JP2015055588A

JP2015055588A - Wafer side surface inspection apparatus

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Publication number: JP2015055588A
Application number: JP2013190217A
Authority: JP
Inventors: 進村岡; Susumu Muraoka; 洋司柳田; Yoji Yanagida; 昭範宮坂; Akinori Miyasaka
Original assignee: Lossev Technology Corp
Current assignee: Lossev Technology Corp
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-03-23
Anticipated expiration: 2033-09-13
Also published as: JP6150392B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inspect a side surface of a rounded square wafer, especially a corner surface, at a high speed.SOLUTION: A wafer side surface inspection apparatus 10 for inspecting a substantially square wafer 1 having four side surfaces 2 and corner surfaces 3 includes: a conveyor 7 for a corner surface inspection step, which conveys a wafer 1; a raising/turning unit 17 which receives the wafer 1 at a position of the conveyor 7 on a turning table 18, raises the wafer 1 by moving the turning table 18 to an imaging position, and turns the wafer 1 at 90 degrees at the imaging position of the wafer 1; four corner-surface imaging cameras 12 for imaging half of each corner surface 3 of the turning wafer 1 on a diagonal 4 of the wafer 1 at the imaging position; and an image processing apparatus 15 which forms composite images for all corner surfaces 3 from the half-surface images captured by adjacent corner-surface imaging cameras 12, to inspect a defect from the composite image.

Description

本発明は、太陽電池など半導体のウエハの側面を検査する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for inspecting a side surface of a semiconductor wafer such as a solar cell.

太陽電池は、複数枚のセルを平板状に連接し、モジュールパネルとして製品となる。セルの製作過程では、寸法や特性、形状などの不良により、後工程で不良を混在させない目的で、事前に製品の良否を分類し、良品のみが次の工程へ送られる。不良のウエハを省くことによって、セル工程での手直し時間や、工程の途中で割れるウエハの排除時間など生産稼働率を低下させないようにできる。検査の過程でウエハの面にチッピング欠陥があると、その部分の強度不足によりウエハに割れが生じ易い。また、外観上の品質の問題もある。このようなウエハの検査の結果は、ウエハ製造工程の出荷検査や、次工程であるセル生産工程の受入れ検査に使用される。 A solar cell connects a plurality of cells in a flat plate shape and becomes a product as a module panel. In the cell manufacturing process, due to defects in dimensions, characteristics, shapes, etc., the quality of the product is classified in advance for the purpose of preventing defects from being mixed in the subsequent process, and only good products are sent to the next process. By omitting defective wafers, it is possible to prevent a reduction in production operation rate such as repair time in the cell process and removal time of wafers that break during the process. If there is a chipping defect on the surface of the wafer during the inspection process, the wafer is easily cracked due to insufficient strength of the portion. There is also an appearance quality problem. The result of such wafer inspection is used for shipping inspection in the wafer manufacturing process and acceptance inspection in the cell production process which is the next process.

太陽電池用多結晶シリコンウエハは、大きな外径のインゴットを容易に製造でき、材料も安価なことから、インゴットの側面を大幅にカットし、完全な正方形のウエハとして利用される。これに対し、太陽電池用単結晶シリコンウエハは、太陽電池としての面積をできるだけ大きく、かつ材料の無駄を少なくするために、円板状の側縁を正方形の４辺に沿ってカットする過程で、四隅に円柱面の一部をコーナ部として残し、側面を４つの弦でカットした形状、いわばアール付きの正方形のウエハとしている。 Since the polycrystalline silicon wafer for solar cells can easily produce an ingot having a large outer diameter and the material is inexpensive, the side face of the ingot is greatly cut and used as a complete square wafer. On the other hand, a single-crystal silicon wafer for solar cells is a process in which disk-shaped side edges are cut along four sides of a square in order to make the area as a solar cell as large as possible and reduce material waste. In this case, a part of the cylindrical surface is left as a corner portion at the four corners, and the side surface is cut with four strings.

したがって、アール付きの正方形のウエハの側面は、正方形の４辺に対応する４つの平坦なサイド面と、２つのサイド面の間に形成される円柱面の一部のコーナ面とで構成されている。このような形状の単結晶シリコンウエハを太陽電池として組み立てたときに、単結晶シリコンウエハは、完全な正方形のウエハに比べ面積から見て、いくらか不利であるが、多結晶シリコンウエハよりも発電効率の点で良い。 Accordingly, the side surface of the rounded square wafer is composed of four flat side surfaces corresponding to the four sides of the square and a part of the cylindrical surface formed between the two side surfaces. Yes. When a single crystal silicon wafer of such a shape is assembled as a solar cell, the single crystal silicon wafer is somewhat disadvantageous in terms of area compared to a perfect square wafer, but the power generation efficiency is higher than that of a polycrystalline silicon wafer. Good in terms of.

従来、この種の側面検査装置は、撮像、画像処理技術を応用し、一般的に、コンベア上のウエハの進行方向に平行な対向状態の側面を検査したのちに、ウエハを９０度旋回し、残りの対向状態の側面を検査している。また、この検査の過程で、コーナ面は、通常、目視または別装置により検査している。目視検査は、蛍光灯の照明下で検査員により行われる。目の良い検査員は、５０×５０μｍサイズの欠陥でも、欠陥部分からの反射光が目に入射すれば、欠陥を検出できるが、反射光が目に入射しなければ、殆ど検出できず、検出もれとなる。また、ウエハの板厚の中にしか存在しないチッピング欠陥もあり、その欠陥は、側面方向からしか検出できない。 Conventionally, this type of side surface inspection apparatus applies imaging and image processing techniques, and generally inspects the opposite side surface parallel to the advancing direction of the wafer on the conveyor, and then turns the wafer 90 degrees, The remaining side faces are inspected. In the course of this inspection, the corner surface is usually inspected visually or by another apparatus. The visual inspection is performed by an inspector under the illumination of a fluorescent lamp. A good inspector can detect a defect of 50 × 50 μm size if the reflected light from the defective part enters the eye, but can hardly detect it if the reflected light does not enter the eye. It will leak. There is also a chipping defect that exists only in the thickness of the wafer, and the defect can be detected only from the side surface direction.

例えば特許文献１は、円板状のウエハの外周面を検査するために、複数の２次元カメラをウエハの外周面に向けて配置し、検査の時に、複数の２次元カメラと円板状のウエハとを相対的に旋回させる、ことを開示している。その技術によると、例えば２次元カメラを固定し、円板状のウエハを旋回させるときに、円板状のウエハの外周面と２次元カメラとの間は、一定の合焦距離に保てる。しかし、特許文献１に技術において、アール付き正方形のウエハの側面すなわち４辺のサイド面およびサイド面の間のコーナ面をウエハの旋回過程で検査しようとすると、４つのサイド面とカメラとの距離が変化するため、４つのサイド面に対応するカメラについて合焦操作や位置調整の制御が不可欠となり、その結果、検査速度に限界があり、検査の高速は達成できない。 For example, in Patent Document 1, in order to inspect the outer peripheral surface of a disk-shaped wafer, a plurality of two-dimensional cameras are arranged toward the outer peripheral surface of the wafer. It is disclosed that the wafer is rotated relative to the wafer. According to this technique, for example, when a two-dimensional camera is fixed and a disk-shaped wafer is turned, a constant focusing distance can be maintained between the outer peripheral surface of the disk-shaped wafer and the two-dimensional camera. However, in the technique disclosed in Patent Document 1, when it is attempted to inspect the side surface of a square wafer with a rounded corner, that is, the four side surfaces and the corner surface between the side surfaces in the course of turning the wafer, the distance between the four side surfaces and the camera. Therefore, it is indispensable to control the focusing operation and the position adjustment for the cameras corresponding to the four side surfaces. As a result, the inspection speed is limited, and the high inspection speed cannot be achieved.

特開２００９−５２９６６号公報JP 2009-52966 A

したがって、本発明の解決課題は、アール付き正方形のウエハの１ラインの搬送過程において、アール付き正方形のウエハの側面、特にコーナ面の検査を高速で行えるようにすることである。 Therefore, a problem to be solved by the present invention is to make it possible to inspect a side surface of a rounded square wafer, particularly a corner surface, at a high speed in the process of transporting one line of the rounded square wafer.

上記の課題のもとに、本発明は、ウエハの搬送過程において、ウエハのサイド面の撮像のために、ウエハを９０度旋回させることに着目し、ウエハの旋回時に、ウエハの対角線の延長線上からウエハのコーナ面の半分を４台のカメラで撮像し、４台のカメラの撮像画像を合成することにより、コーナ面の全面の画像を合成し、全面の合成画像を画像処理することによって、すべてのコーナ面の欠陥の有無を検査するようにしている。 Based on the above problems, the present invention pays attention to rotating the wafer by 90 degrees for imaging the side surface of the wafer during the wafer transfer process, and on the extension of the diagonal line of the wafer during the wafer rotation. From the image of half of the corner surface of the wafer with four cameras, by combining the images captured by the four cameras, combining the entire image of the corner surface, and image processing the combined image of the entire surface, All corner surfaces are inspected for defects.

さらに詳細に記載すると、本発明に係るウエハ側面検査装置（１０）は、側面で４つの平坦なサイド面（２）および４つの円柱面状のコーナ面（３）を有するほぼ正方形のウエハ（１）を検査対象とし、ウエハ（１）を搬送するコーナ面検査工程用のコンベア（７）と、コーナ面検査工程用のコンベア（７）の位置でウエハ（１）を旋回テーブル（１８）上で受け取り、旋回テーブル（１８）の昇降動作によってウエハ（１）を撮像位置まで上昇させ、ウエハ（１）の撮像位置でウエハ（１）を９０度旋回させる昇降・旋回ユニット（１７）と、ウエハ（１）の撮像位置でのウエハ（１）の対角線（４）の延長線上でウエハ（１）の旋回中に各コーナ面（３）の半分の面を撮像する４台のコーナ面撮像用のカメラ（１２）と、隣り合うコーナ面撮像用のカメラ（１２）の半分の面の撮像画像から１つのコーナ面（３）の全面の画像を合成し、４つのコーナ面（３）の全面画像からウエハ（１）のすべてのコーナ面（３）の欠陥の有無を検査する画像処理装置（１５）とを有することを特徴としている（請求項１）。 More specifically, the wafer side surface inspection apparatus (10) according to the present invention has a substantially square wafer (1) having four flat side surfaces (2) and four cylindrical corner surfaces (3) on the side surface. ) On the turning table (18) at the position of the conveyor (7) for the corner surface inspection process for conveying the wafer (1) and the conveyor (7) for the corner surface inspection process. The raising / lowering and turning unit (17) which raises the wafer (1) to the imaging position by the raising / lowering operation of the turning table (18) and turns the wafer (1) by 90 degrees at the imaging position of the wafer (1); 1) Four corner surface imaging cameras for imaging half the surface of each corner surface (3) while the wafer (1) is turning on an extension of the diagonal line (4) of the wafer (1) at the imaging position of 1) (12) and adjacent corner An image of the entire surface of one corner surface (3) is synthesized from the captured image of the half surface of the imaging camera (12), and all the corner surfaces of the wafer (1) are synthesized from the entire image of the four corner surfaces (3). And (3) an image processing device (15) for inspecting for the presence or absence of a defect (claim 1).

また、本発明に係るウエハ側面検査装置（１０）は、側面で４つの平坦なサイド面（２）および４つの円柱面状のコーナ面（３）を有するほぼ正方形のウエハ（１）を検査対象とし、ウエハ（１）を連続的に搬送する複数のコンベア（５、６、７、８、９）と、コーナ面検査工程用のコンベア（７）の上流で一方のサイド面検査工程用のコンベア（５）の位置においてウエハ（１）の一方の向き合うサイド面（２）を撮像する２台の一方のサイド面撮像用のカメラ（１１）と、コーナ面検査工程用のコンベア（７）の位置でウエハ（１）を旋回テーブル（１８）上で受け取り、旋回テーブル（１８）の昇降動作によってウエハ（１）を撮像位置まで上昇させ、ウエハ（１）の撮像位置でウエハ（１）を９０度旋回させる昇降・旋回ユニット（１７）と、ウエハ（１）の撮像位置でウエハ（１）の旋回中にウエハ（１）の対角線（４）の延長線上で各コーナ面（３）の半分の面を撮像する４台のコーナ面撮像用のカメラ（１２）と、コーナ面検査工程用のコンベア（７）の下流で他方のサイド面検査工程用のコンベア（９）の位置においてウエハ（１）の他方の向き合うサイド面（２）を撮像する２台の他方のサイド面撮像用のカメラ（１３）と、隣り合うコーナ面撮像用のカメラ（１２）の半分の面の撮像画像から１つのコーナ面（３）の全面の画像を合成し、４つのコーナ面（３）の全面画像からウエハ（１）のすべてのコーナ面（３）の欠陥の有無を検査するすると共に、２台の一方のサイド面撮像用のカメラ（１１）の撮像画像および２台の他方のサイド面撮像用のカメラ（１３）の撮像画像からすべてのサイド面（２）の欠陥の有無を検査する画像処理装置（１５）とを有する、ことを特徴としている（請求項２）。 The wafer side surface inspection apparatus (10) according to the present invention also inspects a substantially square wafer (1) having four flat side surfaces (2) and four cylindrical corner surfaces (3) on the side surface. And a plurality of conveyors (5, 6, 7, 8, 9) for continuously conveying the wafer (1) and one side surface inspection process conveyor upstream of the corner surface inspection process conveyor (7). Positions of two one side surface imaging cameras (11) for imaging one opposing side surface (2) of the wafer (1) at the position (5) and a conveyor (7) for corner surface inspection process The wafer (1) is received on the turning table (18), and the wafer (1) is raised to the imaging position by the raising and lowering operation of the turning table (18), and the wafer (1) is moved 90 degrees at the imaging position of the wafer (1). Elevating / revolving unit ( 7) and four corners that image half the surface of each corner surface (3) on the extension of the diagonal line (4) of the wafer (1) while the wafer (1) is turning at the imaging position of the wafer (1) The opposite side surface (2) of the wafer (1) at the position of the surface imaging camera (12) and the other side surface inspection process conveyor (9) downstream of the corner surface inspection process conveyor (7). ) And the other side surface imaging camera (13) and the image of the entire surface of one corner surface (3) from the captured images of the half surfaces of the adjacent corner surface imaging camera (12). And inspecting all corner surfaces (3) of the wafer (1) for defects from the entire image of the four corner surfaces (3), and two cameras for imaging one side surface (11 ) And two other side surface imaging cameras ( Image processing apparatus for inspecting the presence or absence of a defect in all the side surfaces (2) from the captured image of 3) and a (15) is characterized by (claim 2).

そして、本発明は、ウエハ側面検査装置（１０）において、ウエハ（１）の上昇位置で各コーナ面（３）毎にウエハ（１）を非接触で撮像位置に保持するベルヌーイ式非接触吸着パット（１９）を設置し、ベルヌーイ式非接触吸着パット（１９）の中心をコーナ面撮像用のカメラ（１２）の光軸上に一致させている（請求項３）。 In the wafer side surface inspection apparatus (10), the present invention is a Bernoulli-type non-contact suction pad for holding the wafer (1) in the non-contact imaging position for each corner surface (3) at the rising position of the wafer (1). (19) is installed, and the center of the Bernoulli-type non-contact suction pad (19) is made to coincide with the optical axis of the corner surface imaging camera (12).

また、本発明は、ウエハ側面検査装置（１０）において、各コーナ面撮像用のカメラ（１２）と対応位置のベルヌーイ式非接触吸着パット（１９）とを共通のユニットホルダ（２０）により一体的に取り付け、ウエハ（１）の対角線（４）の延長線上で各コーナ面撮像用のカメラ（１２）を合焦方向に位置調整自在としている（請求項４）。
検査装置（１０）。 Further, according to the present invention, in the wafer side surface inspection apparatus (10), each corner surface imaging camera (12) and the Bernoulli type non-contact suction pad (19) at the corresponding position are integrated by a common unit holder (20). The corner surface imaging camera (12) is adjustable in the in-focus direction on the extended line of the diagonal line (4) of the wafer (1).
Inspection device (10).

本発明は、ウエハ側面検査装置（１０）において、コーナ面検査工程用のコンベア（７）の上流で加速用のコンベア（６）をウエハ（１）の受け取り後に定速から高速に切り換え、加速用のコンベア（６）上のウエハ（１）を後続のコーナ面検査工程用のコンベア（７）に高速で受け渡すようにしている（請求項５）。 In the wafer side inspection apparatus (10), the acceleration conveyor (6) is switched from a constant speed to a high speed after receiving the wafer (1) upstream of the conveyor (7) for the corner surface inspection process. The wafer (1) on the conveyor (6) is transferred at a high speed to the conveyor (7) for the subsequent corner surface inspection process (claim 5).

本発明は、ウエハ側面検査装置（１０）において、加速用のコンベア（６）のウエハ（１）をコーナ面検査工程用のコンベア（７）で高速で受け取って停止し、コーナ面検査工程用のコンベア（７）上のウエハ（１）を昇降・旋回ユニット（１７）に受け渡し、昇降・旋回ユニット（１７）からウエハ（１）をコーナ面検査工程用のコンベア（７）で受け取った後に加速し、後続の減速用のコンベア（８）に高速で受け渡すようにしている（請求項６）。 In the wafer side inspection apparatus (10), the wafer (1) of the acceleration conveyor (6) is received and stopped at a high speed by the conveyor (7) for the corner surface inspection process. The wafer (1) on the conveyor (7) is transferred to the lifting / revolving unit (17), and the wafer (1) is received from the lifting / revolving unit (17) by the conveyor (7) for the corner surface inspection process, and then accelerated. Then, it is transferred to the subsequent decelerating conveyor (8) at a high speed (Claim 6).

さらに、本発明は、ウエハ側面検査装置（１０）において、コーナ面検査工程用のコンベア（７）の下流で減速用のコンベア（８）をウエハ（１）の受け取り後に高速から定速に切り換え、減速用のコンベア（８）上のウエハ（１）を他方のサイド面検査工程用のコンベア（９）に定速で受け渡すようにしている（請求項７）。 Furthermore, in the wafer side surface inspection apparatus (10), the present invention switches the deceleration conveyor (8) from the high speed to the constant speed after receiving the wafer (1) downstream of the conveyor (7) for the corner surface inspection process, The wafer (1) on the decelerating conveyor (8) is transferred at a constant speed to the other side surface inspection process conveyor (9).

本発明に係るウエハ側面検査装置（１０）によると、ウエハ（１）の対角線（４）の延長線上に４台のコーナ面撮像用のカメラ（１２）が設置されているから、コーナ面撮像用のカメラ（１２）がウエハ（１）の搬送時にウエハ（１）に干渉せず、またウエハ（１）の撮像位置が低くでき、これによってウエハ（１）の昇降距離が可能な限り小さくでき、昇降時間の短縮化も図られるほか、４台のコーナ面撮像用のカメラ（１２）がウエハ（１）の旋回中に各コーナ面（３）の半分の面を撮像し、画像処理装置（１５）がコーナ面撮像用のカメラ（１２）の半分の面の撮像画像からすべてのコーナ面（３）の全面の画像を合成するから、コーナ面撮像用のカメラ（１２）がコーナ面（３）の全域を連続的に撮像しなくても、検査に必要なすべてのコーナ面（３）の画像が確保できる（請求項１）。 According to the wafer side surface inspection apparatus (10) according to the present invention, four corner surface imaging cameras (12) are installed on the extended line of the diagonal line (4) of the wafer (1). The camera (12) does not interfere with the wafer (1) during the transfer of the wafer (1), and the imaging position of the wafer (1) can be lowered, whereby the elevation distance of the wafer (1) can be made as small as possible, In addition to shortening the ascending / descending time, four corner surface imaging cameras (12) image half the surface of each corner surface (3) while the wafer (1) is turning, and image processing devices (15 ) Synthesizes the entire image of all the corner surfaces (3) from the captured image of the half surface of the camera (12) for corner surface imaging, so that the camera (12) for corner surface imaging is the corner surface (3). Even if the entire area is not continuously imaged, Image of the corner surfaces (3) can be secured (claim 1).

本発明に係るウエハ側面検査装置（１０）によると、上記の効果、すなわち、ウエハ（１）の対角線（４）上に４台のコーナ面撮像用のカメラ（１２）が設置されているから、コーナ面撮像用のカメラ（１２）がウエハ（１）の搬送時にウエハ（１）に干渉せず、またウエハ（１）の撮像位置が低くでき、これによってウエハ（１）の昇降距離が可能な限り小さくでき、昇降時間の短縮化も図られるほか、４台のコーナ面撮像用のカメラ（１２）がウエハ（１）の旋回中に各コーナ面（３）の半分の面を撮像し、画像処理装置（１５）がコーナ面撮像用のカメラ（１２）の半分の面の撮像画像からすべてのコーナ面（３）の全面の画像を合成するから、コーナ面撮像用のカメラ（１２）がコーナ面（３）の全域を連続的に撮像しなくても、検査に必要なすべてのコーナ面（３）の画像が確保できる、という効果に加え、ウエハ（１）の搬送過程において、コーナ面撮像の時に、ウエハ（１）が９０度旋回するから、一方のサイド面撮像用のカメラ（１１）および他方のサイド面撮像用のカメラ（１３）がともにサイド面（２）の搬送方向に対して直交する方向で搬送の障害とならない位置からウエハ（１）の一方の向き合うサイド面（２）および他方の向き合うサイド面（２）を撮像でき、これによって一方の向き合うサイド面（２）および他方の向き合うサイド面（２）の検査もできるから、すべての側面すなわち４つのサイド面（２）および４つのコーナ面（３）の検査がウエハ（１）の搬送ライン上で連続的に可能となる（請求項２）。特に、ウエハ（１）の９０度の旋回は、各コーナ面（３）の半分の面の撮像を可能とし、同時に、搬送ライン上で搬送方向に対して直角の方向から、一方および他方の向き合うサイド面（２）の撮像を可能としており、このことによって、コンパクトで高速な検査システムが構成できるばかりでなく、1 枚のウエハ（１）のデータが１ラインで記録できることから、複数装置からのデータ収集と編集を行うプログラムも必要なく、シンプルなシステムが構築できる（請求項２）。 According to the wafer side surface inspection apparatus (10) according to the present invention, since the above effect, that is, four corner surface imaging cameras (12) are installed on the diagonal line (4) of the wafer (1), The corner surface imaging camera (12) does not interfere with the wafer (1) when the wafer (1) is transported, and the imaging position of the wafer (1) can be lowered, thereby allowing the wafer (1) to move up and down. In addition to being able to reduce the ascending / descending time as much as possible, the four corner surface imaging cameras (12) capture images of half the surface of each corner surface (3) while the wafer (1) is turning. Since the processing device (15) synthesizes the entire image of all the corner surfaces (3) from the captured image of the half surface of the camera (12) for corner surface imaging, the camera (12) for corner surface imaging is the corner. Even if the entire surface (3) is not continuously imaged, In addition to the effect that the images of all the corner surfaces (3) necessary for the wafer can be secured, the wafer (1) rotates 90 degrees during corner surface imaging during the wafer (1) transfer process. One of the wafers (1) from a position where both the surface imaging camera (11) and the other side surface imaging camera (13) do not obstruct the conveyance in the direction orthogonal to the conveyance direction of the side surface (2). The opposite side surface (2) and the other opposite side surface (2) can be imaged, whereby one of the opposite side surfaces (2) and the other opposite side surface (2) can be inspected. Inspection of one side surface (2) and four corner surfaces (3) is possible continuously on the transfer line of the wafer (1). In particular, the 90 degree rotation of the wafer (1) enables imaging of half the surface of each corner surface (3), and at the same time, one and the other face each other from the direction perpendicular to the transfer direction on the transfer line. The imaging of the side surface (2) is possible, which not only makes it possible to configure a compact and high-speed inspection system, but also allows data from one wafer (1) to be recorded in one line. There is no need for a program for collecting and editing data, and a simple system can be constructed (claim 2).

本発明に係るウエハ側面検査装置（１０）によると、ウエハ（１）の上昇位置で各コーナ面（３）毎にベルヌーイ式非接触吸着パット（１９）が設置されているから、ウエハ（１）の昇降動作や旋回動作にともなう振動が確実に抑止でき、コーナ面（３）の撮像が安定するほか、非接触であることから、ウエハ（１）の面に悪影響がでず、ウエハ（１）の旋回推力の負荷にもならず、さらに、ベルヌーイ式非接触吸着パット（１９）の中心がコーナ面撮像用のカメラ（１２）の光軸上に一致しているから、ウエハ（１）のコーナ面（３）がコーナ面撮像用のカメラ（１２）の視野から外れず、検査用の安定した撮像が可能となる（請求項３）。 According to the wafer side surface inspection apparatus (10) according to the present invention, the Bernoulli-type non-contact suction pad (19) is installed for each corner surface (3) at the rising position of the wafer (1). The vibration associated with the lifting / lowering operation and the turning operation of the wafer can be surely suppressed, the imaging of the corner surface (3) is stabilized, and since it is non-contact, the surface of the wafer (1) is not adversely affected, and the wafer (1) Further, the center of the Bernoulli-type non-contact suction pad (19) coincides with the optical axis of the camera (12) for imaging the corner surface. The surface (3) does not deviate from the field of view of the corner surface imaging camera (12), and stable imaging for inspection is possible.

本発明に係るウエハ側面検査装置（１０）によると、各コーナ面撮像用のカメラ（１２）および対応位置のベルヌーイ式非接触吸着パット（１９）が共通のユニットホルダ（２０）によりに取り付けられ、ウエハ（１）の対角線（４）の延長線上で位置調整自在となっているから、大きさの異なるウエハ（１）に対しても対角線（４）の延長線上でのコーナ面撮像用のカメラ（１２）の簡単な位置調整によって迅速に対応でき、ベルヌーイ式非接触吸着パット（１９）についての単独の位置調整も不要となる（請求項４）。 According to the wafer side surface inspection apparatus (10) according to the present invention, each corner surface imaging camera (12) and the corresponding position Bernoulli-type non-contact suction pad (19) are attached to a common unit holder (20), Since the position can be adjusted on the extension line of the diagonal line (4) of the wafer (1), the camera for imaging the corner surface on the extension line of the diagonal line (4) can be applied to the wafer (1) having a different size. It is possible to respond quickly by the simple position adjustment of 12), and the independent position adjustment of the Bernoulli type non-contact suction pad (19) is also unnecessary (claim 4).

本発明に係るウエハ側面検査装置（１０）によると、加速用のコンベア（６）がウエハ（１）の受け取り後に定速から高速に切り換わり、後続のコーナ面検査工程用のコンベア（７）に高速で受け渡すから、コーナ面検査工程での必要な時間が搬送ラインの速度を低下させることなく確保できる（請求項５）。 According to the wafer side surface inspection apparatus (10) according to the present invention, the acceleration conveyor (6) is switched from a constant speed to a high speed after receiving the wafer (1), and becomes a conveyor (7) for the subsequent corner surface inspection process. Since the transfer is performed at a high speed, the necessary time in the corner surface inspection process can be ensured without reducing the speed of the transfer line.

本発明に係るウエハ側面検査装置（１０）によると、コーナ面検査工程用のコンベア（７）が加速用のコンベア（６）のウエハ（１）を高速で受け取って停止し、ウエハ（１）を昇降・旋回ユニット（１７）に受け渡し、撮像後に、昇降・旋回ユニット（１７）からウエハ（１）を受け取って、後続の減速用のコンベア（８）に高速で受け渡すから、ウエハ（１）の搬送過程で、コーナ面検査工程において必要な時間が可及的に短くできる（請求項６）。 According to the wafer side surface inspection apparatus (10) according to the present invention, the conveyor (7) for the corner surface inspection process receives and stops the wafer (1) of the acceleration conveyor (6) at a high speed, and the wafer (1) is stopped. Since the wafer (1) is received from the elevating / revolving unit (17) and transferred to the subsequent decelerating conveyor (8) at a high speed after imaging, the wafer (1) is transferred to the elevating / revolving unit (17). In the conveyance process, the time required in the corner surface inspection process can be shortened as much as possible.

さらに、本発明に係るウエハ側面検査装置（１０）によると、減速用のコンベア（８）がウエハ（１）を高速で受け取り、その後に高速から定速に切り換わって、ウエハ（１）を他方のサイド面検査工程用のコンベア（９）に定速で受け渡すから、ここでもコーナ面検査工程での必要な時間が搬送ラインの速度を低下させることなく確実に保持できる（請求項７）。 Furthermore, according to the wafer side surface inspection apparatus (10) according to the present invention, the decelerating conveyor (8) receives the wafer (1) at a high speed, and then switches from the high speed to the constant speed, and the wafer (1) is transferred to the other side. Therefore, the necessary time in the corner surface inspection process can be reliably held without lowering the speed of the conveying line (Claim 7).

検査対象のウエハの平面図である。It is a top view of the wafer to be inspected. 本発明に係るウエハ側面検査装置における検査工程の側面図である。It is a side view of the inspection process in the wafer side surface inspection apparatus according to the present invention. 本発明に係るウエハ側面検査装置における検査工程の平面図である。It is a top view of the inspection process in the wafer side surface inspection apparatus according to the present invention. ウエハとカメラとの対応関係の拡大平面図である。It is an enlarged plan view of the correspondence between a wafer and a camera. 一部のカメラ、一部のベルヌーイ式非接触吸着パット、昇降・旋回ユニットおよびウエハの拡大平面図である。It is an enlarged plan view of a part of cameras, a part of Bernoulli-type non-contact suction pad, a lifting / lowering unit, and a wafer. 一部のカメラ、一部のベルヌーイ式非接触吸着パット、昇降・旋回ユニットおよびウエハの拡大側面図である。It is an enlarged side view of a part of camera, a part of Bernoulli-type non-contact suction pad, a lifting / lowering unit, and a wafer.

図１は、検査対象のウエハ１を示している。ウエハ１は、アール付きほぼ正方形の例えば太陽電池用単結晶シリコンウエハであり、一例として厚み０．２ｍｍで、１辺の長さ１２５ｍｍまたは１５６ｍｍであって、側面、すなわち４辺に対応して４つの平坦なサイド面２を形成し、隣り合うサイド面２の間の四隅で円柱面の一部で４つのコーナ面３を形成している。 FIG. 1 shows a wafer 1 to be inspected. The wafer 1 is a single crystal silicon wafer having a substantially square shape, such as a solar cell, and has a thickness of 0.2 mm as an example, a length of one side of 125 mm or 156 mm, and a side surface, that is, four corresponding to four sides. Two flat side surfaces 2 are formed, and four corner surfaces 3 are formed by a part of a cylindrical surface at four corners between adjacent side surfaces 2.

既に記載したように、太陽電池用単結晶シリコンウエハは、太陽電池としての面積をできるだけ大きく、かつ材料の無駄を少なくするために、円板状の側面を正方形の４辺に沿ってカットする過程で、対角線４上の四隅を残して、側面を４つの弦でカットした形状となっている。このため、ウエハ１は、側面で４つの平坦なサイド面２および四隅でコーナ面３を形成しており、向き合うサイド面２は、ウエハ１の中心から等距離にあって平行であり、また、各コーナ面３は、ウエハ１の中心から等しい半径の円柱面の一部となっている。 As already described, a single crystal silicon wafer for a solar cell is a process of cutting a disk-shaped side surface along four sides of a square in order to make the area as a solar cell as large as possible and reduce waste of material. Thus, the four corners on the diagonal 4 are left and the side is cut with four strings. For this reason, the wafer 1 forms four flat side surfaces 2 on the side surfaces and corner surfaces 3 on the four corners. The facing side surfaces 2 are equidistant from the center of the wafer 1 and are parallel to each other. Each corner surface 3 is a part of a cylindrical surface having an equal radius from the center of the wafer 1.

つぎに図２および図３は、ウエハ１の搬送過程において、４つのサイド面２および４つのコーナ面３の検査工程と共に本発明に係るウエハ側面検査装置１０を示している。ウエハ側面検査装置１０は、前記の形状のウエハ１を検査対象とし、ウエハ１を例えば一直線上の搬送ラインに沿って搬送するために、複数のコンベア５、６、７、８、９を有している。 2 and 3 show the wafer side surface inspection apparatus 10 according to the present invention together with the inspection process of the four side surfaces 2 and the four corner surfaces 3 in the transfer process of the wafer 1. The wafer side surface inspection apparatus 10 has a plurality of conveyors 5, 6, 7, 8, and 9 for inspecting the wafer 1 having the above-described shape and transferring the wafer 1 along, for example, a straight transfer line. ing.

一方のサイド面検査工程用のコンベア５は、例えば平行ベルト式コンベアであり、搬送方向に一定の速度、一例として定速の２００ｍｍ／ｓの下にウエハ１を受け入れ、一方のサイド面検査工程を経て下流の加速用のコンベア６に送り出す。 The conveyor 5 for one side surface inspection process is, for example, a parallel belt type conveyor, and receives the wafer 1 at a constant speed in the transport direction, for example, a constant speed of 200 mm / s. Then, it is sent out to the downstream conveyor 6 for acceleration.

コンベア５によるウエハ１の搬送中に、２台の一方のサイド面撮像用のカメラ１１は、搬送方向に直角な方向に配置されており、搬送方向に平行な一方の向き合うサイド面２をそれぞれ撮像し、それらの撮像画像の画像データを画像処理装置１５に送る。画像処理装置１５は、検査用の画像処理プログラムを内蔵しており、搬送方向に平行な一方のサイド面２の撮像画像からサイド面２の欠け、割れ、凹凸、板厚、チッピングなどの欠陥を画像処理によって検査する。 During the transfer of the wafer 1 by the conveyor 5, two one side surface imaging cameras 11 are arranged in a direction perpendicular to the transfer direction, and respectively image one of the opposite side surfaces 2 parallel to the transfer direction. Then, the image data of these captured images is sent to the image processing device 15. The image processing apparatus 15 incorporates an image processing program for inspection, and detects defects such as chipping, cracking, unevenness, plate thickness, and chipping of the side surface 2 from the captured image of one side surface 2 parallel to the conveyance direction. Inspect by image processing.

加速用のコンベア６は、コンベア５とコーナ面検査工程用のコンベア７との間に位置する例えば平行ベルト式コンベアであり、コンベア５と同じ定速で移動しているが、コンベア５からウエハ１を受け取った時に、定速から高速に切り換わり、ウエハ１を次のコーナ面検査工程用のコンベア７に高速で受け渡す。コンベア６の定速から高速への加速は、次のコンベア７でのコーナ面検査工程において、ウエハ１の搬送を一時的に停止させ、コーナ面３の撮像、検査のための時間を稼ぐために行われる。 The acceleration conveyor 6 is, for example, a parallel belt type conveyor positioned between the conveyor 5 and the conveyor 7 for the corner surface inspection process, and moves at the same constant speed as the conveyor 5. Is switched from a constant speed to a high speed, and the wafer 1 is transferred to the conveyor 7 for the next corner surface inspection process at a high speed. The conveyor 6 is accelerated from a constant speed to a high speed in order to temporarily stop the conveyance of the wafer 1 in the corner surface inspection process in the next conveyor 7 and to gain time for imaging and inspection of the corner surface 3. Done.

コーナ面検査工程用のコンベア７は、コーナ面検査工程に位置する例えば平行ベルト式減速・加速コンベアであり、加速用のコンベア６からウエハ１を高速で受け取ると、直ちに減速し、ウエハ１の前の部分をストッパ１４に当てた状態で一時停止する。ストッパ１４は、コンベア７の定位置に昇降自在に設けられており、コンベア７の減速後に、低い待機位置から上昇し、ウエハ１の前の部分に当たってウエハ１をコンベア７上で搬送方向に位置決めし、停止させる。 The conveyor 7 for the corner surface inspection process is, for example, a parallel belt type speed reduction / acceleration conveyor located in the corner surface inspection process. When the wafer 1 is received from the acceleration conveyor 6 at a high speed, the conveyor 7 immediately decelerates. Is temporarily stopped in a state where the portion is applied to the stopper 14. The stopper 14 is provided at a fixed position on the conveyor 7 so as to be movable up and down. After the conveyor 7 decelerates, the stopper 14 rises from a low standby position and hits the front part of the wafer 1 to position the wafer 1 on the conveyor 7 in the transport direction. , Stop.

また、コンベア７の両側の位置に一対の幅寄せ用のプッシャ１６が設置されており、ウエハ１が停止すると、一対の幅寄せ用のプッシャ１６は、ウエハ１を幅寄せし、搬送方向に対して直角の方向にも位置決めする。このようにして、ウエハ１は、コーナ面検査工程において停止し、搬送方向および搬送方向に正確に位置決めされる。 In addition, a pair of width pushing pushers 16 are installed on both sides of the conveyor 7, and when the wafer 1 stops, the pair of width pushing pushers 16 width the wafer 1 and move in the transport direction. Position it in the right angle direction. In this way, the wafer 1 is stopped in the corner surface inspection process and accurately positioned in the transport direction and the transport direction.

ここで、位置決め状態のウエハ１は、昇降・旋回ユニット１７の昇降動作によってコンベア７の上から撮像位置まで上昇する。すなわち、先ず、昇降・旋回ユニット１７は、ウエハ１の下に待機していた吸引機能付きの旋回テーブル１８の吸引作動を開始させ、旋回テーブル１８を位置決め・停止状態のウエハ１の位置まで上昇させ、ウエハ１を旋回テーブル１８の上面で吸引機能により固定しながら受け取って撮像位置まで例えば３ｍｍ程度上昇させ、上昇を停止させてから、次に、旋回テーブル１８を例えば時計方向に９０度だけ旋回させる。 Here, the wafer 1 in the positioning state is raised from above the conveyor 7 to the imaging position by the lifting / lowering operation of the lifting / lowering unit 17. That is, first, the lifting / turning unit 17 starts the suction operation of the turntable 18 with a suction function waiting under the wafer 1 and raises the turntable 18 to the position of the wafer 1 in the positioning / stopped state. The wafer 1 is received while being fixed by the suction function on the upper surface of the swivel table 18 and is lifted to the imaging position by about 3 mm, for example. After the lift is stopped, the swivel table 18 is swiveled, for example, clockwise by 90 degrees. .

ウエハ１が撮像位置で上昇し停止すると、ウエハ１は、上昇、停止にともなう加速度の急変によって外周縁で振動を誘発する。この振動防止のために、ウエハ１の四隅位置ごとにベルヌーイ式非接触吸着パット１９が設けられている。各ベルヌーイ式非接触吸着パット１９は、図５および図６に例示するように、四隅位置ごとに配置されている４台のコーナ面撮像用のカメラ１２と共にユニットホルダ２０により一体的に取り付けられ、ウエハ１の大きさの変化に対応させてカメラ１２を合焦状態とするために、ウエハ１の対角線４の延長線上でリニアガイド２１によってウエハ１のコーナ面３に向けて位置調整自在となっている。 When the wafer 1 rises and stops at the imaging position, the wafer 1 induces vibration at the outer periphery due to a sudden change in acceleration accompanying the rise and stop. In order to prevent this vibration, a Bernoulli-type non-contact suction pad 19 is provided for each of the four corner positions of the wafer 1. As illustrated in FIGS. 5 and 6, each Bernoulli-type non-contact suction pad 19 is integrally attached by a unit holder 20 together with four corner surface imaging cameras 12 arranged at four corner positions. In order to bring the camera 12 into focus in response to a change in the size of the wafer 1, the position can be adjusted toward the corner surface 3 of the wafer 1 by the linear guide 21 on the extension line of the diagonal line 4 of the wafer 1. Yes.

このようにして、ベルヌーイ式非接触吸着パット１９の中心は、コーナ面撮像用のカメラ１２の光軸上に一致するように配置されている。また、各コーナ面撮像用のカメラ１２は、それぞれウエハ１の対角線４の延長線上で、対応のコーナ面３に向けられ、合焦位置に固定されている。なお、各カメラ１２の近くで、ユニットホルダ２０に複数例えば２つの照明２２がウエハ１の撮像範囲に向けて付設されている。また、昇降・旋回ユニット１７およびリニアガイド２１は、機台２３の上に取り付けられている。 In this way, the center of the Bernoulli-type non-contact suction pad 19 is arranged so as to coincide with the optical axis of the camera 12 for corner surface imaging. Each corner surface imaging camera 12 is directed to the corresponding corner surface 3 on the extended line of the diagonal line 4 of the wafer 1 and is fixed at the in-focus position. In addition, near each camera 12, a plurality of, for example, two illuminations 22 are attached to the unit holder 20 toward the imaging range of the wafer 1. Further, the elevating / turning unit 17 and the linear guide 21 are mounted on a machine base 23.

旋回テーブル１８が一定の速度で旋回すると、ウエハ１の各コーナ面３は、対応の４台のカメラ１２の視野内を一定の速度で移動する。このとき、各カメラ１２は、照明２２の照明の下で、対応の視野内のコーナ面３、正確には後述するように、それぞれのコーナ面３の半分の面の撮像を行う。 When the turn table 18 turns at a constant speed, each corner surface 3 of the wafer 1 moves at a constant speed within the field of view of the corresponding four cameras 12. At this time, each camera 12 takes an image of the corner surface 3 in the corresponding field of view under the illumination 22, more precisely half the surface of each corner surface 3 as will be described later.

ウエハ１の旋回中に、ベルヌーイ式非接触吸着パット１９は、割れやすいウエハ１にダメージを与えることなく、ウエハ１の垂直な方向の振動を抑え、垂直な方向に静止状態に保っているため、被写体としてのコーナ面３は、殆どに振れず、撮像位置に安定に保持される。このため、カメラ１２は、コーナ面３を振れのない状態で安定に撮像できる。またベルヌーイ式非接触吸着パット１９は、ウエハ１の旋回方向の推力に対し影響を与えず、旋回方向に拘束力を作用させないため、ウエハ１および旋回テーブル１８の旋回は、ベルヌーイ式非接触吸着パット１９の振動抑制動作に影響されず行え、撮影位置を正確に維持している。 While the wafer 1 is turning, the Bernoulli-type non-contact suction pad 19 suppresses vibration in the vertical direction of the wafer 1 without damaging the fragile wafer 1 and keeps it stationary in the vertical direction. The corner surface 3 as a subject is hardly shaken and is stably held at the imaging position. For this reason, the camera 12 can stably image the corner surface 3 with no shake. Further, the Bernoulli type non-contact suction pad 19 does not affect the thrust in the turning direction of the wafer 1 and does not exert a restraining force in the turning direction. Therefore, the turning of the wafer 1 and the turning table 18 is performed by the Bernoulli type non-contact suction pad. The image capturing position is accurately maintained without being affected by the vibration suppression operation 19.

図４のように、四隅の各コーナ面３は、それぞれのコーナ面３の半分の面の撮像範囲を特定するために、便宜上、対角線４を境として、撮像位置Ａで円弧の半分の面ａ、ｈ、撮像位置Ｂで円弧の半分の面ｂ、ｃ、撮像位置Ｃで円弧の半分の面ｄ、ｅ、撮像位置Ｄで円弧の半分の面ｆ、ｇに分けられている。 As shown in FIG. 4, each corner surface 3 at the four corners is a half surface a of a circular arc at the imaging position A with the diagonal line 4 as a boundary for the sake of convenience in order to specify the imaging range of the half surface of each corner surface 3. , H, half-arc surfaces b and c at the imaging position B, half-arc surfaces d and e at the imaging position C, and half-arc surfaces f and g at the imaging position D.

ウエハ１の旋回中の前半において、撮像位置Ａのカメラ１２は、コーナ面３の半分の面ａを撮像し、撮像位置Ｂのカメラ１２は、コーナ面３の半分の面ｃを撮像し、撮像位置Ｃのカメラ１２は、コーナ面３の半分の面ｅを撮像し、さらに撮像位置Ｄのカメラ１２は、コーナ面３の半分の面ｇを撮像している。 In the first half of the turning of the wafer 1, the camera 12 at the imaging position A takes an image of the half surface a of the corner surface 3, and the camera 12 at the imaging position B takes an image of the half surface c of the corner surface 3. The camera 12 at the position C images the half surface e of the corner surface 3, and the camera 12 at the imaging position D images the half surface g of the corner surface 3.

また、ウエハ１の旋回中の後半において、撮像位置Ａのカメラ１２は、コーナ面３の半分の面ｂを撮像し、撮像位置Ｂのカメラ１２は、コーナ面３の半分の面ｄを撮像し、撮像位置Ｃのカメラ１２は、コーナ面３の半分の面ｆを撮像し、さらに、撮像位置Ｄのカメラ１２は、コーナ面３の半分の面ｈを撮像している。 In the latter half of the turning of the wafer 1, the camera 12 at the imaging position A images the half surface b of the corner surface 3, and the camera 12 at the imaging position B images the half surface d of the corner surface 3. The camera 12 at the imaging position C images the half surface f of the corner surface 3, and the camera 12 at the imaging position D images the half surface h of the corner surface 3.

そして、４台のカメラ１２の撮像画像の画像データは、画像処理装置１５に送られるため、画像処理装置１５は、それらの画像データから、旋回前における撮像位置Ａのコーナ面３を（半分の面ａ＋半分の面ｈ）から画像合成し、旋回前における撮像位置Ｂのコーナ面３を（半分の面ｂ＋半分の面ｃ）から画像合成し、旋回前における撮像位置Ｃのコーナ面３を（半分の面ｄ＋半分の面ｅ）から画像合成し、さらに、旋回前における撮像位置Ｄのコーナ面３を（半分の面ｆ＋半分の面ｇ）から画像合成し、合成した各コーナ面３の全面の画像から、すべてのコーナ面３について欠け、割れ、凹凸、板厚、チッピングなどの欠陥を画像処理によって検査する。 Since the image data of the captured images of the four cameras 12 is sent to the image processing device 15, the image processing device 15 determines the corner surface 3 at the imaging position A before the turn (half of the image data). The image is synthesized from the plane a + half plane h), and the corner plane 3 at the imaging position B before turning is synthesized from (half plane b + half plane c), and the corner plane 3 at the imaging position C before turning is ( Image synthesis is performed from half plane d + half plane e), and corner surface 3 at imaging position D before turning is synthesized from (half plane f + half plane g). From these images, all corner surfaces 3 are inspected by image processing for defects such as chipping, cracking, unevenness, plate thickness, and chipping.

撮像の後に、ベルヌーイ式非接触吸着パット１９が吸引動作を中止すると、昇降・旋回ユニット１７は、旋回後における位相のままで旋回テーブル１８を下降させ、旋回テーブル１８上のウエハ１の吸引を止め、旋回テーブル１８上のウエハ１を停止状態のコンベア７の上に戻す。ここでコンベア７は、短時間のうちに高速まで加速し、ウエハ１を高速のまま後続の減速用のコンベア８に送り出す。 After the imaging, when the Bernoulli type non-contact suction pad 19 stops the suction operation, the lifting / turning unit 17 lowers the turning table 18 while keeping the phase after the turning, and stops the suction of the wafer 1 on the turning table 18. Then, the wafer 1 on the turning table 18 is returned to the stopped conveyor 7. Here, the conveyor 7 accelerates to a high speed in a short time, and sends the wafer 1 to the subsequent decelerating conveyor 8 while maintaining the high speed.

このように、ウエハ１は、コーナ面検査工程用のコンベア７の位置において、搬入、上昇、旋回、下降、搬出される。コンベア７の前後のコンベア６、８において、ウエハ１は一時的に高速で搬入、搬出される。このため、ウエハ１の上昇、旋回、下降に時間がかかったとしても、コンベア６、７、８の区間におけるウエハ１の平均的な搬送速度は、定速の２００ｍｍ／ｓに保たれている。しかも、コーナ面検査工程において、コーナ面撮像用のカメラ１２は、対角線４の延長線上にあるため、ウエハ１の搬送領域に干渉することはない。 Thus, the wafer 1 is carried in, raised, swung, lowered and carried out at the position of the conveyor 7 for the corner surface inspection process. On the conveyors 6 and 8 before and after the conveyor 7, the wafer 1 is temporarily loaded and unloaded at a high speed. For this reason, even if it takes time for the wafer 1 to rise, turn, and descend, the average transfer speed of the wafer 1 in the sections of the conveyors 6, 7, and 8 is maintained at a constant speed of 200 mm / s. Moreover, in the corner surface inspection process, the corner surface imaging camera 12 is on an extension of the diagonal line 4 and therefore does not interfere with the transfer area of the wafer 1.

仮に、カメラ１２を対角線４の延長線上ではなく、コーナ面３の旋回方向の上流側の一端に向けて設置し、ウエハ１の旋回中に、対応のカメラ１２によってコーナ面３の旋回方向の上流側の一端から旋回方向の下流側の他端までの画像、すなわちコーナ面３の全面の画像を一度に撮像すれば、撮像後において、画像の合成は不要となり、画像処理の前処理も少なくなる。 Temporarily, the camera 12 is installed not toward the extension line of the diagonal line 4 but toward one end on the upstream side in the turning direction of the corner surface 3, and during the turning of the wafer 1, the upstream of the corner surface 3 in the turning direction is turned on by the corresponding camera 12. If an image from one end on the side to the other end on the downstream side in the turning direction, that is, an image of the entire surface of the corner surface 3 is captured at once, no image synthesis is required after imaging, and preprocessing for image processing is reduced. .

しかし、カメラ１２を対角線４の延長線上ではなく、コーナ面３の一端に向けて設置すると、４台のうちの一部のカメラ１２は、ウエハ１の搬送領域に入り込み、ウエハ１に干渉する。この干渉をさけるためには、ウエハ１の上昇位置、つまり撮像位置を現在よりも高く設定しなければならず、その結果、ウエハ１の昇降距離が大きくなり、旋回テーブル１８の昇降動作の時間が長くなって、コーナ面検査工程において目標の検査速度を確保できなくなる。このような理由から、コーナ面検査工程において、対角線４の延長線上でのカメラ１２の設置は、ウエハ１の搬送領域への干渉回避や、コーナ面３の撮像、検査の速度を短縮化し、搬送ラインの速度を低下させることなく一定の速度に保持するという観点から不可欠である。 However, when the camera 12 is installed not toward the extension of the diagonal line 4 but toward one end of the corner surface 3, some of the four cameras 12 enter the wafer 1 transfer area and interfere with the wafer 1. In order to avoid this interference, the ascending position of the wafer 1, that is, the imaging position must be set higher than the current position. As a result, the ascending / descending distance of the wafer 1 increases, and the time required for the ascending / descending operation of the turntable 18 is increased. As a result, the target inspection speed cannot be secured in the corner surface inspection process. For this reason, in the corner surface inspection process, the installation of the camera 12 on the extension line of the diagonal line 4 avoids interference with the transfer area of the wafer 1, shortens the imaging speed and inspection speed of the corner surface 3, and transfers the wafer. This is essential from the viewpoint of maintaining a constant speed without reducing the speed of the line.

減速用のコンベア８は、コンベア７と他方のサイド面検査工程用のコンベア９との間に位置する例えば平行ベルト式コンベアであり、初期にコンベア７と同じ高速で移動しており、コンベア７からウエハ１の先端を受け取った時に、高速から定速の２００ｍｍ／ｓに切り換わり、ウエハ１を次の他方のサイド面検査工程用のコンベア９に受け渡す。 The deceleration conveyor 8 is, for example, a parallel belt type conveyor located between the conveyor 7 and the other side surface inspection process conveyor 9, and is initially moving at the same high speed as the conveyor 7. When the front end of the wafer 1 is received, the high speed is switched to a constant speed of 200 mm / s, and the wafer 1 is transferred to the conveyor 9 for the next other side surface inspection process.

他方のサイド面検査工程用のコンベア９は、例えば平行ベルト式コンベアであり、定速の２００ｍｍ／ｓでウエハ１を受け入れ、搬送方向に速度を変えず、定速のままウエハ１を移動させる。コンベア９によるウエハ１の移動中に２台の他方のサイド面撮像用のカメラ１３は、搬送方向に直角な方向に配置されており、搬送方向に平行な向き合う他方のサイド面２をそれぞれ撮像し、それらの撮像画像の画像データを画像処理装置１５に送る。画像処理装置１５は、搬送方向に平行な他方のサイド面２の画像からサイド面２の欠け、割れ、凹凸、板厚、チッピングなどの欠陥を画像処理によって検査する。 The other side surface inspection process conveyor 9 is a parallel belt type conveyor, for example, which receives the wafer 1 at a constant speed of 200 mm / s and moves the wafer 1 at a constant speed without changing the speed in the transport direction. During the movement of the wafer 1 by the conveyor 9, the two other side surface imaging cameras 13 are arranged in a direction perpendicular to the conveyance direction, and respectively image the other side surface 2 facing in parallel to the conveyance direction. The image data of these captured images is sent to the image processing device 15. The image processing apparatus 15 inspects defects such as chipping, cracking, unevenness, plate thickness, and chipping of the side surface 2 from the image of the other side surface 2 parallel to the conveyance direction by image processing.

このように、ウエハ１は、コーナ面３の検査の過程で、最上流位置のコンベア５による搬送姿勢に対してコーナ面検査工程において９０度旋回しているため、コンベア９の位置での２台のカメラ１３は、残りの向き合うサイド面２を撮像することになる。この結果、合計４台のカメラ１１、１３によって、すべてのサイド面２が撮像され、それらについて画像処理により欠陥の検査が行われる。したがって、ウエハ１の９０度旋回は、対角線４の延長線上からのコーナ面３の半分の撮像と、搬送方向に直角な方向からの向き合うサイド面２の撮像とを可能としていることになる。 As described above, since the wafer 1 is rotated 90 degrees in the corner surface inspection process with respect to the conveying posture by the conveyor 5 at the most upstream position in the process of inspecting the corner surface 3, two wafers 1 at the position of the conveyor 9 are used. The camera 13 images the remaining side surfaces 2 facing each other. As a result, all of the side surfaces 2 are imaged by a total of four cameras 11 and 13, and defects are inspected by image processing. Therefore, the 90 degree rotation of the wafer 1 enables imaging of half of the corner surface 3 from the extended line of the diagonal line 4 and imaging of the side surface 2 facing from a direction perpendicular to the transport direction.

ウエハ１のサイド面２およびコーナ面３の検査では、カメラ１１、１２、１３によって面を拡大し、強調することによって、４つのサイド面２およびコーナ面３について、検査速度１秒／枚のもとで、検出分解能５μｍで、□２０μｍ以上の微少な欠陥の検出が可能となる。 In the inspection of the side surface 2 and the corner surface 3 of the wafer 1, the surface is enlarged and emphasized by the cameras 11, 12, and 13, thereby inspecting the four side surfaces 2 and the corner surface 3 at an inspection speed of 1 second / sheet. Thus, it is possible to detect a minute defect of □ 20 μm or more with a detection resolution of 5 μm.

なお、ウエハ１の上面および下面の検査は、最上流位置のコンベア５の前工程においてまたは最下流位置のコンベア９の後工程において行われる。したがって、画像処理装置１５は、ウエハ１の上面および下面の画像からそれらの面の欠陥を画像処理によって検査を行う。上面および下面の検査では、通常、検出分解能３５μｍで、□０．１ｍｍ以上として、それらの面の汚れや欠落、チッピングなどの欠陥を検出する。 The inspection of the upper surface and the lower surface of the wafer 1 is performed in a pre-process of the conveyor 5 at the most upstream position or in a post-process of the conveyor 9 at the most downstream position. Therefore, the image processing apparatus 15 inspects defects on those surfaces from the images of the upper and lower surfaces of the wafer 1 by image processing. In the inspection of the upper surface and the lower surface, usually, the detection resolution is 35 .mu.m, and .quadrature.

これらの検査結果としての欠陥サイズおよび欠陥座標データは、画像処理装置１５の記憶域または外部の記憶装置に保存される。それらの欠陥データは、トレーサビリティや統計分析として活用できるようになっている。 The defect size and defect coordinate data as the inspection results are stored in the storage area of the image processing device 15 or an external storage device. Such defect data can be used for traceability and statistical analysis.

本発明は、太陽電池用単結晶シリコンウエハの検査のために開発されたが、その他の半導体ウエハの検査にも利用できる。 The present invention was developed for the inspection of single crystal silicon wafers for solar cells, but can also be used for inspection of other semiconductor wafers.

１ウエハ
２サイド面
３コーナ面
４対角線
５一方のサイド面検査工程用のコンベア
６加速用のコンベア
７コーナ面検査工程用のコンベア
８減速用のコンベア
９他方のサイド面検査工程用のコンベア
１０ウエハ側面検査装置
１１一方のサイド面撮像用のカメラ
１２コーナ面撮像用のカメラ
１３他方のサイド面撮像用のカメラ
１４ストッパ
１５画像処理装置
１６プッシャ
１７昇降・旋回ユニット
１８旋回テーブル
１９ベルヌーイ式非接触吸着パット
２０ユニットホルダ
２１リニアガイド
２２照明
２３機台 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer 2 Side surface 3 Corner surface 4 Diagonal line 5 One side surface inspection process conveyor 6 Acceleration conveyor 7 Corner surface inspection process conveyor 8 Deceleration conveyor 9 Other side surface inspection process conveyor 10 Wafer Side inspection device 11 Camera for imaging one side surface 12 Camera for imaging the corner surface 13 Camera for imaging the other side surface 14 Stopper 15 Image processing device 16 Pusher 17 Elevating / turning unit 18 Turning table 19 Bernoulli type non-contact suction Pad 20 Unit holder 21 Linear guide 22 Illumination 23 Machine stand

Claims

For a corner surface inspection process in which a substantially square wafer (1) having four flat side surfaces (2) and four cylindrical corner surfaces (3) on the side surface is subjected to inspection, and the wafer (1) is transferred. The wafer (1) is received on the turning table (18) at the position of the conveyor (7) and the conveyor (7) for the corner surface inspection process, and the wafer (1) is moved to the imaging position by the raising and lowering operation of the turning table (18). An elevation / swivel unit (17) that raises and rotates the wafer (1) by 90 degrees at the imaging position of the wafer (1), and an extension of the diagonal line (4) of the wafer (1) at the imaging position of the wafer (1) Then, four corner surface imaging cameras (12) for imaging the half surface of each corner surface (3) while the wafer (1) is turning, and half of the adjacent corner surface imaging cameras (12). One corner surface (3 And an image processing device (15) for inspecting all corner surfaces (3) of the wafer (1) for defects from the entire image of the four corner surfaces (3). A wafer side inspection apparatus (10) characterized.

A plurality of conveyors that continuously inspect wafers (1) on a substantially square wafer (1) having four flat side surfaces (2) and four cylindrical corner surfaces (3) on the side. (5, 6, 7, 8, 9) and one facing side of the wafer (1) at the position of the conveyor (5) for one side surface inspection process upstream of the conveyor (7) for the corner surface inspection process The wafer (1) is received on the turntable (18) at the position of one of the two side surface imaging cameras (11) for imaging the surface (2) and the conveyor (7) for the corner surface inspection process, The raising / lowering unit (17) for raising the wafer (1) to the imaging position by the raising / lowering operation of the turning table (18) and turning the wafer (1) by 90 degrees at the imaging position of the wafer (1), and the wafer (1) Of the wafer (1) at the imaging position Four corner surface imaging cameras (12) for imaging half the surface of each corner surface (3) on the diagonal line (4) of the wafer (1) during rotation and a conveyor for the corner surface inspection process Two other side surface imaging cameras (13) that image the other facing side surface (2) of the wafer (1) at the position of the conveyor (9) for the other side surface inspection process downstream of (7). ) And the image of the entire surface of one corner surface (3) from the captured image of the half surface of the adjacent corner surface imaging camera (12), and the wafer (from the entire image of the four corner surfaces (3) 1) Inspect all corner surfaces (3) for defects and detect images of two one side surface imaging cameras (11) and two other side surface imaging cameras ( 13) Defects on all side surfaces (2) from the captured image And an image processing apparatus for inspecting the presence or absence (15), the wafer side inspection apparatus characterized by (10).

A Bernoulli-type non-contact suction pad (19) that holds the wafer (1) in the non-contact imaging position at each corner surface (3) at the rising position of the wafer (1) is installed, and the Bernoulli-type non-contact suction pad (19 The wafer side surface inspection apparatus (10) according to claim 1 or 2, wherein the center of the wafer surface is aligned with the optical axis of a camera (12) for corner surface imaging.

Each corner surface imaging camera (12) and Bernoulli-type non-contact suction pad (19) at the corresponding position are integrally attached by a common unit holder (20), on the extension line of the diagonal line (4) of the wafer (1). 4. The wafer side surface inspection apparatus (10) according to claim 3, wherein the position of each corner surface imaging camera (12) is adjustable in the in-focus direction.

After receiving the wafer (1), the acceleration conveyor (6) is switched from a constant speed to a high speed upstream of the corner surface inspection process conveyor (7), and the wafer (1) on the acceleration conveyor (6) is followed. 5. The wafer side surface inspection apparatus (10) according to claim 2, wherein the wafer side surface inspection device (10) is transferred to the conveyor (7) for corner surface inspection process at a high speed.

The wafer (1) of the acceleration conveyor (6) is received and stopped at a high speed by the conveyor (7) for the corner surface inspection process, and the wafer (1) on the conveyor (7) for the corner surface inspection process is moved up and down. The wafer (1) is transferred to the turning unit (17), and the wafer (1) is received from the elevation / turning unit (17) by the conveyor for the corner surface inspection process (7), then accelerated, and then transferred to the subsequent deceleration conveyor (8) at high speed. 6. The wafer side surface inspection apparatus (10) according to claim 2, wherein the wafer side surface inspection apparatus (10) is delivered.

After receiving the wafer (1), the decelerating conveyor (8) is switched from high speed to constant speed downstream of the corner surface inspection conveyor (7), and the wafer (1) on the decelerating conveyor (8) is switched to the other side. 6. The wafer side surface inspection apparatus (10) according to claim 2, wherein the wafer side surface inspection device (10) is transferred to the conveyor (9) for the side surface inspection process at a constant speed.