(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に粘着材料を有する被搬送部材を把持するための、把持用ハンドにおいて、
前記把持用ハンドの本体部には、
前記被搬送部材の周辺部の上面及び下面を把持するための上爪部及び下爪部と、
前記上爪部及び前記下爪部の開閉動作をさせる開閉把持機構と、
前記被搬送部材の上面又は上端部に当接可能なストッパー部とが備えられており、
前記ストッパー部は、
前記開閉把持機構が閉状態にあるときには、前記被搬送部材と当接する当接部が前記上爪部の下面よりも上方に位置し、
前記開閉把持機構が閉状態から開状態に移行する途中の位置で、前記上爪部と共に上方に移動する前記被搬送部材の上面又は上端部に当接することで当該当接部よりも上方に当該被搬送部材が移動するのを制限し、
前記開閉把持機構が開状態にあるときには、前記当接部が前記上爪部の下面よりも下方に位置することを特徴とする、把持用ハンド。
【請求項２】
前記被搬送部材が、半導体ウエハ搬送用のグリップリングであることを特徴とする、請求項１に記載の把持用ハンド。
【請求項３】
前記被搬送部材とストッパー部との当接部は、点接触又は線接触することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の把持用ハンド。
【請求項４】
前記ストッパー部は、前記上爪部を隔てて、複数配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の把持用ハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に粘着材料を有する被搬送部材、特に半導体やＬＥＤ用ウエハや電子回路基板など搬送するためのウエハ搬送用リングを把持する把持用ハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスやＬＥＤなどに用いられる半導体の製造工程では、１枚のウエハ上に多数のチップが配列されて製造されており、ダイシング工程で個々のチップに切断される。切断前ウエハは、ダイシング工程の前に、ウエハの外形よりも大きな内径を有する金属フレーム（以下、ウエハ搬送リング）に貼り付けられた、伸縮性を有する粘着シート（以下、ウエハシート）の上に貼り付けられる。その後、ダイシング工程にて前記ウエハが個々のチップに切断され、エキスパンド工程にてウエハシートが引き延ばされる。そうすることで、前記チップどうしの間隔が拡がり、ピックアップしやすくなる。
【０００３】
前記チップはピックアップされて、電子デバイスに実装されたり、個々にパッケージされたりするが、前記チップをピックアップする前に、前記ウエハシートが引き延ばされた状態で、前記チップの表面やエッジ部に異物や欠けが無いかどうかを検査する工程がある。前記ウエハ搬送リングを搬送する際の形態としては、上下面をグリッパと呼ばれる把持具で把持する形態などがある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
一方、前記検査工程や、前記ピックアップの工程で品種切替などをする場合には、そのままウエハ搬送リングを取り出すと、エキスパンド状態が維持されず、隣り合うチップ同士が接触してしまう。これを避けるために、前記検査工程や、前記ピックアップの工程で品種切替などをする場合には、ウエハシートにグリップリングと呼ばれる２重の嵌合リングが嵌め込まれた状態で、ウエハ搬送用リングが送られてくることがある。そうすることで、前記ウエハシートを引き延ばした状態を保ったまま、半導体チップ同士が接触することなく、次工程に搬送することができる。（例えば、特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０２８０６４号公報
【特許文献２】特開２００８−１３５５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記ウエハ搬送リングの上面にウエハシートが貼られていたり、ウエハシートが前記グリップリングの上面に露出していたりする形態のウエハ搬送用リングや、表面に粘着材料を有する被搬送部材をハンドリングする際、把持ハンドが直接粘着材料に触れることになる。そうすると、前記被搬送部材を把持ハンドで把持した後、把持を解放しようとしても、前記被搬送部材と把持ハンドとが粘着した状態になってしまう。そうすると、把持を解放することができず、搬送動作を中断することになったり、把持解放時に位置ずれしたり、落下したり、種々問題を引き起こしてしまう。
【０００７】
一方、把持ハンドの表面を粘着しにくい材質や形状にして、把持を解放しやすい形態にすると、前記被搬送部材を搬送する時の振動や加減速により、位置ずれしたり落下したりする恐れがあった。
【０００８】
さらに、前記被搬送部材の非粘着部分を選んでハンドリングすることも煩雑であった。
【０００９】
そこで本発明は、表面に粘着材料を有する被搬送部材の粘着部分を把持しても確実に把持を解放できる、把持ハンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
上面に粘着材料を有する被搬送部材を把持するための、把持用ハンドにおいて、
前記把持用ハンドの本体部には、
前記被搬送部材の周辺部の上面及び下面を把持するための上爪部及び下爪部と、
前記上爪部及び前記下爪部の開閉動作をさせる開閉把持機構と、
前記被搬送部材の上面又は上端部に当接可能なストッパー部とが備えられており、
前記ストッパー部は、
前記開閉把持機構が閉状態にあるときには、前記被搬送部材と当接する当接部が前記上爪部の下面よりも上方に位置し、
前記開閉把持機構が閉状態から開状態に移行する途中の位置で、前記上爪部と共に上方に移動する前記被搬送部材の上面又は上端部に当接することで当該当接部よりも上方に当該被搬送部材が移動するのを制限し、
前記開閉把持機構が開状態にあるときには、前記当接部が前記上爪部の下面よりも下方に位置することを特徴とする、把持用ハンドである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、
前記被搬送部材が、半導体ウエハ搬送用のグリップリングであることを特徴とする、請求項１に記載の把持用ハンドである。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、
個々のチップに個片化された半導体チップをエキスパンドした状態でハンドリングし、チップ表面や角部の検査を行い、エキスパンド状態を保ったままピックアップ工程に送ったり、カセットに収納したりすることを自動化できる。そのため、ハンドリングに要する時間を短縮することができ、半導体チップの生産性が向上する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、
前記被搬送部材とストッパー部との当接部は、点接触又は線接触することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の把持用ハンドである。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、
前記ストッパー部と前記被搬送部材との当接部での再粘着が起こりにくい。そのため、被搬送部材の把持解放後の位置ずれが起こりにくくなる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、
前記ストッパー部は、前記上爪部を隔てて、複数配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の把持用ハンドである。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、
前記ストッパー部と前記被搬送部材との当接部に集中する荷重が軽減され、被搬送部材の変形や破損を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の把持ハンドは、表面に粘着材料を有する被搬送部材の粘着部分を把持しても、把持、搬送及び解放動作を迅速かつ確実にができる。また、搬送中は粘着部分を把持しているので、外部からの振動が加わったり急な加減速を伴う高速搬送をしたりしても、把持ハンドに対して前記被搬送部材が位置ずれしたり、落下する恐れがない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】本発明を具現化する形態の第１の例を示す平面図である。
【図１Ｂ】本発明を具現化する形態の第１の例を示す側面図である。
【図２】本発明を具現化する形態の第２の例を示す側面図である。
【図３】本発明を具現化する形態の第３の例を示す側面図である。
【図４】本発明を具現化する形態の第４の例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。
図１Ａは、本発明を具現化する形態の第１の例を示す平面図である。
図１Ｂは、本発明を具現化する形態の第１の例を示す側面図である。
各図において直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向
とする。特にＺ方向は矢印の方向を上とし、その逆方向を下と表現する。
【００２０】
把持ハンド１は、ハンド本体部２と、上爪部３１及び下爪部３３を含む開閉把持機構３と、ストッパー部４とを含んで、構成されている。ハンド本体部２は、多軸ロボットに取り付けられて自動制御プログラムにより位置制御され、外部からの開閉信号により開閉動作がおこなわれる。或いは、ハンド本体部２は、持ち手に取り付けられて、人手による操作が可能なように構成しても良い。
【００２１】
開閉把持機構３は、開閉チャック３０を含んで構成されており、開閉チャック３０には
上爪部３１と下爪部３３とが取り付けられている。そして、開閉把持機構３は、搬送対象となるウエハ搬送用リング１０の厚み方向（つまりＺ方向）に、上爪部３１と下爪部３３とが移動できる構造をしている。そのため、開閉把持機構３は、閉状態にあってはウエハ搬送用リング１０の外周部を表裏面から挟んで保持し、開状態にあっては把持を解放したりする、いわゆる開閉動作を行うことができる。
【００２２】
開閉チャック３０の側方には、棒状ストッパー４１ａ，４１ｂで例示されるようなストッパー部４が取り付けられている。棒状ストッパー４１ａ，４１ｂの先端部は、ウエハ搬送用リング１０の外周より内側に位置しており、開閉把持機構３が閉状態にあるときにはウエハ搬送用リング１０とは接しない位置、つまりウエハ搬送用リング１０の上方に配置されている。そして、開閉把持機構３が開いてウエハ搬送用リング１０が上爪部３１に密着して上爪部３１と共に上方に移動し、開閉チャック３０の開限位置となる前に、棒状ストッパー４１ａ，４１ｂとウエハ搬送用リング１０の上面又は上端部とが当接する。そうすることで、ウエハ搬送用リング１０は、上方への移動が制限される。
【００２３】
その後、開閉チャック３０がさらに開限位置に向かって開くため、ウエハ搬送用リング１０と上爪部３１との密着が剥がれ、ウエハ搬送用リング１０は把持状態から解放される。このとき、開閉把持機構３が閉状態にあるときの、ウエハ搬送用リング１０とストッパー部４の当接部とのＺ方向の距離を小さくすることが好ましい。そうすることで、ウエハ搬送用リング１０がストッパー部４に当接した後の落下距離が小さくて済み、水平方向（つまりＸＹ方向）に位置ずれしにくく、落下による衝撃も少なくて済む。
【００２４】
［ストッパー部バリエーション］
図２は本発明を具現化する形態の第２の例を示す側面図である。
上述で例示した棒状ストッパー４１ａ，４１ｂに替えて、先端部が球状をした球面ストッパー４２ａ，４２ｂが、開閉チャック３０の側方に取り付けてある。この球面ストッパー４２ａ，４２ｂの先端部は、ウエハ搬送リング１０の外周よりも内側に配置されており、開閉把持機構３が閉状態にあるときにはウエハ搬送用リング１０とは接しない位置、つまりウエハ搬送用リング１０の上方に配置されている。そして、開閉把持機構３が開いてウエハ搬送用リング１０が上爪部３１に密着して上爪部３１と共に上方に移動し、開閉チャック３０の開限位置となる前に、球面ストッパー４２ａ，４２ｂの先端部の球面部とウエハ搬送用リング１０の上面又は上端部とが当接する。そうすることで、ウエハ搬送用リング１０は、上方への移動が制限される。
【００２５】
図３は、本発明を具現化する形態の第３の例を示す側面図である。
上述で例示した棒状ストッパー４１ａ，４１ｂに替えて、中間部から先端部にかけて屈曲した形状の屈曲型ストッパー４３ａ，４３ｂが、開閉チャック３０の側方に取り付けてある。この屈曲型ストッパー４３ａ，４３ｂは、屈曲の起点となる部分がウエハ搬送リング１０の外周よりも外側に配置されており、先端部がウエハ搬送リング１０の外周よりも内側に配置されており、開閉把持機構３が閉状態にあるときにはウエハ搬送用リング１０とは接しない位置、つまりウエハ搬送用リング１０の上方に配置されている。そして、開閉把持機構３が開いてウエハ搬送用リング１０が上爪部３１に密着して上爪部３１と共に上方に移動し、開閉チャック３０の開限位置となる前に、屈曲型ストッパー４３ａ，４３ｂの当接部とウエハ搬送用リング１０の上端部とが当接する。そうすることで、ウエハ搬送用リング１０は、上方への移動が制限される。
【００２６】
図４は、本発明を具現化する形態の第４の例を示す側面図である。
上述で例示した棒状ストッパー４１ａ，４１ｂに替えて、全体がウエハ搬送リング１０の上面に対して傾斜している傾斜型ストッパー４４ａ，４４ｂが、開閉チャック３０の側方に取り付けてある。この傾斜型ストッパー４４ａ，４４ｂの先端部は、ウエハ搬送リング１０の外周よりも内側に配置されており、開閉把持機構３が閉状態にあるときにはウエハ搬送用リング１０とは接しない位置、つまりウエハ搬送用リング１０の上方に配置されている。そして、開閉把持機構３が開いてウエハ搬送用リング１０が上爪部３１に密着して上爪部３１と共に上方に移動し、開閉チャック３０の開限位置となる前に、傾斜型ストッパー４４ａ，４４ｂの当接部とウエハ搬送用リング１０の上端部とが当接する。そうすることで、ウエハ搬送用リング１０は、上方への移動が制限される。
【００２７】
ストッパー部４は、上述の図２〜４を用いて例示した形状をしているので、ウエハ搬送リング１０との当接状態から開閉チャック３０がさらに開限位置に向かって開くと、ウエハ搬送用リング１０と上爪部３１との密着が剥がれ、ウエハ搬送用リング１０は把持状態から解放される。
【００２８】
ストッパー部の下面のウエハ搬送用リング１０との当接部は、平面であっても良いが、
ストッパー部の下面のウエハ搬送用リング１０とが当接することで粘着力が及ぶのであれば、当接部の接触面積が減るように線接触又は点接触することが好ましい。線接触させる場合、ストッパー部の断面が多角形であれば、稜部が当接部となるように配置すれば良いし、ストッパー部の断面が円形であれば、線接触となる。
一方、点接触させる場合、ストッパー部４の先端部のウエハ搬送用リング１０との当接部が、球面もしくは錐状となっていれば良い。
そのため、ストッパー部４とウエハ搬送用リング１０との当接部での再粘着が起きこりにくく、ストッパー部４とウエハ搬送用リング１０との当接部の粘着力が弱い状態でウエハ搬送用リング１０と上爪部３１とが解放され、ウエハ搬送用リング１０とストッパー部４とは、ウエハ搬送用リング１０の自重により容易に解放される。そうすることで、ウエハ搬送用リング１０の把持解放後の位置ずれが起こりにくくなる。
【００２９】
したがって、上述した棒状ストッパー４１ａ，４１ｂの形状は、断面が円形、三角形、四角形または他の多角形をした棒状のものであっても良い。
またストッパー材質は、金属や樹脂などが例示でき、さらに表面には粘着防止コーティングや加工が施されていることが好ましい。
【００３０】
また、ストッパー部４は、１つの部材で構成しても良いが、複数配置することができる。そうすることで、同時に複数のストッパー部４に接触するため、それぞれの当接部に集中する荷重が軽減され、ウエハ搬送用リング１０の変形や破損を防ぐことができる。
さらに、前記複数配置されたストッパー部は、上爪部３１を隔てて、複数配置されていることが好ましい。そうすることで、上爪部３１の開時に被搬送材料が傾いて把持が開放されることを防ぐことが出来る。
【００３１】
上述では、ストッパー部４は、開閉チャック３０に取り付けられている例を示したが、ハンド部２に取り付けたり、固定用ブラケットを介して取り付けたりしても良く、ウエハ搬送用リング１０が上爪部３１に密着した状態で上方に移動しつづけることを制限する構造をしていれば良い。
【００３２】
上述では、ストッパー部４の当接部がウエハ搬送用リング１０の上面又は上端部とが当接する例を示しているが、ストッパー部４の当接部がウエハ搬送用リング１０の上端部とが当接することが、より好ましい。ウエハ搬送用リング１０の上端部（角部）であれば、ストッパー部４との粘着力が及ばなかったり、粘着力が弱かったりするからである。
【００３３】
上述した把持ハンド１を用いることで、表面に粘着材料を有する被搬送部材の粘着部分を把持しても、把持、搬送及び解放動作を迅速かつ確実にができる。また、搬送中は粘着部分を把持しているので、外部からの振動が加わったり急な加減速を伴う高速搬送をしたりしても、把持ハンドに対して位置ずれしたり、落下する恐れがない。
【符号の説明】
【００３４】
１    把持ハンド
２    ハンド本体部
３    開閉把持機構
４    ストッパー部
１０    ウエハ搬送リング
３１    上爪部
３３    下爪部
４１    棒状ストッパー
４２    球面ストッパー
４３    屈曲型ストッパー
４４    傾斜型ストッパー
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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