動することになる。

２枚目以降の傾き量は、次第に小さくなり、最終的にゼロとなる。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方向ともにゼロつまり水平となる。

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について、傾きセンサユニット８，９，１０，１１による傾きの検出をしないで、検出手段２６により検出したウエハ３の積み重ね高さまたは積み重ね枚数に応じて一番上のウエハ３の傾き量を記憶装置２５から読み出すか、または、最初の傾き量とウエハ３の積み重ね高さまたは積み重ね枚数とから一番上のウエハ３の傾き量を計算し、その傾き量に対応する修正信号に基づいてＸ方向およびＹ方向のモータ１５，１６を回転させて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ウエハ３のＸ方向およびＹ方向の傾きを補正する。

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、複数枚毎に行ってもよい。

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の投光器および受光器は、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。

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。

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。

また、以上の例は、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、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を用いずに比例計算によって傾きを求めているが、２枚目以降についてもウエハ３を１枚取り出すごとに一番上のウエハ３の傾きを傾きセンサユニット８，９，１０，１１，２３，２４により検出し、検出した傾きに基づいてその都度ウエハ３の傾きを補正してもよい。さらに傾き補正は、ウエハ３を１枚取り出すごとに実行せず、複数枚ごとに一番上のウエハの傾きを検出し、その傾きを複数枚ごとに補正することもできる。

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。

１ 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

Claims (8)

1. 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１枚目のウエハの傾きを傾きセンサユニットによって検出し、検出した前記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底板を傾けて、前記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、前記最初の傾き量とウエハの２枚目以降の積み重ね量との比例関係から２枚目以降の傾き量を算出し、２枚目以降のウエハの取り出しにあたって、一番上のウエハに対応する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底板を傾けて、一番上のウエハの傾きを基準姿勢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。
2. 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、記憶しておくことを特徴とする請求項１に記載の積み重ね状態のウエハの傾き補正方法。
3. ２枚目以降のウエハの取り出し毎に、前記２枚目以降の傾き量を求めることを特徴とする請求項１に記載の積み重ね状態のウエハの傾き補正方法。
4. 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１枚目のウエハの傾きを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前記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、入力した前記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を発生するとともに、２枚目以降のウエハの取り出しのために、前記最初の傾き量とウエハの２枚目以降の積み重ね量との比例関係から２枚目以降の傾き量を算出し、２枚目以降のウエハの取り出しにあたって、一番上のウエハに対応する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、前記最初の修正信号および２枚目以降の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、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することを特徴とするウエハのスタッキング装置。
5. 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、
   ウエハの取り出し動作時に一番上のウエハの傾きを検出する傾きセンサユニットと、前記傾きセンサユニットから一番上のウエハの傾きを入力し、入力した一番上のウエハの傾きとウエハの基準姿勢とを比較し、その差から一番上のウエハの傾き量に相当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、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することを特徴とするウエハのスタッキング装置。
6. 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、前記傾きセンサユニットは、積み重ね状態の一番上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箇所の位置で測定し、Ｘ方向上の異なる２箇所で測定した光量の差から一番上のウエハのＸ方向の傾き量を求め、Ｙ方向上の異なる２箇所の位置で測定した光量の差から一番上のウエハのＹ方向の傾き量を求めることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のウエハのスタッキング装置。
7. 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６に記載のウエハのスタッキング装置。
8. 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６に記載のウエハのスタッキング装置。

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