JP2021153115A - ピンセット - Google Patents

Abstract

【課題】把持対象物が把持適正位置にあるかの判別が簡単にでき、把持位置のずれによる把持対象物の落下・割れを低減できるピンセットを提供する。【解決手段】少なくとも１つのセンサーを備え、少なくとも１つのセンサーの認識結果に基づいて把持対象物の位置判定を行い、位置判定の結果を通知部によりピンセットの使用者に通知する。【選択図】図１

Description

本開示は、平板状の把持対象物を把持するピンセットに関するものである。

例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという）用のピンセットでウエハを把持する際、素子や回路が形成されている領域を傷つけないため、ウエハのうち、素子や回路が設けられていない外周部分を把持する。特許文献１には、ウエハの外周部分を把持するピンセットが開示されている。

特開２０１５−２３０９１７号公報

従来のピンセットであって外周部分を把持する方式のピンセットにおいては、把持対象物が把持適正位置にあるかどうかの判断を作業者が行う必要があったが、把持対象物が把持適正位置にあるか判別がつきにくく、作業者の技量によっては把持位置のずれに繋がりやすかった。例えば、従来のピンセットでは、把持対象物を把持する把持片のカーブ延在形状の一端側では把持対象物が把持されているが、もう一端側では把持対象物が把持されていない、という状態が発生しやすかった。従来のピンセットでは、このような把持位置のずれにより、把持対象物の落下・割れが発生するという問題があった。

本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、把持対象物が把持適正位置にあるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによる把持対象物の落下・割れを防止できるピンセットを提供することを目的とする。

本開示によれば、平板状の把持対象物を把持するピンセットであって、把持対象物のカーブ輪郭部分を両面から挟み込んで把持可能な、平面視でカーブ延在形状を有する一対の把持片、を備えるヘッド部と、通知部と、を備え、ヘッド部は、把持対象物を認識する少なくとも１つのセンサーをさらに備え、少なくとも１つのセンサーはそれぞれ、一対の把持片により挟まれる位置の把持対象物を認識するよう設けられており、少なくとも１つのセンサーの認識結果に基づいて把持対象物の位置判定を行い、位置判定の結果を通知部によりピンセットの使用者に通知する、ピンセット、が提供される。

本開示のピンセットは、把持対象物を認識する少なくとも１つのセンサーを備え、少なくとも１つのセンサーの認識結果に基づいて把持対象物の位置判定を行い、位置判定の結果を通知部によりピンセットの使用者に通知する。これにより、本開示のピンセットは、把持適正位置に把持対象物があるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによる把持対象物の落下・割れを防止できる。

実施の形態１及び２のピンセットの平面図である。 実施の形態１及び２のピンセットの斜視図である。 実施の形態１及び２のピンセットの、図１のＡ−Ａ線における断面図である。 実施の形態１及び２のピンセットの把持片の平面図である。 実施の形態１のピンセットの、図１のＢ−Ｂ線における断面図である。 実施の形態１及び２のピンセットと、把持適正位置にあるウエハの図である。 実施の形態１及び２のピンセットと、把持適正位置にないウエハの図である。 実施の形態２のピンセットの、図１のＢ−Ｂ線における断面図である。 実施の形態１及び２のピンセットの、各センサーと制御部の接続の仕方を表す図である。

＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．構成＞
図１は、実施の形態１におけるピンセット１の構成を示す平面図である。ピンセット１は、平板状の把持対象物であるウエハ１０を把持するピンセットである。図２はピンセット１の構成を示す斜視図である。なお、ピンセット１について平面視、平面図という場合、当該平面は、ピンセット１で平板状の把持対象物を把持した場合の平板の平面である。

図１、図２、図９に示されるように、ピンセット１は、ハンドル２、スイッチ３、通知部４、ヘッド部５、制御部１７、及びケーブル１８を備える。図９では、後述の説明が分かりやすいよう、ヘッド部５やハンドル２の形状は図１、図２とは異なるように描かれている。また、図９では、スイッチ３と通知部４は省略されている。

ハンドル２は使用者がピンセット１を持つためのものである。

スイッチ３は、後述の真空吸着機構の動作のオンオフを切り替えるスイッチである。但し、スイッチ３による真空吸着機構の動作のオンオフの切り替えは、ある条件下ではできないよう制限されていてもよい。当該条件について具体的には後述する。

通知部４は、後述のセンサー６によるウエハ１０の認識に基づく位置判定の結果を通知する。

スイッチ３及び通知部４はハンドル２の表面に設けられている。制御部１７はハンドル２の表面から見える必要はないが、図１及び図２ではピンセット１の構成要素であることを示すためにハンドル２に重ねて示されている。

ヘッド部５は図１、図２に示されるように、ハンドル２の先端に取り付けられている。図３は、図１のＡ−Ａ線におけるヘッド部５の断面である。ヘッド部５は、図２及び図３に示されるように、把持片５ａ、把持片５ｂ、接続部５ｃ、屈曲度可変部１１、センサー６、及びパッド８を備える。把持片５ａ及び把持片５ｂは図１に示されるように平面視でカーブ延在形状を有する。また、ヘッド部５には、溝２０が形成されている。センサー６はヘッド部５の図３に示される断面上には存在しないが、後でセンサー６の配置を説明するために図３に示されている。以下、ヘッド部５の構造を詳しく説明する。

図３（ａ）に示されるように、把持片５ａ及び把持片５ｂは、屈曲度可変部１１及び接続部５ｃを通して繋がっている。ヘッド部５には、一対の把持片５ａ,５ｂ及び接続部５ｃにより、把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状のカーブの延在方向に沿って延びウエハ１０が進入可能な溝２０が形成されている。

図３（ｂ）に示されるように、接続部５ｃは、ウエハ１０に溝２０への進入方向から接してウエハ１０の進入方向の位置を決める位置決め部として働く。ヘッド部５は、接続部５ｃが位置決め部として働くものでなく、例えば図３（ｃ）のように接続部５ｃの代わりに把持片５ａからの突起５ｄがあり、ウエハ１０が突起５ｄまでしか差し込めない、という構成でもよい。その場合には、突起５ｄが位置決め部として働き、図３（ｃ）の紙面上で突起５ｄより右側までを実質的に溝２０とみなし、溝２０の深さは突起５ｄまでの深さとする。また、位置決め部は、把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状のカーブの延在方向に離散的に設けられているものでもよい。ヘッド部５は、図３（ｂ）に示すように、溝２０に差し込まれたウエハ１０のカーブ輪郭部分を、一対の把持片５ａ、５ｂによって両面から挟み込んで把持可能である。

ヘッド部５はウエハ１０を認識する複数のセンサー６を備える。把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状の両端側でウエハ１０を把持できることを検出するため、センサー６は、把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状の少なくとも一端側と他端側に設けられる。また、複数のセンサー６はそれぞれ、一対の把持片５ａ,５ｂにより挟まれる位置のウエハ１０を認識するよう設けられる。センサー６は、カーブ延在形状の一端側と他端側に１つずつ設けられていてもよいし、カーブ延在形状の一端から他端まで多数が配置されていてもよいが、本実施の形態では、図４のように、センサー６は、把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状の一端側、他端側、及び中央部分の３か所に設けられているとする。図９に示すように、センサー６はケーブル１８により、制御部１７と繋がっている。位置判定に必要な情報が制御部１７で得られる構成であれば、３つのセンサー６は図９（ａ）のようにケーブル１８で直列に繋がれてもよいし、図９（ｂ）のようにケーブル１８で個別に制御部１７と繋がれてもよい。なお、上記のとおり、図９では、センサー６と制御部１７の繋がり方が分かりやすいように、ヘッド部５やハンドル２の形状は図１、図２とは異なるように描かれている。

図５は図１のＢ−Ｂ線におけるヘッド部５の断面を示す。当該断面はヘッド部５に設けられたセンサー６を横切る断面である。図５はピンセット１のセンサー６の、光センサー１２による構成例を示す。当該構成のセンサー６は、発光素子１２ａ及び受光素子１２ｂを備える。センサー６は、発光素子１２ａから光を発し、当該光を直接受光素子１２ｂにより検知する透過型でもよいし、発光素子１２ａから光を発し、当該光がヘッド部５で反射したものを受光素子１２ｂにより検知する反射型でもよい。さらに、図５（ａ）のように発光素子１２ａ及び受光素子１２ｂがそれぞれ把持片５ａ及び把持片５ｂに配置されていてもよいし、図５（ｂ）のように発光素子１２ａ及び受光素子１２ｂのいずれかが接続部５ｃに配置されていてもよい。また、光センサー１２は、発光素子と受光素子が別々でなく一体型にまとめられたものであってもよい。

制御部１７は、複数のセンサー６によるウエハ１０の認識結果に基づいてウエハ１０の位置判定を行う。制御部１７は例えばマイクロコンピュータ又は集積回路を備え、それにより、ウエハ１０の位置判定や、通知部４の制御を行う。また、各光センサー１２がウエハ１０を認識しているかどうかは、受光素子１２ｂにて検知した光量が閾値以上かどうかにより制御部１７が判断する。当該閾値は例えば予め任意に設定する。

制御部１７はセンサー６から得られた情報を基にウエハ１０の位置判定を行う。本実施の形態では、制御部１７は、位置判定において、ウエハ１０が把持適正位置にあるかどうかを判定する。センサー６は、ウエハ１０が把持適正位置にあるかどうかを判定できるような位置に設けられる。把持適正位置は、対象とするウエハ１０の状況により変わるが、少なくとも、把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状の延在方向の全体に渡りウエハ１０が溝２０に進入しているような位置である。ピンセット１でウエハ１０をしっかり把持することが望ましい場合には、把持適正位置は、把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状の延在方向の全体に渡りウエハ１０が溝２０の奥の方まで進入している位置である。ウエハ１０の把持適正位置は、例えば、把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状の延在方向の全体に渡り、ウエハ１０が溝２０に溝２０の深さの半分以上進入している位置である。この場合、例えば、３つのセンサー６それぞれは、ウエハ１０のうち、溝２０に溝２０の深さの半分以上差し込まれた部分のみを認識するよう設けられる。

本実施の形態では、３つのセンサー６それぞれは、ウエハ１０のうち、溝２０に溝２０の深さの半分以上差し込まれた部分のみを認識するよう設けられている。制御部１７は、位置判定において、複数のセンサー６の全てがウエハ１０を認識した場合に、ウエハ１０が把持適正位置にあると判定し、位置判定において、複数のセンサー６のいずれかがウエハ１０を認識していない場合に、ウエハ１０が把持適正位置にないと判定する。

ヘッド部５は、ウエハ１０の両面を真空吸着する真空吸着機構を備え、ウエハ１０の両面を当該真空吸着機構で真空吸着することによりウエハ１０を把持する。ヘッド部５の真空吸着機構は、図２、図３、及び図４に示されるように把持片５ａ及び把持片５ｂに形成されている真空吸着孔７を通して溝２０の側を吸気するものである。但し、真空吸着機構は図示されない排気側の機構を有する。平面視で把持片５ａ及び把持片５ｂの溝２０側から見える真空吸着孔７は任意の数・配置であってよい。

パッド８は、ピンセット１でウエハ１０を把持した際にウエハ１０がパッド８以外と接しないよう、図３に示されるように、把持片５ａ、把持片５ｂ、及び接続部５ｃそれぞれの表面に設けられる。パッド８は樹脂製のパッドであり、材質は例えばフッ素ゴムである。パッド８は、平面視においてパッド８に囲まれた領域が真空吸着機構の吸着口となるよう配置されている。つまり、図４に示されるように、パッド８は、溝２０の側から見た平面視で真空吸着孔７を囲むように配置される。但し、パッド８は、平面視で真空吸着孔７を囲むものの他に、別の場所にも配置されていてもよい。ヘッド部５がパッド８を備えていないようなものでもよいが、ヘッド部５がパッド８を備えていない場合には、把持片５ａ及び把持片５ｂを溝２０の側から見た平面視で、図４で真空吸着孔７が見えている領域が吸着口となる。

真空吸着機構の吸着口は、ウエハ１０が把持適正位置にある場合には、ウエハ１０が平面視において真空吸着機構の吸着口全面と重なる、という条件（以下、吸着口配置条件と記す）を満たすよう配置される。例えば、図３（ｂ）に示されるように、溝２０の奥の方にセンサー６が配置され、センサー６より浅い位置に吸着口が配置される。なお、上記のように、センサー６は図３に示される断面上には存在しないが、溝２０の深さ方向の配置を説明するために図３に示されている。但し、センサー６は、図３に示される断面上で吸着口より溝２０の奥側にあるよう配置されていてもよい。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、把持片５ａ及び把持片５ｂは、屈曲度可変部１１及び接続部５ｃを通して互いに繋がっている。つまり、把持片５ａ及び把持片５ｂは、屈曲度可変部１１を通して互いに繋がっている。屈曲度可変部１１は、ピンセット１が真空吸着機構での真空吸着によりウエハ１０を把持した際に真空吸着機構がウエハ１０の両面を吸着する力で、屈曲度可変部１１の屈曲度合いが変わるよう構成されている。屈曲度可変部１１の屈曲度合いの可変幅は、屈曲度可変部１１の素材の厚みの調整あるいは屈曲度可変部１１の素材の選定により、調整可能である。屈曲度可変部１１の素材は例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）である。

制御部１７は、ウエハ１０の位置判定に伴って、真空吸着機構の動作のオンとオフの切り替えやスイッチ３の動作を制御してもよい。真空吸着機構の真空吸着の動作は、例えば、以下の１）から３）のいずれかの形でオンとオフを切り替えられるよう制御される。
１）制御部１７の位置判定とは関係なく、スイッチ３の操作により、真空吸着機構のオンとオフの切り替えを行う。
２）ウエハ１０が把持適正位置にない場合には、スイッチ３を操作しても真空吸着機構の真空吸着動作をオフからオンにできない。ウエハ１０が把持適正位置にある場合には、スイッチ３の操作により真空吸着機構の真空吸着動作をオフからオンにできる。その後スイッチ３を操作することで真空吸着機構の真空吸着動作がオフとなる。
３）ウエハ１０が把持適正位置にあると自動で真空吸着機構の真空吸着動作をオフからオンにする。その後スイッチ３を操作することで真空吸着機構の真空吸着動作がオフとなる。ウエハ１０の位置が把持適正位置になってすぐに真空吸着機構の真空吸着動作をオフからオンにするのではなく、一定時間、例えば１秒、ウエハ１０が把持適正位置にある場合に、自動で真空吸着機構の真空吸着動作をオフからオンにするようにしてもよい。

通知部４は、位置判定の結果をピンセット１の使用者に通知する。通知部４は例えば可視光又は音又はその両方を用いて位置判定の結果をピンセット１の使用者に通知する。通知部４による通知方法は、ウエハ１０が把持適正位置にある場合と把持適正位置にない場合の区別が付けられればよい。例えば通知部４が、ランプを備えランプにより通知を行うものの場合、ランプが光らない、というものも通知の一つのパターンとして用いることができる。つまり、通知部４は、ウエハ１０が把持適正位置にあるかどうかを、ランプが光るかどうかによりそれぞれ通知するものでもいい。通知部４による通知は、ランプであれば、他にも、点灯・点滅のパターン、光るランプの個数、出す光の色の制御により、行うことができる。通知部４はブザーを備え、ブザー音のパターンを制御することで、通知を行うものであってもよい。

通知部４による通知は、様々な通知のパターンを用いることで、ウエハ１０が把持適正位置にあるかどうか以外の情報も通知するものでもよい。例えば、通知部４は複数のセンサー６それぞれに対応したランプを備え、各センサー６それぞれの認識状態を、各ランプの点灯の有り無しによりピンセット１の使用者に通知する。また、例えば、通知部４は、真空吸着機構の動作状態を通知する。

通知部４は、使用者に位置判定の結果等の通知を行うことができれば、ランプやブザーではなく、例えば、内臓モニタや、もしくは外部モニタを繋ぐことのできるインターフェースを備えてもよい。通知部４が外部モニタを繋ぐことのできるインターフェースを備える場合は、ピンセット１は、通知部４により、外部モニタを通して、使用者に位置判定の結果等を通知する。また、通知部４は、ランプ、ブザー、内臓モニタ、及び外部モニタを繋ぐことのできるインターフェース、のうちの複数を備えていてもよい。

＜Ａ−２．動作＞
ピンセット１でウエハ１０を把持する際の動作について説明する。各センサー６の認識状態を説明するため、図６、図７のように、３つのセンサー６のうち、一端側と他端側のセンサー６をセンサー６ａとセンサー６ｃ、中央部分のセンサー６をセンサー６ｂとする。

まず使用者が、ウエハ１０のカーブ輪郭部分を、溝２０に差し込む。制御部１７は、センサー６の認識結果に基づいて、ウエハ１０の位置判定を行い、位置判定の結果を通知部４によりピンセット１の使用者に通知する。

図６に示すような状態で３つのセンサー６全てがウエハ１０を認識している場合を考える。この場合、ウエハ１０が把持適正位置にあると制御部１７が判定する。ピンセット１は通知部４により位置判定の結果を通知し、ウエハ１０が把持適正位置にあると判定した旨をピンセット１の使用者に認知させる。

例えば図７に示されるようにウエハ１０のカーブ輪郭部分がヘッド部５の適切な位置に収納されておらず、センサー６ａとセンサー６ｂはウエハ１０を認識しているが、センサー６ｃはウエハ１０を認識していない場合を考える。この場合、制御部１７はウエハ１０が把持適正位置にないと判定する。通知部４により位置判定の結果を通知し、ウエハ１０が把持適正位置にないと判定した旨をピンセット１の使用者に認知させる。

背景技術の項目でも説明したように、ウエハ１０を保持する際、回路が形成されている領域を傷つけないため、回路が設けられていない狭い外周部分を把持する必要がある。従来のピンセットにおいては、ウエハ１０が把持適正位置にあるかどうかの判断を作業者が行う必要があったが、ウエハ１０の狭い外周部分を把持する場合にはウエハ１０が把持適正位置にあるか判別がつきにくく、作業者の技量によっては把持位置のズレに繋がりやすかった。例えば、従来のピンセットでは、図７のように、把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状の一端側ではウエハ１０が把持されているが、もう一端側はウエハ１０が把持されていない、という状態が発生しやすかった。また、従来のピンセットで真空吸着によりウエハ１０の狭い外周部分を把持するものの場合には、真空吸着が正しく行える適正位置にウエハ１０があるかどうかの判別がつきにくかった。従来のピンセットでは、把持位置のズレにより、ウエハ１０の落下・割れが発生するなどの問題があった。

本実施の形態１のピンセット１は、センサー６が把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状の少なくとも一端側と他端側に設けられていることにより、把持適正位置に把持対象物があるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによる把持対象物の落下・割れを防止できる。また、真空吸着機構の吸着口が吸着口配置条件を満たしていることにより、ピンセット１は、真空吸着が確実に行えるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによる把持対象物の落下・割れを防止できる。

ウエハ１０が把持適正位置にある場合、ピンセット１は、上記の１）から３）のいずれかの構成に従って、スイッチ３の操作により、もしくは自動で、真空吸着機構の動作をオンにし、ウエハ１０を真空吸着により把持する。

２）の構成の場合、ピンセット１が、ウエハ１０が把持適正位置にない場合には真空吸着機構の真空吸着動作をオフからオンにできないよう設定されていることで、ウエハ１０が把持適正位置にない場合に誤って真空吸着動作をオンにすることを防げる。

３）の構成の場合、ピンセット１はウエハ１０が把持適正位置にあることにより自動で真空吸着機構の真空吸着動作をオンにすることで、ウエハ１０が把持適正位置にある場合に、確実に真空吸着動作をオンにできる。

真空吸着機構の動作がオンになると、ヘッド部５の屈曲度可変部１１の屈曲度合いが変わることで、ウエハ１０の両面へスムーズに真空吸着を行うことができる。ウエハ１０を真空吸着している際、ウエハ１０がヘッド部５と直接接触せず、パッド８がヘッド部５と接触し固定する。

真空吸着機構がウエハ１０の両面それぞれを真空吸着するものであることにより、真空吸着機構がウエハ１０の片面を真空吸着するものの場合と比べ、より安定して把持できる。

ヘッド部５は、ヘッド部５でウエハ１０を把持する際にウエハ１０と接する樹脂製のパッド８を備える。これにより、ウエハ１０の外周部がヘッド部５のパッド８以外の部分と直接接触せず、異物発生やウエハ１０のキズ・欠けが抑制される。

パッド８は、平面視においてパッド８に囲まれた領域が真空吸着機構の吸着口となるよう配置されている。これにより、真空吸着機構の吸着性能が高まる。

＜Ａ−３．効果＞
一対の把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状の少なくとも一端側と他端側に設けられた複数のセンサー６はそれぞれ、一対の把持片５ａ,５ｂにより挟まれる位置のウエハ１０を認識するよう設けられており、ピンセット１は複数のセンサー６の認識結果に基づいてウエハ１０の位置判定を行い、位置判定の結果を通知部４によりピンセット１の使用者に通知する。これにより、ピンセット１は、把持適正位置にウエハ１０があるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによるウエハ１０の落下・割れを防止できる。

ヘッド部５には、一対の把持片５ａ,５ｂ及び位置決め部により、一対の把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状のカーブの延在方向に沿って延びウエハ１０が進入可能な溝２０が形成されている。これにより、ウエハ１０を認識しているセンサー６と溝２０の底面とでウエハ１０の位置が精度良く定まるため、ピンセット１は、ピンセット１でウエハ１０の外周部分を精度良く把持できる位置にウエハ１０があるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによるウエハ１０の落下・割れを防止できる。

ピンセット１は、位置判定において、複数のセンサー６の全てがウエハ１０を認識した場合に、ウエハ１０が把持適正位置にあると判定し、位置判定において、複数のセンサー６のいずれかがウエハ１０を認識していない場合に、ウエハ１０が把持適正位置にないと判定する。これにより、ピンセット１は、ピンセット１でウエハ１０の外周部分をより精度良く把持できる位置にウエハ１０があるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによるウエハ１０の落下・割れを防止できる。

センサー６それぞれは、ウエハ１０のうち、溝２０に溝２０の深さの半分以上差し込まれた部分のみを認識するよう設けられている。これにより、ピンセット１は、把持適正位置にウエハ１０がありピンセット１でウエハ１０をしっかり把持できることを使用者が容易に確認でき、把持位置のずれによるウエハ１０の落下・割れを防止できる。

ピンセット１の真空吸着機構はウエハ１０の両面それぞれを真空吸着するものである。これにより、片面での真空吸着の場合と比べて把持の安定性が高まる。

真空吸着機構の吸着口が吸着口配置条件を満たしていることにより、ピンセット１は、真空吸着が確実に行えるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによる把持対象物の落下・割れを防止できる。

一対の把持片５ａ,５ｂは屈曲度可変部１１を通して互いに繋がっており、屈曲度可変部１１は、真空吸着機構がウエハ１０の両面を吸着する力で、屈曲度可変部１１の屈曲度合いが変わるよう構成されている。これにより、真空吸着機構の動作がオンになった際に、スムーズに真空吸着状態に移行できる。

ピンセット１はウエハ１０が把持適正位置にあることにより自動で真空吸着機構の真空吸着動作をオンにする。これにより、ウエハ１０が把持適正位置にある場合に、確実に真空吸着動作をオンにできる。

ピンセット１は、ウエハ１０が把持適正位置にない場合には真空吸着機構の真空吸着動作をオフからオンにできないよう設定されている。これにより、ウエハ１０が把持適正位置にない場合に誤って真空吸着動作をオンにすることを防げる。

樹脂製のパッド８は、平面視においてパッド８に囲まれた領域が真空吸着機構の吸着口となるよう配置されている。これにより、真空吸着機構の吸着性能が高まる。

ヘッド部５はヘッド部５でウエハ１０を把持する際にウエハ１０と接する樹脂製のパッド８を備える。これにより、異物発生やウエハ１０のキズ・欠けが抑制される。

センサー６は光センサー１２である。これにより、センサー６はウエハ１０を精度良く認識できる。

通知部４は可視光又は音又はその両方を用いて位置判定の結果をピンセット１の使用者に通知する。これにより、ピンセット１の使用者は、位置判定の結果を容易に把握できる。

通知部４は、各複数のセンサー６でのウエハ１０の認識状態それぞれをピンセット１の使用者に通知する。これにより、ピンセット１の使用者は、ウエハ１０が把持適正位置にない状態で、ウエハ１０の位置を把持適正位置にするために、ピンセット１またはウエハ１０をどう動かせば良いかが分かる。

＜Ａ−４．変形例＞
ヘッド部５の真空吸着機構はウエハ１０の両面ではなく片面を真空吸着するものであってもよい。つまり、ヘッド部５はウエハ１０の少なくとも片面を真空吸着する真空吸着機構を備え、ヘッド部５はウエハ１０の少なくとも片面を真空吸着機構で真空吸着することによりウエハ１０を把持するものでよい。この場合も、吸着口配置条件は満たす必要がある。真空吸着機構はウエハ１０の片面を真空吸着するものであっても、吸着口配置条件が満たされていることにより、ピンセット１は、ウエハ１０が真空吸着機構で確実に真空吸着可能な位置にあるかの確認を使用者が容易にできる。また、ピンセット１は、真空吸着機構がウエハ１０の片面を真空吸着するものであっても、真空吸着機構により、手動で把持する場合と比べ安定してウエハ１０を把持することができる。

ピンセット１は、真空吸着孔７及び真空吸着機構を備えるものとして説明したが、ピンセット１は、真空吸着孔７及び真空吸着機構を備えず、溝２０に差し込まれたウエハ１０を手動で把持するものであってもよい。この場合には、パッド８の配置は、平面視において真空吸着孔７を囲むという条件は無く、ピンセット１でウエハ１０を把持した際にウエハ１０と接する位置に配置されればよい。また、スイッチ３は無くてもよい。このようにピンセット１が真空吸着孔７及び真空吸着機構を備えないものである場合でも、センサー６により、ピンセット１の使用者は、把持適正位置にウエハ１０があることを容易に確認でき、ウエハ１０のずれによるウエハ１０の落下・割れを防止できる。また、パッド８により、異物発生やウエハ１０のキズ・欠けが抑制される。

ピンセット１は、真空吸着孔７及び真空吸着機構及びパッド８を備えないものであってもよい。この場合も、センサー６により、ピンセット１は、把持適正位置にウエハ１０があるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによるウエハ１０の落下・割れを防止できる。

制御部１７は、位置判定において、複数のセンサー６の全てがウエハ１０を認識した場合に、ウエハ１０が把持適正位置にあると判定し、位置判定において、複数のセンサー６のいずれかがウエハ１０を認識していない場合に、ウエハ１０が把持適正位置にないと判定するものとして説明したが、制御部１７は異なる形で位置判定を行ってもよい。例えば、一部のセンサー６がウエハ１０を認識していなくても、ウエハ１０が把持適正位置にあると判定するものであってもよい。但し、その場合でも、制御部１７は、位置判定においては、複数のセンサー６のうち、一対の把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状の一端側に設けられたセンサー６と他端側に設けられたセンサー６と、がウエハ１０を認識している場合にのみ、ウエハ１０が把持適正位置にあると判定する。このような構成によっても、ピンセット１は、把持適正位置にウエハ１０があるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによるウエハ１０の落下・割れを防止できる。また、このような構成によっても、真空吸着機構の吸着口が吸着口配置条件を満たしていることにより、ピンセット１は、真空吸着が確実に行えるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによる把持対象物の落下・割れを防止できる。

制御部１７は、位置判定において、ウエハ１０が把持適正位置にあるかどうかを判定するとしたが、位置判定は、把持適正位置の判定はせず単に各センサーの認識状態を判定するものであってもよい。その場合、通知部４は、各センサー６でのウエハ１０の認識状態それぞれをピンセット１の使用者に通知する。このような構成によっても、ピンセット１の使用者は、各センサー６でのウエハ１０の認識状態それぞれから把持適正位置にウエハ１０があることを容易に確認でき、把持位置のずれによるウエハ１０の落下・割れを防止できる。また、このような構成により、ピンセット１の使用者は、ウエハ１０が把持適正位置にない状態で、ウエハ１０の位置を把持適正位置にするために、ピンセット１またはウエハ１０をどう動かせば良いかが分かる。

ヘッド部５はウエハ１０を認識する複数のセンサー６を備える、としたが、ヘッド部５はウエハ１０を認識するセンサー６を１つだけ備えてもよい。この場合も、１つのセンサー６は、一対の把持片５ａ,５ｂにより挟まれる位置のウエハ１０を認識するよう設けられる。この構成において、制御部１７は、１つのセンサー６の認識結果に基づいてウエハ１０の位置判定を行い、位置判定の結果を通知部４によりピンセット１の使用者に通知する。位置判定において、制御部１７は、１つのセンサー６がウエハ１０を認識している場合に、ウエハ１０が把持適正位置にあると判定し、１つのセンサー６がウエハ１０を認識していない場合に、ウエハ１０が把持適正位置にないと判定する。

ヘッド部５がセンサー６を１つだけ備える場合でも、以下で説明するように、センサー６がウエハ１０を認識している場合には、ウエハ１０が把持適正位置にある、というようにできる。

例えば、ヘッド部５の備える１つのセンサー６は、把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状の延在方向については中央部分、例えば図６に示されるセンサー６ｂの位置に、また、溝２０の深さ方向では、溝２０の深い位置、つまり位置決め部としての接続部５ｃの近くの位置に、設けられる。位置決め部としての接続部５ｃの形状がウエハ１０のカーブ輪郭部分に合うものであれば、ウエハ１０は、カーブ延在形状の延在方向についての中央部分で溝２０に十分深く差し込まれているとすると、カーブ延在形状の両端でも溝２０に差し込まれている。

より具体的には、例えば、センサー６を、カーブ延在形状の延在方向についての中央部分で、ウエハ１０のうち、溝２０に溝２０の深さの半分以上差し込まれた部分のみを認識するよう設ける。このセンサー６の配置のもとでは、センサー６がウエハ１０を認識した場合には、ウエハ１０はカーブ延在形状の延在方向の全体に渡り溝２０に進入しており、ピンセット１はカーブ延在形状の両端側でウエハ１０を把持できる。

より望ましくは、センサー６を、カーブ延在形状の延在方向についての中央部分で、ウエハ１０のうち、溝２０に溝２０の深さの７５パーセント以上差し込まれた部分のみを認識するよう設ける。このセンサー６の配置のもとでは、センサー６がウエハ１０を認識した場合には、ウエハ１０がカーブ延在形状の両端で溝２０に溝２０の深さの半分以上差し込まれている。

ここで挙げた、センサー６がウエハ１０を認識する位置に関する、溝２０の深さの半分以上や７５パーセント以上はあくまで例であり、ウエハ１０のカーブ輪郭部分の形状や、目的とする把持適正位置に依存して、センサー６が、ウエハ１０のうち、溝２０に溝２０の深さの例えば８０パーセント以上、もしくは９０パーセント以上差し込まれた部分のみを認識するよう設ける、といった調整が可能である。

以上で説明したヘッド部５が１つのセンサー６を備える構成と、＜Ａ−１．構成＞に記載のヘッド部５が複数のセンサー６を備える構成と、を合わせると、つまるところ、ピンセット１は、ヘッド部５がウエハ１０を認識する少なくとも１つのセンサー６を備え、少なくとも１つのセンサー６はそれぞれ、一対の把持片５ａ,５ｂにより挟まれる位置のウエハ１０を認識するよう設けられており、少なくとも１つのセンサー６の認識結果に基づいてウエハ１０の位置判定を行い、位置判定の結果を通知部４によりピンセット１の使用者に通知する、という構成でよい。この構成により、ピンセット１は、把持適正位置にウエハ１０があるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによるウエハ１０の落下・割れを防止できる。

また、ヘッド部５が１つのセンサー６を備える構成により、ヘッド部５が複数のセンサー６を備える構成と比べ、より簡単な構成で、把持適正位置にウエハ１０があるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによるウエハ１０の落下・割れを防止できるピンセット１を実現できる。

ピンセット１の把持対象物はウエハ１０として説明したが、ピンセット１の把持対象物はウエハ１０に限らず、平面視でカーブ輪郭部分を持つ平板状の物であれば、各種ディスク等であってもよい。

＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ−１．構成及び動作＞
本実施の形態では、実施の形態１のピンセット１と比べて、センサー６が電気による導電センサー１４により構成されているよう変更されているピンセット１について説明する。本実施の形態のピンセット１の構成は、センサー６の構成以外は、実施の形態１と同様である。

本実施の形態において、ヘッド部５は、＜Ａ−１．構成＞で説明したように複数のセンサー６を備えてもよいし、＜Ａ−４．変形例＞で説明したように１つのセンサー６を備えてもよい。それぞれの場合において、センサー６の、把持片５ａ,５ｂのカーブ延在形状の延在方向及び溝の深さ方向の配置は、＜Ａ−１．構成＞または＜Ａ−４．変形例＞で説明したものと同様である。

図８は図１のＢ−Ｂ線における断面図であり、センサー６が電気的なセンサーである導電センサー１４によって構成されている場合の例を示す。導電センサー１４は２つの導通部１４ａ,１４ｂを備える。導通部１４ａ,１４ｂは図８のように溝２０の奥の２ヶ所にそれぞれ配置されている。導通部１４ａ,１４ｂは溝２０の奥の一ヶ所に２つ並べて配置されていてもいい。ウエハ１０が導通部１４ａ,１４ｂに接することで、導電センサー１４が導通状態となる。この導通状態は図８で信号１６により模式的に示されている。

図８のように、位置決め部（接続部５ｃ）に導通部１４ａが配置されている場合、導電センサー１４はウエハ１０が位置決め部に接している場合にのみ導通してウエハ１０を認識する。

＜Ｂ−２．効果＞
本実施の形態でも、実施の形態１と同様の効果を得られる。さらに、センサー６が導電センサー１４であることにより、使用環境の照度などにより光センサーでのウエハ１０の認識が困難な状況でも、制御部１７は位置判定を行うことができる。

接続部５ｃに導通部１４ａが配置されている場合、導電センサー１４はウエハ１０が位置決め部に接している場合にのみ導通する。これより、ピンセット１は、ウエハ１０がピンセット１でウエハ１０の外周部分を精度良く把持できる位置にあるかの確認を使用者が容易にでき、把持位置のずれによるウエハ１０の落下・割れを防止できる。

＜Ｂ−３．その他＞
センサー６は超音波センサーであってもよい。その場合も、センサー６が超音波センサーであることにより、使用環境の照度などにより光センサーでのウエハ１０の認識が困難な状況でも、位置判定を行うことができる。

なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ ピンセット、２ ハンドル、３ スイッチ、４ 通知部、５ ヘッド部、５ａ，５ｂ 把持片、５ｃ 接続部、５ｄ 突起、６，６ａ，６ｂ，６ｃ センサー、７ 真空吸着孔、８ パッド、１０ ウエハ、１１ 屈曲度可変部、１２ 光センサー、１２ａ 発光素子、１2ｂ 受光素子、１４ 導電センサー、１４ａ，１４ｂ 導通部、１６ 信号、１７ 制御部、１８ ケーブル、２０ 溝。

Claims (17)

1. 平板状の把持対象物を把持するピンセットであって、
   前記把持対象物のカーブ輪郭部分を両面から挟み込んで把持可能な、平面視でカーブ延在形状を有する一対の把持片、を備えるヘッド部と、
   通知部と、
   を備え、
   前記ヘッド部は、前記把持対象物を認識する少なくとも１つのセンサーをさらに備え、
   前記少なくとも１つのセンサーはそれぞれ、前記一対の把持片により挟まれる位置の前記把持対象物を認識するよう設けられており、
   前記少なくとも１つのセンサーの認識結果に基づいて前記把持対象物の位置判定を行い、
   前記位置判定の結果を前記通知部により前記ピンセットの使用者に通知する、
   ピンセット。
2. 請求項１に記載のピンセットであって、
   前記ヘッド部は、前記少なくとも１つのセンサーとして、複数のセンサーであって前記カーブ延在形状の少なくとも一端側と他端側に設けられる複数のセンサー、を備え、
   前記複数のセンサーの認識結果に基づいて前記把持対象物の前記位置判定を行い、
   前記位置判定の結果を前記通知部により前記ピンセットの使用者に通知する、
   ピンセット。
3. 請求項２に記載のピンセットであって、
   前記位置判定において、前記複数のセンサーのうち、前記カーブ延在形状の前記一端側に設けられたセンサーと前記他端側に設けられたセンサーと、が前記把持対象物を認識している場合にのみ、前記把持対象物が把持適正位置にあると判定する、
   ピンセット。
4. 請求項２または３に記載のピンセットであって、
   前記ヘッド部は、前記把持対象物に進入方向から接して前記把持対象物の進入方向の位置を決める位置決め部をさらに備え、
   前記ヘッド部には、前記一対の把持片及び前記位置決め部により、前記カーブ延在形状のカーブの延在方向に沿って延び前記把持対象物が進入可能な溝が形成されている、
   ピンセット。
5. 請求項４に記載のピンセットであって、
   前記複数のセンサーそれぞれは、前記把持対象物のうち、前記溝に前記溝の深さの半分以上差し込まれた部分のみを認識するよう設けられている、
   ピンセット。
6. 請求項１に記載のピンセットであって、
   前記ヘッド部は、前記少なくとも１つのセンサーとして、１つのセンサーであって前記カーブ延在形状の延在方向の中央部分に設けられる１つのセンサー、を備え、
   前記ヘッド部は、前記把持対象物に進入方向から接して前記把持対象物の進入方向の位置を決める位置決め部をさらに備え、
   前記ヘッド部には、前記一対の把持片及び前記位置決め部により、前記カーブ延在形状のカーブの延在方向に沿って延び前記把持対象物が進入可能な溝が形成されており、
   前記１つのセンサーは、前記把持対象物のうち、前記溝に前記溝の深さの半分以上差し込まれた部分のみを認識するよう設けられている、
   ピンセット。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のピンセットであって、
   前記少なくとも１つのセンサーは、それぞれ、光センサー、導電センサー、又は超音波センサーのいずれかである、
   ピンセット。
8. 請求項４から６のいずれかに記載のピンセットであって、
   前記少なくとも１つのセンサーのうちの少なくとも１つは導電センサーであり、
   前記導電センサーは前記把持対象物が前記位置決め部に接している場合にのみ導通して前記把持対象物を認識する、
   ピンセット。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のピンセットであって、
   前記位置判定において、前記少なくとも１つのセンサーの全てが前記把持対象物を認識した場合に、前記把持対象物が把持適正位置にあると判定し、
   前記位置判定において、前記少なくとも１つのセンサーのいずれかが前記把持対象物を認識していない場合に、前記把持対象物が把持適正位置にないと判定する、
   ピンセット。
10. 請求項１から９のいずれかに記載のピンセットであって、
    前記ヘッド部は前記把持対象物の少なくとも片面を真空吸着する真空吸着機構を備え、前記ヘッド部は前記把持対象物の前記少なくとも片面を前記真空吸着機構で真空吸着することにより前記把持対象物を把持し、
    前記真空吸着機構の吸着口は、前記把持対象物が把持適正位置にある場合には、前記把持対象物が平面視において前記真空吸着機構の前記吸着口の全面と重なるよう配置されている、
    ピンセット。
11. 請求項１０に記載のピンセットであって、
    前記真空吸着機構は前記把持対象物の両面それぞれを真空吸着するもので、
    前記真空吸着機構は前記一対の把持片にそれぞれ設けられており、
    前記一対の把持片は屈曲度可変部を通して互いに繋がっており、
    前記屈曲度可変部は、前記真空吸着機構での真空吸着により前記把持対象物を把持した際に前記真空吸着機構が前記把持対象物の両面を吸着する力で、前記屈曲度可変部の屈曲度合いが変わるよう構成されている、
    ピンセット。
12. 請求項１０または１１に記載のピンセットであって、
    前記把持対象物が把持適正位置にあることにより自動で前記真空吸着機構の真空吸着動作をオンにする、
    ピンセット。
13. 請求項１０または１１に記載のピンセットであって、
    前記真空吸着機構の真空吸着動作のオンとオフを切り替えるスイッチをさらに備え、
    前記把持対象物が把持適正位置にない場合には前記真空吸着機構の前記真空吸着動作をオフからオンにできないよう設定されている、
    ピンセット。
14. 請求項１から９のいずれかに記載のピンセットであって、
    前記ヘッド部は前記ヘッド部で前記把持対象物を把持する際に前記把持対象物と接する樹脂製のパッドを備える、
    ピンセット。
15. 請求項１０から１３のいずれかに記載のピンセットであって、
    前記ヘッド部は前記ヘッド部で前記把持対象物を把持する際に前記把持対象物と接する樹脂製のパッドを備え、
    前記パッドは、平面視において前記パッドに囲まれた領域が前記真空吸着機構の前記吸着口となるよう配置されている、
    ピンセット。
16. 請求項１から１５のいずれかに記載のピンセットであって、
    前記通知部は可視光又は音又はその両方を用いて前記位置判定の結果を前記ピンセットの使用者に通知する、
    ピンセット。
17. 請求項１から１６のいずれかに記載のピンセットであって、
    前記通知部は、各前記少なくとも１つのセンサーでの前記把持対象物の認識状態それぞれを前記ピンセットの使用者に通知する、
    ピンセット。

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