JP2001221610A - 反射型センサ - Google Patents
反射型センサInfo
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 abstract description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 31
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- H—ELECTRICITY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出物が特定の波長の光を吸収するものであ
っても、確実に検出物を検出可能な反射型センサを提供
する。 【解決手段】 反射型センサに備えた投光素子１１は、
一対のＬＥＤチップ１４，１５を一体にパッケージして
なる。そして、これら両ＬＥＤチップ１４，１５から出
射した光は、互いに波長帯が異なっているから、ウエハ
１が特定の波長の光を吸収しても、その光の波長とは異
なる波長帯の光が、ウエハ１で反射して受光素子１２に
受光されて、ウエハ１が検出される。
っても、確実に検出物を検出可能な反射型センサを提供
する。 【解決手段】 反射型センサに備えた投光素子１１は、
一対のＬＥＤチップ１４，１５を一体にパッケージして
なる。そして、これら両ＬＥＤチップ１４，１５から出
射した光は、互いに波長帯が異なっているから、ウエハ
１が特定の波長の光を吸収しても、その光の波長とは異
なる波長帯の光が、ウエハ１で反射して受光素子１２に
受光されて、ウエハ１が検出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、検出物に向けて光
を出射し、その反射光を受光して検出物を検出する反射
型センサに関する。
を出射し、その反射光を受光して検出物を検出する反射
型センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】反射型センサの一例として、例えば、半
導体ウエハ基板（以下、単に「ウエハ」）の検出に用い
られるものがある。この反射型センサは、投光素子と受
光素子とを備えて、ウエハを横切るように移動しなが
ら、投光素子からウエハの周面に向けて光を投射し、そ
の反射光を受光素子で受光する。なお、従来の反射型セ
ンサとしては、例えば、実開平5-38761号、実開平6-702
40号、特公平1-52897号等に掲載されたものが知られて
いる。
導体ウエハ基板（以下、単に「ウエハ」）の検出に用い
られるものがある。この反射型センサは、投光素子と受
光素子とを備えて、ウエハを横切るように移動しなが
ら、投光素子からウエハの周面に向けて光を投射し、そ
の反射光を受光素子で受光する。なお、従来の反射型セ
ンサとしては、例えば、実開平5-38761号、実開平6-702
40号、特公平1-52897号等に掲載されたものが知られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ウエハに
は、ある波長帯の光を吸収する例えば酸化膜や窒化膜等
でコーティングされたものがある。そして、従来の反射
型センサでは、上記コーティングを施したウエハを検出
物としたときに、投光素子からの光がウエハに吸収され
て反射せず、検出を行えない場合があった。このため、
従来は、複数種類の反射型センサを準備し、ウエハの種
類が切り替わる度に、そのウエハに吸収されない光を出
射する反射型センサに取り替えるという作業を強いられ
た。
は、ある波長帯の光を吸収する例えば酸化膜や窒化膜等
でコーティングされたものがある。そして、従来の反射
型センサでは、上記コーティングを施したウエハを検出
物としたときに、投光素子からの光がウエハに吸収され
て反射せず、検出を行えない場合があった。このため、
従来は、複数種類の反射型センサを準備し、ウエハの種
類が切り替わる度に、そのウエハに吸収されない光を出
射する反射型センサに取り替えるという作業を強いられ
た。
【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、検出物が特定の波長の光を吸収するものであって
も、確実に検出物を検出可能な反射型センサの提供を目
的とする。
で、検出物が特定の波長の光を吸収するものであって
も、確実に検出物を検出可能な反射型センサの提供を目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明に係る反射型センサは、検出物に向
けて光を出射する投光手段と、検出物からの反射光を受
光する受光手段とを備え、受光手段が反射光を受光して
出力する受光信号に基づき、検出物を検出する反射型セ
ンサにおいて、投光手段は、互いに異なる波長帯の光を
出射する複数のＬＥＤチップを、互いに隣接配置しかつ
一体にパッケージしてなり、受光手段は、いずれのＬＥ
Ｄチップに係る反射光に対しても受光信号を出力すると
ころに特徴を有する。
に、請求項１の発明に係る反射型センサは、検出物に向
けて光を出射する投光手段と、検出物からの反射光を受
光する受光手段とを備え、受光手段が反射光を受光して
出力する受光信号に基づき、検出物を検出する反射型セ
ンサにおいて、投光手段は、互いに異なる波長帯の光を
出射する複数のＬＥＤチップを、互いに隣接配置しかつ
一体にパッケージしてなり、受光手段は、いずれのＬＥ
Ｄチップに係る反射光に対しても受光信号を出力すると
ころに特徴を有する。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１記載の反射型
センサにおいて、検出物は板状をなし、投光手段及び受
光手段が、検出物を厚み方向に横切るように相対移動す
る構成とされ、複数のＬＥＤチップは、投光手段及び受
光手段の移動方向と直交する方向に一列に配置されたと
ころに特徴を有する。
センサにおいて、検出物は板状をなし、投光手段及び受
光手段が、検出物を厚み方向に横切るように相対移動す
る構成とされ、複数のＬＥＤチップは、投光手段及び受
光手段の移動方向と直交する方向に一列に配置されたと
ころに特徴を有する。
【０００７】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
反射型センサにおいて、複数のＬＥＤチップのうち少な
くとも１つは、可視光線を出射するＬＥＤチップで構成
されたところに特徴を有する。
反射型センサにおいて、複数のＬＥＤチップのうち少な
くとも１つは、可視光線を出射するＬＥＤチップで構成
されたところに特徴を有する。
【０００８】
【発明の作用及び効果】＜請求項１の発明＞請求項１の
構成によれば、投光手段を構成する複数のＬＥＤチップ
から出射した光は、互いに波長帯が異なっているから、
検出物が特定の波長の光を吸収するものであっても、そ
の光の波長とは異なる波長帯の光が、検出物で反射して
受光部に受光され、検出物が検出される。しかも、複数
のＬＥＤチップを一体にパッケージして投光手段を構成
したから、別々にパッケージされた複数のＬＥＤから投
光手段を構成したものに比べて、小型化が図られる。
構成によれば、投光手段を構成する複数のＬＥＤチップ
から出射した光は、互いに波長帯が異なっているから、
検出物が特定の波長の光を吸収するものであっても、そ
の光の波長とは異なる波長帯の光が、検出物で反射して
受光部に受光され、検出物が検出される。しかも、複数
のＬＥＤチップを一体にパッケージして投光手段を構成
したから、別々にパッケージされた複数のＬＥＤから投
光手段を構成したものに比べて、小型化が図られる。
【０００９】＜請求項２の発明＞請求項２の構成によれ
ば、複数のＬＥＤチップは、移動方向と直交する方向に
一列に配置されているから、全部のＬＥＤチップが移動
方向における同じ位置で、検出物に対面する。そして、
どのＬＥＤチップからの光が検出物で反射したかに関わ
らず、同じ位置で受光手段が反射光を受光することがで
きる。
ば、複数のＬＥＤチップは、移動方向と直交する方向に
一列に配置されているから、全部のＬＥＤチップが移動
方向における同じ位置で、検出物に対面する。そして、
どのＬＥＤチップからの光が検出物で反射したかに関わ
らず、同じ位置で受光手段が反射光を受光することがで
きる。
【００１０】＜請求項３の発明＞請求項３の構成によれ
ば、ＬＥＤチップからの可視光線を、検出位置の目印に
することができる。
ば、ＬＥＤチップからの可視光線を、検出位置の目印に
することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図６に基づいて説明する。図１には、本実施形態の反射
型センサのうち投受光部１１，１２を備えたセンサヘッ
ド１０と、検出物としてのウエハ１とが示されている。
ウエハ１は、円板の周縁部の一部を直線状に切欠してい
わゆるオリフラ面２を形成した構造をなし、搬送時や処
理時においては、カセット３に収納された状態で取り扱
われる。カセット３は、前面が開放した箱体のうち対向
する内側面に複数の溝部４を形成してなり、複数のウエ
ハ１が、対向する溝部４，４の間に差し渡され、例え
ば、オリフラ面２をカセット３の開口３Ａ側に向けるよ
うにして収容されている。尚、ウエハ１は、必ずしも、
オリフラ面２をカセット３の開口３Ａ側に向けられてい
なくてもよい。また、ウエハ１は、必ずしも、オリフラ
面２を備えていなくてもよい。
図６に基づいて説明する。図１には、本実施形態の反射
型センサのうち投受光部１１，１２を備えたセンサヘッ
ド１０と、検出物としてのウエハ１とが示されている。
ウエハ１は、円板の周縁部の一部を直線状に切欠してい
わゆるオリフラ面２を形成した構造をなし、搬送時や処
理時においては、カセット３に収納された状態で取り扱
われる。カセット３は、前面が開放した箱体のうち対向
する内側面に複数の溝部４を形成してなり、複数のウエ
ハ１が、対向する溝部４，４の間に差し渡され、例え
ば、オリフラ面２をカセット３の開口３Ａ側に向けるよ
うにして収容されている。尚、ウエハ１は、必ずしも、
オリフラ面２をカセット３の開口３Ａ側に向けられてい
なくてもよい。また、ウエハ１は、必ずしも、オリフラ
面２を備えていなくてもよい。
【００１２】センサヘッド１０は、図示しないアクチュ
エータに取り付けられ、カセット３の開口３Ａにおける
水平方向の中心部分に沿って、ウエハ１のオリフラ面２
を横切る方向（図１の垂直方向）に移動する。そして、
このセンサヘッド１０には、図２に示すように、１つの
投光素子１１の両側に、一対の受光素子１２，１２が配
され、これら両受光素子１２，１２は、同図に示すよう
に、光軸が互いに相手側に傾けられている。さらに、各
素子１１，１２の前方には、集光レンズ１１Ａ，１２Ａ
が設けられている。
エータに取り付けられ、カセット３の開口３Ａにおける
水平方向の中心部分に沿って、ウエハ１のオリフラ面２
を横切る方向（図１の垂直方向）に移動する。そして、
このセンサヘッド１０には、図２に示すように、１つの
投光素子１１の両側に、一対の受光素子１２，１２が配
され、これら両受光素子１２，１２は、同図に示すよう
に、光軸が互いに相手側に傾けられている。さらに、各
素子１１，１２の前方には、集光レンズ１１Ａ，１２Ａ
が設けられている。
【００１３】さて、投光素子１１は、図３及び図４に拡
大して示されており、一対のＬＥＤチップ１４，１５
を、互いに隣接配置し、それらを一体にパッケージした
構造をなす。そして、投光素子１１は、ＬＥＤチップ１
４，１５の配列方向が、センサヘッド１０の移動方向と
直交する方向に向くようにして、センサヘッド１０に固
定されている。
大して示されており、一対のＬＥＤチップ１４，１５
を、互いに隣接配置し、それらを一体にパッケージした
構造をなす。そして、投光素子１１は、ＬＥＤチップ１
４，１５の配列方向が、センサヘッド１０の移動方向と
直交する方向に向くようにして、センサヘッド１０に固
定されている。
【００１４】さて、図６（Ｂ）には、上記ＬＥＤチップ
１４，１５が夫々発光する光の成分が示されており、同
図に示すように、両ＬＥＤチップ１４，１５は、互いに
異なる波長帯の光を出射する。また、一方のＬＥＤチッ
プ１４（１５）が発光する光は、可視光線となってい
る。さらに、受光素子１２に受光信号を出力させる光の
波長帯は、図６（Ｂ）の範囲Ａで示されており、この受
光素子１２の受光可能な波長帯（範囲Ａ）に、上記両Ｌ
ＥＤチップ１４，１５からの光の波長帯が含まれる。
１４，１５が夫々発光する光の成分が示されており、同
図に示すように、両ＬＥＤチップ１４，１５は、互いに
異なる波長帯の光を出射する。また、一方のＬＥＤチッ
プ１４（１５）が発光する光は、可視光線となってい
る。さらに、受光素子１２に受光信号を出力させる光の
波長帯は、図６（Ｂ）の範囲Ａで示されており、この受
光素子１２の受光可能な波長帯（範囲Ａ）に、上記両Ｌ
ＥＤチップ１４，１５からの光の波長帯が含まれる。
【００１５】次に、上記構成からなる本実施形態の動作
について説明する。センサヘッド１０を起動すると、図
示しない駆動回路から投光素子１１に備えた両ＬＥＤチ
ップ１４，１５に、所定周期のパルス信号が与えられ、
両ＬＥＤチップ１４，１５が、例えば同じタイミングで
光を出射する。
について説明する。センサヘッド１０を起動すると、図
示しない駆動回路から投光素子１１に備えた両ＬＥＤチ
ップ１４，１５に、所定周期のパルス信号が与えられ、
両ＬＥＤチップ１４，１５が、例えば同じタイミングで
光を出射する。
【００１６】そして、図示しないアクチュエータが作動
し、センサヘッド１０が、ウエハ１のオリフラ面２を横
切る方向（図１の垂直方向）に移動する。すると、両Ｌ
ＥＤチップ１４，１５は、移動方向と直交する方向に並
べて配置されているから、両ＬＥＤチップ１４，１５が
移動方向における同じ位置で、ウエハ１に対面し、両Ｌ
ＥＤチップ１４，１５からの光が、共にウエハ１のオリ
フラ面２に照射される。ここで、ＬＥＤチップ１４，１
５からの光は、互いに波長帯が異なっているから、ウエ
ハ１に照射される光は、図６（Ｂ）に示すように、２つ
の波長帯で光量がピークとなる。
し、センサヘッド１０が、ウエハ１のオリフラ面２を横
切る方向（図１の垂直方向）に移動する。すると、両Ｌ
ＥＤチップ１４，１５は、移動方向と直交する方向に並
べて配置されているから、両ＬＥＤチップ１４，１５が
移動方向における同じ位置で、ウエハ１に対面し、両Ｌ
ＥＤチップ１４，１５からの光が、共にウエハ１のオリ
フラ面２に照射される。ここで、ＬＥＤチップ１４，１
５からの光は、互いに波長帯が異なっているから、ウエ
ハ１に照射される光は、図６（Ｂ）に示すように、２つ
の波長帯で光量がピークとなる。
【００１７】さて、ウエハ１にコーティングされた例え
ば窒化膜が、ＬＥＤチップ１４からの光を吸収する性質
を有していたとすると、ＬＥＤチップ１４からの光は、
ウエハ１で吸収され、ウエハ１から反射光には、ＬＥＤ
チップ１４からの光は含まれなくなる（図６（Ａ）参
照）。ところが、ＬＥＤチップ１５から光の波長帯は、
ＬＥＤチップ１４からの光の波長帯とは異なるから、Ｌ
ＥＤチップ１５からの光は、ウエハ１に吸収されずに反
射し、これが両受光素子１２，１２に受光されて受光信
号が出力される。そして、これら受光信号が、図示しな
い比較回路にて、所定レベルを越えたと判別され、投受
光素子１１，１２の前方位置にウエハ１が有ることが検
出される。
ば窒化膜が、ＬＥＤチップ１４からの光を吸収する性質
を有していたとすると、ＬＥＤチップ１４からの光は、
ウエハ１で吸収され、ウエハ１から反射光には、ＬＥＤ
チップ１４からの光は含まれなくなる（図６（Ａ）参
照）。ところが、ＬＥＤチップ１５から光の波長帯は、
ＬＥＤチップ１４からの光の波長帯とは異なるから、Ｌ
ＥＤチップ１５からの光は、ウエハ１に吸収されずに反
射し、これが両受光素子１２，１２に受光されて受光信
号が出力される。そして、これら受光信号が、図示しな
い比較回路にて、所定レベルを越えたと判別され、投受
光素子１１，１２の前方位置にウエハ１が有ることが検
出される。
【００１８】このように本実施形態によれば、投光素子
１１から互いに波長帯が異なる光を出射する構成とした
から、ウエハ１が特定の波長の光を吸収するものであっ
ても、少なくともいずれか一方の波長帯の光は、ウエハ
１で反射して受光素子１２に受光され、もってウエハ１
を確実に検出することができる。
１１から互いに波長帯が異なる光を出射する構成とした
から、ウエハ１が特定の波長の光を吸収するものであっ
ても、少なくともいずれか一方の波長帯の光は、ウエハ
１で反射して受光素子１２に受光され、もってウエハ１
を確実に検出することができる。
【００１９】しかも、投光素子１１は、一対のＬＥＤチ
ップを一体にパッケージした構成であるから、別々にパ
ッケージされた複数のＬＥＤを設けたものに比べて、小
型化が図られる。また、両ＬＥＤチップ１４，１５を隣
接配置したから、光学的にほぼ同じ位置から発光される
光の光量が増加し、これにより、光を吸収する性質を有
しない検出物に本実施形態の反射型センサを用いたとき
に、反射光の強度が上がって、より検出精度を上げるこ
とができる。さらに、両ＬＥＤチップ１４，１５は、移
動方向と直交する方向に一列に配置されて、どのＬＥＤ
チップ１４，１５からの光がウエハ１で反射したかに関
わらず、同じ位置で受光素子１２が反射光を受光するか
ら、いずれのＬＥＤチップ１４，１５からの光を受光し
たかを区別せずに、ウエハ１の位置検出を行うことが可
能となる。また、一方のＬＥＤチップからの可視光線
を、検出位置の目印にすることができるから、取扱性に
も優れる。
ップを一体にパッケージした構成であるから、別々にパ
ッケージされた複数のＬＥＤを設けたものに比べて、小
型化が図られる。また、両ＬＥＤチップ１４，１５を隣
接配置したから、光学的にほぼ同じ位置から発光される
光の光量が増加し、これにより、光を吸収する性質を有
しない検出物に本実施形態の反射型センサを用いたとき
に、反射光の強度が上がって、より検出精度を上げるこ
とができる。さらに、両ＬＥＤチップ１４，１５は、移
動方向と直交する方向に一列に配置されて、どのＬＥＤ
チップ１４，１５からの光がウエハ１で反射したかに関
わらず、同じ位置で受光素子１２が反射光を受光するか
ら、いずれのＬＥＤチップ１４，１５からの光を受光し
たかを区別せずに、ウエハ１の位置検出を行うことが可
能となる。また、一方のＬＥＤチップからの可視光線
を、検出位置の目印にすることができるから、取扱性に
も優れる。
【００２０】＜他の実施形態＞本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。
【００２１】（１）前記実施形態の検出物は、ウエハ１
であったが、例えば磁気ディスク基板、時計の文字盤
や、ケースに備えた平板状の蓋体、プーリ、ワッシャ等
であってもよい。また、検出物は、必ずしも板状でなく
てもよい。
であったが、例えば磁気ディスク基板、時計の文字盤
や、ケースに備えた平板状の蓋体、プーリ、ワッシャ等
であってもよい。また、検出物は、必ずしも板状でなく
てもよい。
【００２２】（２）前記実施形態の投光素子１１は、２
つのＬＥＤチップ１４，１５を備えいたが、ＬＥＤチッ
プを３つ以上備えた構成としてもよい。
つのＬＥＤチップ１４，１５を備えいたが、ＬＥＤチッ
プを３つ以上備えた構成としてもよい。
【００２３】（３）また、複数のＬＥＤチップからの光
の波長帯は、互いに異なってさえいれば、図７に示すよ
うに、波長帯の一部が重なっていてもよい。
の波長帯は、互いに異なってさえいれば、図７に示すよ
うに、波長帯の一部が重なっていてもよい。
【図１】 本発明の一実施形態に係る反射型センサの斜
視図
視図
【図２】 反射型センサの平断面図
【図３】 投光素子の平面図
【図４】 投光素子の側面図
【図５】 各ＬＥＤチップからの光を示す概念図
【図６】 波長と光量との関係を示すグラフ
【図７】 波長と光量との関係を示すグラフ
１…ウエハ（検出物） １１…投光素子（投光手段） １２…受光素子（受光手段） １４，１５…ＬＥＤチップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大井 邦夫 東京都立川市曙町三丁目５番３号 サンク ス株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA00 AA01 CC19 FF44 GG07 GG23 JJ05 MM07 PP22 QQ25
Claims (3)
- 【請求項１】 検出物に向けて光を出射する投光手段
と、前記検出物からの反射光を受光する受光手段とを備
え、前記受光手段が前記反射光を受光して出力する受光
信号に基づき、前記検出物を検出する反射型センサにお
いて、 前記投光手段は、互いに異なる波長帯の光を出射する複
数のＬＥＤチップを、互いに隣接配置しかつ一体にパッ
ケージしてなり、 前記受光手段は、いずれの前記ＬＥＤチップに係る反射
光に対しても受光信号を出力することを特徴とする反射
型センサ。 - 【請求項２】 前記検出物は板状をなし、前記投光手段
及び前記受光手段が、前記検出物を厚み方向に横切るよ
うに相対移動する構成とされ、 前記複数のＬＥＤチップは、前記投光手段及び前記受光
手段の移動方向と直交する方向に一列に配置されたこと
を特徴とする請求項１記載の反射型センサ。 - 【請求項３】 前記複数のＬＥＤチップのうち少なくと
も１つは、可視光線を出射するＬＥＤチップで構成され
たことを特徴とする請求項１又は２記載の反射型セン
サ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000028230A JP2001221610A (ja) | 2000-02-04 | 2000-02-04 | 反射型センサ |
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