JP4497498B2 - 真空槽用光電スイッチ及び真空搬送装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空槽内にある物体を検出するための光電スイッチ及びそれを使用した真空槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体製造装置では、囲壁に囲まれた真空槽内を通して半導体ウエハを移送する。この真空槽内を移送される半導体ウエハを検出するためには光電スイッチが利用され、次のような構成が採用されていた。真空槽を構成する囲壁の所定部位には対向する一対の開口部が形成され、ここに透光板が気密に嵌め込まれて２つの透光窓が形成されている。一方の透光窓の外側には投光部が配置され、他方の透光窓の外側には、その投光部から出射された光を受ける受光部が配置される。そして、真空槽内を半導体ウエハが通過すると、投光部と受光部との間の光軸が半導体ウエハによって遮られることで、これが検出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、真空槽の透光窓を構成する透光板は高価であり、これをウエハ検出のために槽内の密閉性を保持しつつ２カ所に設けなければならないため、真空槽が非常に高価になるという問題があった。
なお、真空槽の透光窓を１つにするには、投光部及び受光部を並設した光電スイッチ本体と、その投光部からの光を受光部に反射させるリフレクタとを備えてなり、投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成としたリフレクタ反射型の光電スイッチを利用する構成が考えられる。そのリフレクタを真空槽内に配置すると共に、光電スイッチ本体を真空槽外に配置して透光窓からリフレクタに向けて光を出射するのである。半導体ウエハがないとき、光電スイッチ本体の投光部から出射した光は透光窓を通って真空槽内のリフレクタに至り、ここで反射して再び同じ透光窓を通って受光部に戻される。リフレクタの前を半導体ウエハが通過すると、投光部からの光が半導体ウエハによって遮られて受光部に入射しなくなるから、これを検出することができるはずである。
しかしながら、リフレクタは一般にプラスチック製である。従って、これを真空槽内に配置すると、ここからガスが発生して真空槽内を汚染し、半導体ウエハに不純物が付着してしまうという問題が生ずるため、実際にはこのような構成は実現不可能であった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、透光窓を１つ設けるだけで内部の被処理物を検出できる真空槽を提供することにあり、また、それに適した真空槽用光電スイッチを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係る真空槽用光電スイッチは、投光部及び受光部を並設した光電スイッチ本体と、投光部からの光を反射して受光部に返すリフレクタとからなり、真空槽内で移動する被処理物を検出するための真空槽用光電スイッチにおいて、光電スイッチ本体を真空槽に形成した透光窓の外側に設けると共に、リフレクタを金属製として真空槽内のうち光電スイッチ本体との間で被処理物の通過経路を挟む位置に設け、光電スイッチ本体の投光部から透光窓を通して真空槽内に光を出射し、リフレクタで反射する光を光電スイッチ本体の受光部にて受光するように構成し、前記リフレクタは一対の平面状の反射面を備えてその反射面間が直角となるように構成されると共に、光電スイッチ本体の投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成とされ、リフレクタは、その両反射面が交わる線と、光電スイッチ本体の投光部から出射される偏光の偏光面とがなす角度が、０度及び９０度以外であってそれらの間の角度となるように取り付けられているところに特徴を有する。
【０００６】
【０００７】
さらに、請求項２の発明に係る真空槽用光電スイッチは、投光部及び受光部を並設した光電スイッチ本体と、投光部からの光を反射して受光部に返すリフレクタとからなり、真空槽内で移動する被処理物を検出するための真空槽用光電スイッチにおいて、光電スイッチ本体を真空槽に形成した透光窓の外側に設けると共に、リフレクタを金属製として真空槽内のうち光電スイッチ本体との間で被処理物の通過経路を挟む位置に設け、光電スイッチ本体の投光部から透光窓を通して真空槽内に光を出射し、リフレクタで反射する光を光電スイッチ本体の受光部にて受光するように構成し、リフレクタは一対の反射面間が直角となるように構成されると共に、光電スイッチ本体の投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成とされ、リフレクタは、凹部を有した金属部材であって、その凹部の内面に形成される反射面は頂角が９０度の円錐状をなしているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明に係る真空搬送装置は、囲壁に透光窓が気密状態で形成され内部に被処理物を通過させる真空槽と、投光部及び受光部を並設してなり透光窓に対向して囲壁の外側に設けられる光電スイッチ本体と、囲壁内のうち光電スイッチ本体との間で被処理物の通過経路を挟む位置に設けられた金属製のリフレクタとからなり、光電スイッチ本体の投光部から透光窓を通して囲壁内に光を出射し、リフレクタで反射する光を光電スイッチ本体の受光部にて受光するように構成し、リフレクタは一対の平面状の反射面を備えてその反射面間が直角となるように構成されると共に、光電スイッチ本体の投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成とされ、リフレクタは、その両反射面が交わる線と、光電スイッチ本体の投光部から出射される偏光の偏光面とがなす角度が、０度及び９０度以外であってそれらの間の角度となるように取り付けられているところに特徴を有する。
【０００９】
【００１０】
さらに、請求項４の発明に係る真空搬送装置は、囲壁に透光窓が気密状態で形成され内部に被処理物を通過させる真空槽と、投光部及び受光部を並設してなり透光窓に対向して囲壁の外側に設けられる光電スイッチ本体と、囲壁内のうち光電スイッチ本体との間で被処理物の通過経路を挟む位置に設けられた金属製のリフレクタとからなり、光電スイッチ本体の投光部から透光窓を通して囲壁内に光を出射し、リフレクタで反射する光を光電スイッチ本体の受光部にて受光するように構成し、リフレクタは一対の反射面間が直角となるように構成されると共に、光電スイッチ本体の投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成とされ、リフレクタは、凹部を有した金属部材であって、その凹部の内面に形成される反射面は頂角が９０度の円錐状をなしているところに特徴を有する。
【００１１】
なお、本発明でいう「直角」とは厳密な意味での直角を必ずしも意味するものではない。一対の反射面が直角をなすように構成したのは、投光部からの光をその投光部に隣接した受光部に戻すためである。そして投光部からの光は実際には一定の幅（広がり）を有しており、両反射面を厳密的な意味での「直角」から多少ずれた角度で構成されていてもその一部の光は受光部に返すことができる。従って、本発明でいう「直角」とは、投光部から出射される一定の幅を持った光をそれに隣接した受光部に返すことができる実質的な意味での「直角」を意味する。
また、本発明でいう「円錐の頂角が９０度」とは厳密的な意味での９０度を必ずしも意味するものではない。このような構成としたのは、投光部からの光をその投光部に隣接した受光部に戻すためである。そして投光部からの光は実際には一定の幅（広がり）を有しており、反射面を構成する円錐の頂角を厳密的な意味での「９０度」から多少ずれた角度で構成されていてもその一部の光は受光部に返すことができる。従って、本発明でいう「円錐の頂角が９０度」とは、投光部から出射される一定の幅を持った光をそれに隣接した受光部に返すことができる実質的な意味での「９０度」を意味する。
【００１２】
【発明の作用】
本発明の請求項１，３の構成によれば、被処理物がないとき、光電スイッチ本体の投光部から出射した光は透光窓を通って真空槽内のリフレクタに至り、ここで反射して再び同じ透光窓を通って受光部に戻される。これに対して、リフレクタの前を被処理物が通過すると、投光部からの光が被処理物によって遮られて受光部に入射しなくなるから、これを検出することができる。
ここで、本発明のリフレクタは金属製であって真空槽内に配してもガスを発生することはないから、真空槽内を汚染することがない。また、リフレクタを真空槽内に配したことで、真空槽には、光電スイッチ本体及びリフレクタ間で形成される光軸を通すための窓部を１つ設ければ足りるため、従来よりも安価な真空槽とすることができる。
【００１３】
また、光電スイッチ本体の投光部から出射された光は、まずリフレクタの一方の平面状の反射面で反射して他方の反射面に向かい、ここで再び反射して光電スイッチ本体の受光部に入射する。このとき、投光部は所定方向の偏光面を有する光を出射しており、リフレクタの両反射面は互いに９０度の角度で交わる形態であるから、リフレクタにおいて２回の反射を繰り返すことにより、偏光面は９０度回転して受光部に向かうことになる。そして、光電スイッチ本体の受光部は、投光部からの偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成であるから、リフレクタによって反射された光が受光部に入射することになる。
ここで、リフレクタの両反射面が交わる線と、投光部から出射される偏光の偏光面とが、０度又は９０度の角度をなすようにリフレクタが取り付けられていると、投光部からの偏光の偏光面は反射を繰り返しても回転しないが、本発明では、両者がそれらの角度を避けるように取り付けられているから、偏光面は確実に回転して受光部に入射する。なお、リフレクタの両反射面が交わる線と、投光部から出射される偏光の偏光面とがなす角度は４５度とすることが最も好ましいが、０度及び９０度以外の角度なら受光部に光の入射を得られる。
【００１４】
そして、真空槽内で被処理物が移動して光電スイッチ本体の投光部とリフレクタとの間の光軸を遮るようになると、受光部への光の入射が断たれるから、これに基づき検出動作が行われる。
ここで、被処理物が半導体ウエハのような鏡面反射性の物質であると、投光部からの光は偏光面を保存して受光部に向けて反射される。ところが、本発明では、受光部は、投光部から出射される偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成であるから、被処理物によって反射された光は、偏光面が回転していないから、受光部に入射することがなく、これに基づき検出動作が行われる。
【００１５】
なお、リフレクタを３面の反射面を互いに直交するように組み合わせたいわゆるコーナキューブタイプとすると、金属製のリフレクタでは被処理物の鏡面反射とリフレクタからの反射とを区別できなくなる。その理由は、金属製のリフレクタでは反射時に偏光面が保存されるから、コーナキューブタイプでは１回の反射によって６０度ずつ偏光面が回転し、結局、３回の反射で１８０度偏光面が回転して元に戻ることになり、被処理物の鏡面反射と偏光面の向きが同じになるためである。
【００１６】
請求項２及び４の構成によれば、投光部からの光は、まずリフレクタの凹部の内面に形成された円錐状の反射面で反射して、その円錐の中心軸側に向い、その向い側の反射面で再び反射して受光部に入射する。このとき、投光部は所定方向の偏光面を有する光を出射しており、金属製のリフレクタの反射面を構成する円錐は、その頂角が９０度であるから、請求項２及び５の発明と同様に、リフレクタにおいて２回の反射を繰り返すことにより、９０度回転した偏光面を有する光が受光部に向かうことになる。ここで、リフレクタの反射面は、光電スイッチ本体側から見て上下左右方向に対称な円錐形状をなしているから、この反射面に対して円錐の頂点を中心とするあらゆる角度から投光部の光が入射しても、上記の反射を繰り返してその全部又は一部の偏光面が回転して受光部に戻すことが可能になる。これにより、受光部により一定の光量が受光され得られるだけでなく、請求項１及び３の発明に比べて光電スイッチ本体に対するリフレクタの取り付け作業が簡単になるという効果がある。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、真空槽に透光窓を１つだけ設ければ済むから、真空槽を低コスト化することができる。また、真空槽内の被処理物が鏡面反射を行う場合であっても、被処理物からの反射光とリフレクタからの反射光とを区別して確実な検出動作を行うことができるという効果が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態を図１ないし図４によって説明する。
本実施形態に係る真空搬送装置１は、例えば半導体製造装置に備えられ、囲壁２５Ａが気密状態で形成された真空槽２５と、その真空槽２５内を通過する半導体ウエハＷを検出する真空槽用光電スイッチとからなる。まず、真空槽２５は、図１に示すように、その囲壁２５Ａの所定部位に開口部が形成され、その開口部に、透光板２６が気密に嵌め込まれた透光窓２７がボルト締めされ、槽内の密閉性が維持されている。
【００１９】
真空槽用光電スイッチは、図１に示すように、光電スイッチ本体１０と、光電スイッチ本体１０に対向して配されるリフレクタ１３とを備えてなる。光電スイッチ本体１０には、リフレクタ１３に向って光Ｒ１を投光する投光部１１と、リフレクタ１３から返ってきた反射光Ｒ２を受光する受光部１２とが並設されている。投光部１１は、投光素子１１Ａと、投光素子１１Ａの前面に配された偏光フィルタ１１Ｂとからなる。偏光フィルタ１１Ｂは、その投光素子１１Ａから出射された光のうち例えば同図の上下方向を偏光面とした光（以下「第１成分の光」という）のみの通過を許容する構造をなしている。従って、投光部１１から出射される光Ｒ１は、第１成分の光のみで構成されたものとなる。一方、受光部１２は、受光素子１２Ａと、受光素子１２Ａの前面に配された偏光フィルタ１２Ｂとからなる。偏光フィルタ１２Ｂは、リフレクタ１３から返された反射光Ｒ２のうち前記第１成分の光とは９０度回転した偏光面（同図の図面の表裏方向）を有する光（以下「第２成分の光」という）のみの通過を許容する構造をなしている。従って、受光部１２は、その第２成分の光とは偏光面の向きが異なる光は受光しない。
【００２０】
さて、リフレクタ１３は、例えば、図２に示すように、円形の取り付け基板と、その取り付け基板の片面側に突設された短円柱状の反射部とが一体成形された金属（例えば、ステンレスやアルミ等）製部材である。反射部のうち前記光電スイッチ本体１０に向けられる上面側には、断面Ｖ字型の一対の反射面Ｍ１，Ｍ２が形成され、例えばリフレクタ１３を切削後に必要に応じて電解研磨して鏡面を得ることができる。なお、両反射面Ｍ１，Ｍ２がなす角度は直角をなすように形成されている。また、前記取り付け基板には、反射部を挟むように一対の取付孔Ｈ，Ｈが貫通形成れており、両取付孔Ｈ，Ｈの並列方向と、反射部の両反射面Ｍ１，Ｍ２の交わる線（以下、「交線Ｌ」という）とは４５度の角度をなす。
【００２１】
そして、光電スイッチ本体１０は、真空槽２５の外側に、投光部１１及び受光部１２を透光窓２７に向けた状態で、例えば真空槽２５の外壁面に図示しない取付け部材で固着されている。一方、リフレクタ１３は、真空槽２５内であって、光電スイッチ本体１０との間で半導体ウエハＷの通過経路を挟む位置、本実施形態では、透光窓２７が設けられた壁面に対向する内壁面上に、反射面を透光窓２７に向けた状態で、取り付け基板に形成された一対の取付孔Ｈ，Ｈが真空槽２５の軸方向に並ぶ向きで、それぞれの取付孔Ｈ，Ｈに例えばボルト等を通して固着されている。ここで、上述したように、リフレクタ１３は、取付孔Ｈ，Ｈの並列方向と、反射面Ｍ１，Ｍ２の交線Ｌとは４５度の角度をなすように形成されているから、図２（Ａ）に示すように光電スイッチ本体１０側から見ると、一対の反射面は、真空槽２５の軸方向に対して４５度傾いた状態で取付けられることになる。
【００２２】
次に、本実施形態の作用について図３及び図４を参照しつつ説明する。なお、図３及び図４において、両矢印の記号は光Ｒ１及び反射光Ｒ２の偏光面の向きを表したものである。
まず、リフレクタ１３の前面に半導体ウエハＷがないとき、投光部１１から出射された偏光Ｒ１は、透光窓２７を通って真空槽２５内のリフレクタ１３の一方の反射面Ｍ１で反射して他方の反射面Ｍ２に向い、ここで再び反射して光電スイッチ本体１０の受光部１２に戻される。このとき、リフレクタ１３の両反射面Ｍ１，Ｍ２は、互いに９０度の角度で交わる形態であって共に金属で形成されている。従って、図３に示すように、第１成分の光のみで構成された光Ｒ１は、その偏光面が保存されつつ両反射面Ｍ１，Ｍ２での２回の反射を繰り返すことにより、９０度回転した偏光面を有する光が受光部１２に向うことになる。受光部１２は、上述したように第２の成分の光のみを受光する構成とされているが、受光部１２に戻される光Ｒ２には第１成分の光だけでなく第２成分の光も含まれているから、その光が受光部１２に入射することになる。
【００２３】
ここで、本実施形態のように投光部１１から出射される光Ｒ１の偏光面と、リフレクタ１３の両反射面Ｍ１，Ｍ２の交線Ｌとが０度又は９０度の角度をなすようにリフレクタ１３が取り付けられていると、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、２度の反射を繰り返しても偏光面は回転しない。従って、反射光Ｒ２は光Ｒ１と同様に第１成分の光のみで構成された光として受光部１２に向うことになり、受光部１２に入射しなくなってしまう。しかしながら、本実施形態では、０度又は９０度の角度を避けて４５度の角度をなすように構成されているから上述のように偏光面は確実に回転して受光部１２に入射させることが可能になる。なお、０度又は９０度以外の角度であれば、必ずしも４５度でなくてもよいが、４５度の角度に設定した場合には、光Ｒ１のうち最も多くの光が反射面Ｍ１，Ｍ２により回転されることが実験的に認められている。従って、本実施形態では一対の取付孔Ｈ，Ｈの並列方向と、反射部の交線Ｌとは４５度の角度をなすように形成することで、光電スイッチ本体１０とリフレクタ１３との位置調整の際より簡単にその角度に設定できるような工夫がしてある。
【００２４】
そして、真空槽２５内で半導体ウエハＷが移動して光電スイッチ本体１０の投光部１１とリフレクタ１３との間の光軸を遮るようになるが、半導体ウエハＷのような鏡面反射性の物質では、投光部１１からの光Ｒ１は半導体ウエハＷで回転せずに反射して受光部１２に向うことになる。しかしながら受光部１２は、第２成分の光のみの入射を許容して、光Ｒ１と同じ第１成分の光は受光部１２に入射しない。従って、受光部１２の入射の有無に基づいて検出動作を行うことが可能になる。
【００２５】
このように、本実施形態に係る真空搬送装置によれば、リフレクタ１３を、真空槽２５内でガスを発生するプラスチック製ではなく金属製として、真空槽２５内に配する構成とすることで、真空槽２５に透光窓２７を１つだけ設ければ済むから、真空槽２５を低コスト化することができる。
【００２６】
また、投光部１１及び受光部１２は互いに位相が９０度異なる光のみをそれぞれ投光及び受光するようにし、リフレクタ１３は、直角をなす一対の反射面Ｍ１，Ｍ２を備えて、両反射面Ｍ１，Ｍ２の交線Ｌと、投光部１１から出射される光Ｒ１の偏光面が０度又は９０度を避けて４５度の角度になるような向きにリフレクタ１３を配置した。これにより、半導体ウエハＷのように鏡面反射を行うものであっても、半導体ウエハＷからの反射光とリフレクタ１３からの反射光とを区別して確実な検出動作を行うことができる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
図５は第２実施形態を示す。前記実施形態との相違は、光電スイッチの投光部１１の投光素子１１Ａ及び受光部１２の受光素子１２Ａのそれぞれから光ファイバＦ１，Ｆ２を導出させて、各光ファイバＦ１，Ｆ２の先端を偏光フィルタ１１Ｂ，１２Ｂを介して、リフレクタ１３と対向する位置に設置したところにあり、その他の点は前記第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
【００２８】
この構成によれば、投光素子１１Ａから出射された光は、光ファイバＦ１によって伝送されその先端部から偏光フィルタ１１Ｂを介して第１成分の光のみが出射され、リフレクタ１３から戻された光Ｒ２のうち、第２成分の光のみが偏光フィルタ１２Ｂを介して光ファイバＦ２の先端部に入光して、その光ファイバＦ２によって受光部１２に伝送される。このような構成であっても第１実施形態と同じ効果を得ることができる。
【００２９】
＜第３実施形態＞
図６は第３実施形態に係るリフレクタ３０を示す。第１実施形態のリフレクタ１３との相違は、交線Ｌに沿って溝３１が形成されているところにある。この構成によれば、リフレクタ成形時に溝３１が加工逃げとして機能する。なお、その他の点は前記第１実施形態と同様であり同様の効果を得ることができる。
【００３０】
＜第４実施形態＞
図７は第４実施形態に係るリフレクタ４０を示す。一対の反射面Ｍ１，Ｍ２で構成されるＶ字溝は第１実施形態のリフレクタ１３のように１列とは限られず、本実施形態のように複数列形成したものであっても前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
＜第５実施形態＞
図８は第５実施形態に係るリフレクタ５０を示す。第１実施形態のリフレクタ１３との相違は、取り付け基板のうち取付孔の並列方向と直角をなす方向の両端を切断した形状とした点にあり、例えば真空槽の狭い内壁にも取付けることができる。
【００３２】
＜第６実施形態＞
図９は第６実施形態に係るリフレクタ６０を示す。第１実施形態のリフレクタ１３は、Ｖ字溝が交線に沿って貫かれた形状となっていたが、リフレクタ６０は、反射部の上面の周縁部を残しつつＶ字溝が形成され、その両端に壁面が残存した形状となっている。この構成であれば第１実施形態のリフレクタ１３に比べて外力による損傷を防止することができる。
【００３３】
＜第７実施形態＞
図１０は第７実施形態に係るリフレクタ７０を示す。一対の反射面Ｍ１，Ｍ２が直角をなして構成されていれば、第６実施形態のリフレクタ６０のように各反射面Ｍ１，Ｍ２の形状が矩形以外でなくても、本実施形態に係るリフレクタ７０のように三角形であってもよい。
【００３４】
＜第８実施形態＞
また、第６実施形態のリフレクタ以外に、図１１に示す第８実施形態に係るリフレクタ８０のように、半円形状のものであってもよい。
【００３５】
＜第９実施形態＞
図１２は第９実施形態に係るリフレクタ９０を示す。リフレクタ９０は、図９に示すように概ねＳ字状の金属板であって、その両端部分に一対の取付孔Ｈ，Ｈを形成すると共に、両取付孔Ｈ，Ｈで挟まれる中央部分を両取付孔Ｈ，Ｈの並列方向と４５度の角度をなす方向に沿って互いに同方向に折り曲げて、第１実施形態のリフレクタ１３同様の直角をなす一対の反射面を構成するようにした。
【００３６】
＜第１０実施形態＞
図１３は第１０実施形態に係るリフレクタ１００を示す。リフレクタ１００は、第１実施形態のリフレクタ１３の取り付け基板がない代わりに、反射面Ｍ１，Ｍ２が形成された面と反対の面に、やはり一対のねじ穴が形成されている。
【００３７】
＜第１１実施形態＞
図１４は第１１実施形態に係るリフレクタ１１０を示す。第１実施形態のリフレクタ１３との相違は、取り付け基板及び反射部の平断面が円形ではなく矩形をなしている。
【００３８】
＜第１２実施形態＞
図１５は第１２実施形態に係るリフレクタ１２０を示す。第１１実施形態のリフレクタ１１０との相違は、一対の取付孔Ｈ，Ｈが反射面Ｍ１，Ｍ２が形成された面と面一をなす面から貫通形成されている。
【００３９】
＜第１３実施形態＞
図１６は第１３実施形態に係るリフレクタ１３０を示す。リフレクタ１３０は、概ね直方体をなし、その一側面には長手方向に対して４５度傾いた方向に沿って一対の反射面Ｍ１，Ｍ２がやはり直角をなして形成されている。なお、その反射面Ｍ１，Ｍ２とは反対側の面及びその側面には一対のねじ穴Ｎ，Ｎがそれぞれ形成されている。
【００４０】
＜第１４実施形態＞
図１７は第１４実施形態に係るリフレクタ１４０を示す。第１３実施形態のリフレクタ１３０は、Ｖ字溝が交線に沿って貫かれた形状となっていたが、リフレクタ１４０は、反射部の上面の周縁部を残しつつＶ字溝が形成され、その両端に壁面が残存した形状となっている。この構成であれば第１３実施形態のリフレクタ１３０に比べて外力による損傷を防止することができる。
【００４１】
＜第１５実施形態＞
図１８は第１５実施形態に係るリフレクタ１５０を示す。一対の反射面Ｍ１，Ｍ２が直角をなして構成されていれば、第１４実施形態のリフレクタ１４０の各反射面Ｍ１，Ｍ２の形状と異なり、本実施形態に係るリフレクタ７０のように略台形であってもよい。
【００４２】
＜第１６実施形態＞
図１９及び図２０は第１６実施形態のリフレクタ２０を示す。前記第１実施形態とは、リフレクタの反射面の形状が異なり、その他の点は前記第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
リフレクタ２０は、図１９に示すように、全体として円柱形をなし、その一方の端面に凹部が形成され、その凹部の内面に形成された面が頂角が９０度の円錐をなして反射面Ｍ３を構成している。なお、反射面Ｍ３の円錐状の頂点に相当する部分には、取り付け基板の裏側まで貫通した貫通孔２１が形成されており、切削の際、加工逃げとして機能する。
【００４３】
さて、本実施形態の作用について図２０を参照しつつ説明する。なお、図２０において、両矢印の記号は光Ｒ１及び反射光Ｒ２の偏光面の向きを表したものである。
まず、リフレクタ２０の前面に半導体ウエハＷがないとき、投光部１１から出射された偏光Ｒ１は、リフレクタ２０の円錐形をなす反射面Ｍ３の一部で反射して、その円錐の中心軸側に向い、その向い側の反射面Ｍ３で再び反射して受光部１２に戻される。リフレクタ２０の反射面Ｍ３を構成する円錐は、その頂角が９０度であって金属で形成されているから、図２０に示すように、第１実施形態のリフレクタ１３と同様に、反射面Ｍ３において２回の反射を繰り返すことにより、９０度回転した偏光面を有する光が受光部１２に向かうことになる。
ここで、リフレクタ２０の反射面Ｍ３は、図２０に示すように、光電スイッチ本体１０側から見て上下左右方向に対称な円錐形状をなしているから、この反射面Ｍ３に対して円錐の頂角を中心とするあらゆる角度から投光部１１の光Ｒ１が入射しても、上記の反射を繰り返してその全部又は一部の偏光面が回転して受光部１２に戻すことが可能になる。
【００４４】
そして、鏡面反射性の物体である半導体ウエハＷが移動して投光部１１及びリフレクタ２０との間の光軸を遮る場合では、第１実施形態と同様に、投光部１２からの光Ｒ１は半導体ウエハＷでは回転せずに反射して受光部１２に戻されることになり、もって半導体ウエハＷの検出が可能になる。
このような構成であれば、受光部１２により一定の光量を受光することが可能になり鏡面反射を行う半導体ウエハ等であっても検出できる。さらに、本実施形態のリフレクタ２０の反射面Ｍ３は円錐で構成されその軸に対して上下・左右対称の形状であって、その軸を中心としたあらゆる方向から投光部１１の光Ｒ１が入ってくる場合でも反射して受光部１２に戻すことができるから、光電スイッチ本体１０に対するリフレクタ１３の取り付け作業が第１実施形態に比べてより簡単になる。
【００４５】
＜第１７実施形態＞
図２１は第１７実施形態に係るリフレクタ１６０を示す。第１６実施形態のリフレクタ２０との相違は、取り付け基板のうち取付孔の並列方向と直角をなす方向の両端を切断した形状とした点にあり、例えば狭い内壁等にも取付けることができる。
【００４６】
＜第１８実施形態＞
図２２は第１８実施形態に係るリフレクタ１７０を示す。リフレクタ１７０は、第１６実施形態のリフレクタ２０の取り付け基板がない代わりに、反射面Ｍ３が形成された面と反対の面に、やはり一対のねじ穴Ｎ，Ｎが形成されている。
【００４７】
＜第１９実施形態＞
図２３は第１９実施形態に係るリフレクタ１８０を示す。リフレクタ１８０は、概ね直方体をなし、その一側面に形成した凹部の内面に円錐状の反射面Ｍ３が形成されている。本実施形態のように反射面Ｍ３はその全体が円錐である必要はなく、実際に光を反射させる面のみが円錐形状の一部を構成していればよい。なお、その反射面Ｍ３とは反対側の面及びその側面には一対のねじ穴Ｎ，Ｎがそれぞれ形成されている。
【００４８】
＜第２０実施形態＞
図２４は第２０実施形態に係るリフレクタ１９０を示す。第１９実施形態のリフレクタ１８０とは異なり、反射部の上面の周縁部を残しつつ円錐形状が形成され、その両端に壁面が残存した形状となっている。この構成であれば第１９実施形態のリフレクタ１８０に比べて外力による損傷を防止することができる。
【００４９】
＜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。
（１）上記各実施形態では、リフレクタを同一金属で一体成形したが、例えば母体を安価なステンレスとして、反射面のみ反射効率のよい他の金属とすることでリフレクタ全体として低コスト化を図ったものであってもよい。
【００５０】
（２）上記各実施形態の光電スイッチ１０の投光部１１を、偏光を出射する半導体レーザで構成してもよい。この構成であれば、偏光フィルタ１１Ｂが不要になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る真空搬送装置の構成図
【図２】 そのリフレクタの平面図等
【図３】 光電センサ本体及びリフレクタ間の投受光を説明するための説明図
【図４】 リフレクタの設置角度による反射光の相違を説明するための説明図
【図５】 本発明の第２実施形態に係る真空搬送装置の構成図
【図６】 本発明の第３実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図７】 本発明の第４実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図８】 本発明の第５実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図９】 本発明の第６実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１０】 本発明の第７実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１１】 本発明の第８実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１２】 本発明の第９実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１３】 本発明の第１０実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１４】 本発明の第１１実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１５】 本発明の第１２実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１６】 本発明の第１３実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１７】 本発明の第１４実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１８】 本発明の第１５実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１９】 本発明の第１６実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図２０】 光電センサ本体及びリフレクタ間の投受光を説明するための説明図
【図２１】 本発明の第１７実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図２２】 本発明の第１８実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図２３】 本発明の第１９実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図２４】 本発明の第２０実施形態に係るリフレクタの平面図等
【符号の説明】
１０...光電スイッチ本体
１１...投光部
１２...受光部
１３，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０，１９０...リフレクタ
２５...真空槽
２５Ａ...囲壁
２７...透光窓
Ｌ...交線
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３...反射面
Ｒ１...光
Ｒ２...反射光
Ｗ...半導体ウエハ
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空槽内にある物体を検出するための光電スイッチ及びそれを使用した真空槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体製造装置では、囲壁に囲まれた真空槽内を通して半導体ウエハを移送する。この真空槽内を移送される半導体ウエハを検出するためには光電スイッチが利用され、次のような構成が採用されていた。真空槽を構成する囲壁の所定部位には対向する一対の開口部が形成され、ここに透光板が気密に嵌め込まれて２つの透光窓が形成されている。一方の透光窓の外側には投光部が配置され、他方の透光窓の外側には、その投光部から出射された光を受ける受光部が配置される。そして、真空槽内を半導体ウエハが通過すると、投光部と受光部との間の光軸が半導体ウエハによって遮られることで、これが検出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、真空槽の透光窓を構成する透光板は高価であり、これをウエハ検出のために槽内の密閉性を保持しつつ２カ所に設けなければならないため、真空槽が非常に高価になるという問題があった。
なお、真空槽の透光窓を１つにするには、投光部及び受光部を並設した光電スイッチ本体と、その投光部からの光を受光部に反射させるリフレクタとを備えてなり、投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成としたリフレクタ反射型の光電スイッチを利用する構成が考えられる。そのリフレクタを真空槽内に配置すると共に、光電スイッチ本体を真空槽外に配置して透光窓からリフレクタに向けて光を出射するのである。半導体ウエハがないとき、光電スイッチ本体の投光部から出射した光は透光窓を通って真空槽内のリフレクタに至り、ここで反射して再び同じ透光窓を通って受光部に戻される。リフレクタの前を半導体ウエハが通過すると、投光部からの光が半導体ウエハによって遮られて受光部に入射しなくなるから、これを検出することができるはずである。
しかしながら、リフレクタは一般にプラスチック製である。従って、これを真空槽内に配置すると、ここからガスが発生して真空槽内を汚染し、半導体ウエハに不純物が付着してしまうという問題が生ずるため、実際にはこのような構成は実現不可能であった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、透光窓を１つ設けるだけで内部の被処理物を検出できる真空槽を提供することにあり、また、それに適した真空槽用光電スイッチを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係る真空槽用光電スイッチは、投光部及び受光部を並設した光電スイッチ本体と、投光部からの光を反射して受光部に返すリフレクタとからなり、真空槽内で移動する被処理物を検出するための真空槽用光電スイッチにおいて、光電スイッチ本体を真空槽に形成した透光窓の外側に設けると共に、リフレクタを金属製として真空槽内のうち光電スイッチ本体との間で被処理物の通過経路を挟む位置に設け、光電スイッチ本体の投光部から透光窓を通して真空槽内に光を出射し、リフレクタで反射する光を光電スイッチ本体の受光部にて受光するように構成し、前記リフレクタは一対の平面状の反射面を備えてその反射面間が直角となるように構成されると共に、光電スイッチ本体の投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成とされ、リフレクタは、その両反射面が交わる線と、光電スイッチ本体の投光部から出射される偏光の偏光面とがなす角度が、０度及び９０度以外であってそれらの間の角度となるように取り付けられているところに特徴を有する。
【０００６】
【０００７】
さらに、請求項２の発明に係る真空槽用光電スイッチは、投光部及び受光部を並設した光電スイッチ本体と、投光部からの光を反射して受光部に返すリフレクタとからなり、真空槽内で移動する被処理物を検出するための真空槽用光電スイッチにおいて、光電スイッチ本体を真空槽に形成した透光窓の外側に設けると共に、リフレクタを金属製として真空槽内のうち光電スイッチ本体との間で被処理物の通過経路を挟む位置に設け、光電スイッチ本体の投光部から透光窓を通して真空槽内に光を出射し、リフレクタで反射する光を光電スイッチ本体の受光部にて受光するように構成し、リフレクタは一対の反射面間が直角となるように構成されると共に、光電スイッチ本体の投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成とされ、リフレクタは、凹部を有した金属部材であって、その凹部の内面に形成される反射面は頂角が９０度の円錐状をなしているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明に係る真空搬送装置は、囲壁に透光窓が気密状態で形成され内部に被処理物を通過させる真空槽と、投光部及び受光部を並設してなり透光窓に対向して囲壁の外側に設けられる光電スイッチ本体と、囲壁内のうち光電スイッチ本体との間で被処理物の通過経路を挟む位置に設けられた金属製のリフレクタとからなり、光電スイッチ本体の投光部から透光窓を通して囲壁内に光を出射し、リフレクタで反射する光を光電スイッチ本体の受光部にて受光するように構成し、リフレクタは一対の平面状の反射面を備えてその反射面間が直角となるように構成されると共に、光電スイッチ本体の投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成とされ、リフレクタは、その両反射面が交わる線と、光電スイッチ本体の投光部から出射される偏光の偏光面とがなす角度が、０度及び９０度以外であってそれらの間の角度となるように取り付けられているところに特徴を有する。
【０００９】
【００１０】
さらに、請求項４の発明に係る真空搬送装置は、囲壁に透光窓が気密状態で形成され内部に被処理物を通過させる真空槽と、投光部及び受光部を並設してなり透光窓に対向して囲壁の外側に設けられる光電スイッチ本体と、囲壁内のうち光電スイッチ本体との間で被処理物の通過経路を挟む位置に設けられた金属製のリフレクタとからなり、光電スイッチ本体の投光部から透光窓を通して囲壁内に光を出射し、リフレクタで反射する光を光電スイッチ本体の受光部にて受光するように構成し、リフレクタは一対の反射面間が直角となるように構成されると共に、光電スイッチ本体の投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成とされ、リフレクタは、凹部を有した金属部材であって、その凹部の内面に形成される反射面は頂角が９０度の円錐状をなしているところに特徴を有する。
【００１１】
なお、本発明でいう「直角」とは厳密な意味での直角を必ずしも意味するものではない。一対の反射面が直角をなすように構成したのは、投光部からの光をその投光部に隣接した受光部に戻すためである。そして投光部からの光は実際には一定の幅（広がり）を有しており、両反射面を厳密的な意味での「直角」から多少ずれた角度で構成されていてもその一部の光は受光部に返すことができる。従って、本発明でいう「直角」とは、投光部から出射される一定の幅を持った光をそれに隣接した受光部に返すことができる実質的な意味での「直角」を意味する。
また、本発明でいう「円錐の頂角が９０度」とは厳密的な意味での９０度を必ずしも意味するものではない。このような構成としたのは、投光部からの光をその投光部に隣接した受光部に戻すためである。そして投光部からの光は実際には一定の幅（広がり）を有しており、反射面を構成する円錐の頂角を厳密的な意味での「９０度」から多少ずれた角度で構成されていてもその一部の光は受光部に返すことができる。従って、本発明でいう「円錐の頂角が９０度」とは、投光部から出射される一定の幅を持った光をそれに隣接した受光部に返すことができる実質的な意味での「９０度」を意味する。
【００１２】
【発明の作用】
本発明の請求項１，３の構成によれば、被処理物がないとき、光電スイッチ本体の投光部から出射した光は透光窓を通って真空槽内のリフレクタに至り、ここで反射して再び同じ透光窓を通って受光部に戻される。これに対して、リフレクタの前を被処理物が通過すると、投光部からの光が被処理物によって遮られて受光部に入射しなくなるから、これを検出することができる。
ここで、本発明のリフレクタは金属製であって真空槽内に配してもガスを発生することはないから、真空槽内を汚染することがない。また、リフレクタを真空槽内に配したことで、真空槽には、光電スイッチ本体及びリフレクタ間で形成される光軸を通すための窓部を１つ設ければ足りるため、従来よりも安価な真空槽とすることができる。
【００１３】
また、光電スイッチ本体の投光部から出射された光は、まずリフレクタの一方の平面状の反射面で反射して他方の反射面に向かい、ここで再び反射して光電スイッチ本体の受光部に入射する。このとき、投光部は所定方向の偏光面を有する光を出射しており、リフレクタの両反射面は互いに９０度の角度で交わる形態であるから、リフレクタにおいて２回の反射を繰り返すことにより、偏光面は９０度回転して受光部に向かうことになる。そして、光電スイッチ本体の受光部は、投光部からの偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成であるから、リフレクタによって反射された光が受光部に入射することになる。
ここで、リフレクタの両反射面が交わる線と、投光部から出射される偏光の偏光面とが、０度又は９０度の角度をなすようにリフレクタが取り付けられていると、投光部からの偏光の偏光面は反射を繰り返しても回転しないが、本発明では、両者がそれらの角度を避けるように取り付けられているから、偏光面は確実に回転して受光部に入射する。なお、リフレクタの両反射面が交わる線と、投光部から出射される偏光の偏光面とがなす角度は４５度とすることが最も好ましいが、０度及び９０度以外の角度なら受光部に光の入射を得られる。
【００１４】
そして、真空槽内で被処理物が移動して光電スイッチ本体の投光部とリフレクタとの間の光軸を遮るようになると、受光部への光の入射が断たれるから、これに基づき検出動作が行われる。
ここで、被処理物が半導体ウエハのような鏡面反射性の物質であると、投光部からの光は偏光面を保存して受光部に向けて反射される。ところが、本発明では、受光部は、投光部から出射される偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成であるから、被処理物によって反射された光は、偏光面が回転していないから、受光部に入射することがなく、これに基づき検出動作が行われる。
【００１５】
なお、リフレクタを３面の反射面を互いに直交するように組み合わせたいわゆるコーナキューブタイプとすると、金属製のリフレクタでは被処理物の鏡面反射とリフレクタからの反射とを区別できなくなる。その理由は、金属製のリフレクタでは反射時に偏光面が保存されるから、コーナキューブタイプでは１回の反射によって６０度ずつ偏光面が回転し、結局、３回の反射で１８０度偏光面が回転して元に戻ることになり、被処理物の鏡面反射と偏光面の向きが同じになるためである。
【００１６】
請求項２及び４の構成によれば、投光部からの光は、まずリフレクタの凹部の内面に形成された円錐状の反射面で反射して、その円錐の中心軸側に向い、その向い側の反射面で再び反射して受光部に入射する。このとき、投光部は所定方向の偏光面を有する光を出射しており、金属製のリフレクタの反射面を構成する円錐は、その頂角が９０度であるから、請求項２及び５の発明と同様に、リフレクタにおいて２回の反射を繰り返すことにより、９０度回転した偏光面を有する光が受光部に向かうことになる。ここで、リフレクタの反射面は、光電スイッチ本体側から見て上下左右方向に対称な円錐形状をなしているから、この反射面に対して円錐の頂点を中心とするあらゆる角度から投光部の光が入射しても、上記の反射を繰り返してその全部又は一部の偏光面が回転して受光部に戻すことが可能になる。これにより、受光部により一定の光量が受光され得られるだけでなく、請求項１及び３の発明に比べて光電スイッチ本体に対するリフレクタの取り付け作業が簡単になるという効果がある。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、真空槽に透光窓を１つだけ設ければ済むから、真空槽を低コスト化することができる。また、真空槽内の被処理物が鏡面反射を行う場合であっても、被処理物からの反射光とリフレクタからの反射光とを区別して確実な検出動作を行うことができるという効果が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態を図１ないし図４によって説明する。
本実施形態に係る真空搬送装置１は、例えば半導体製造装置に備えられ、囲壁２５Ａが気密状態で形成された真空槽２５と、その真空槽２５内を通過する半導体ウエハＷを検出する真空槽用光電スイッチとからなる。まず、真空槽２５は、図１に示すように、その囲壁２５Ａの所定部位に開口部が形成され、その開口部に、透光板２６が気密に嵌め込まれた透光窓２７がボルト締めされ、槽内の密閉性が維持されている。
【００１９】
真空槽用光電スイッチは、図１に示すように、光電スイッチ本体１０と、光電スイッチ本体１０に対向して配されるリフレクタ１３とを備えてなる。光電スイッチ本体１０には、リフレクタ１３に向って光Ｒ１を投光する投光部１１と、リフレクタ１３から返ってきた反射光Ｒ２を受光する受光部１２とが並設されている。投光部１１は、投光素子１１Ａと、投光素子１１Ａの前面に配された偏光フィルタ１１Ｂとからなる。偏光フィルタ１１Ｂは、その投光素子１１Ａから出射された光のうち例えば同図の上下方向を偏光面とした光（以下「第１成分の光」という）のみの通過を許容する構造をなしている。従って、投光部１１から出射される光Ｒ１は、第１成分の光のみで構成されたものとなる。一方、受光部１２は、受光素子１２Ａと、受光素子１２Ａの前面に配された偏光フィルタ１２Ｂとからなる。偏光フィルタ１２Ｂは、リフレクタ１３から返された反射光Ｒ２のうち前記第１成分の光とは９０度回転した偏光面（同図の図面の表裏方向）を有する光（以下「第２成分の光」という）のみの通過を許容する構造をなしている。従って、受光部１２は、その第２成分の光とは偏光面の向きが異なる光は受光しない。
【００２０】
さて、リフレクタ１３は、例えば、図２に示すように、円形の取り付け基板と、その取り付け基板の片面側に突設された短円柱状の反射部とが一体成形された金属（例えば、ステンレスやアルミ等）製部材である。反射部のうち前記光電スイッチ本体１０に向けられる上面側には、断面Ｖ字型の一対の反射面Ｍ１，Ｍ２が形成され、例えばリフレクタ１３を切削後に必要に応じて電解研磨して鏡面を得ることができる。なお、両反射面Ｍ１，Ｍ２がなす角度は直角をなすように形成されている。また、前記取り付け基板には、反射部を挟むように一対の取付孔Ｈ，Ｈが貫通形成れており、両取付孔Ｈ，Ｈの並列方向と、反射部の両反射面Ｍ１，Ｍ２の交わる線（以下、「交線Ｌ」という）とは４５度の角度をなす。
【００２１】
そして、光電スイッチ本体１０は、真空槽２５の外側に、投光部１１及び受光部１２を透光窓２７に向けた状態で、例えば真空槽２５の外壁面に図示しない取付け部材で固着されている。一方、リフレクタ１３は、真空槽２５内であって、光電スイッチ本体１０との間で半導体ウエハＷの通過経路を挟む位置、本実施形態では、透光窓２７が設けられた壁面に対向する内壁面上に、反射面を透光窓２７に向けた状態で、取り付け基板に形成された一対の取付孔Ｈ，Ｈが真空槽２５の軸方向に並ぶ向きで、それぞれの取付孔Ｈ，Ｈに例えばボルト等を通して固着されている。ここで、上述したように、リフレクタ１３は、取付孔Ｈ，Ｈの並列方向と、反射面Ｍ１，Ｍ２の交線Ｌとは４５度の角度をなすように形成されているから、図２（Ａ）に示すように光電スイッチ本体１０側から見ると、一対の反射面は、真空槽２５の軸方向に対して４５度傾いた状態で取付けられることになる。
【００２２】
次に、本実施形態の作用について図３及び図４を参照しつつ説明する。なお、図３及び図４において、両矢印の記号は光Ｒ１及び反射光Ｒ２の偏光面の向きを表したものである。
まず、リフレクタ１３の前面に半導体ウエハＷがないとき、投光部１１から出射された偏光Ｒ１は、透光窓２７を通って真空槽２５内のリフレクタ１３の一方の反射面Ｍ１で反射して他方の反射面Ｍ２に向い、ここで再び反射して光電スイッチ本体１０の受光部１２に戻される。このとき、リフレクタ１３の両反射面Ｍ１，Ｍ２は、互いに９０度の角度で交わる形態であって共に金属で形成されている。従って、図３に示すように、第１成分の光のみで構成された光Ｒ１は、その偏光面が保存されつつ両反射面Ｍ１，Ｍ２での２回の反射を繰り返すことにより、９０度回転した偏光面を有する光が受光部１２に向うことになる。受光部１２は、上述したように第２の成分の光のみを受光する構成とされているが、受光部１２に戻される光Ｒ２には第１成分の光だけでなく第２成分の光も含まれているから、その光が受光部１２に入射することになる。
【００２３】
ここで、本実施形態のように投光部１１から出射される光Ｒ１の偏光面と、リフレクタ１３の両反射面Ｍ１，Ｍ２の交線Ｌとが０度又は９０度の角度をなすようにリフレクタ１３が取り付けられていると、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、２度の反射を繰り返しても偏光面は回転しない。従って、反射光Ｒ２は光Ｒ１と同様に第１成分の光のみで構成された光として受光部１２に向うことになり、受光部１２に入射しなくなってしまう。しかしながら、本実施形態では、０度又は９０度の角度を避けて４５度の角度をなすように構成されているから上述のように偏光面は確実に回転して受光部１２に入射させることが可能になる。なお、０度又は９０度以外の角度であれば、必ずしも４５度でなくてもよいが、４５度の角度に設定した場合には、光Ｒ１のうち最も多くの光が反射面Ｍ１，Ｍ２により回転されることが実験的に認められている。従って、本実施形態では一対の取付孔Ｈ，Ｈの並列方向と、反射部の交線Ｌとは４５度の角度をなすように形成することで、光電スイッチ本体１０とリフレクタ１３との位置調整の際より簡単にその角度に設定できるような工夫がしてある。
【００２４】
そして、真空槽２５内で半導体ウエハＷが移動して光電スイッチ本体１０の投光部１１とリフレクタ１３との間の光軸を遮るようになるが、半導体ウエハＷのような鏡面反射性の物質では、投光部１１からの光Ｒ１は半導体ウエハＷで回転せずに反射して受光部１２に向うことになる。しかしながら受光部１２は、第２成分の光のみの入射を許容して、光Ｒ１と同じ第１成分の光は受光部１２に入射しない。従って、受光部１２の入射の有無に基づいて検出動作を行うことが可能になる。
【００２５】
このように、本実施形態に係る真空搬送装置によれば、リフレクタ１３を、真空槽２５内でガスを発生するプラスチック製ではなく金属製として、真空槽２５内に配する構成とすることで、真空槽２５に透光窓２７を１つだけ設ければ済むから、真空槽２５を低コスト化することができる。
【００２６】
また、投光部１１及び受光部１２は互いに位相が９０度異なる光のみをそれぞれ投光及び受光するようにし、リフレクタ１３は、直角をなす一対の反射面Ｍ１，Ｍ２を備えて、両反射面Ｍ１，Ｍ２の交線Ｌと、投光部１１から出射される光Ｒ１の偏光面が０度又は９０度を避けて４５度の角度になるような向きにリフレクタ１３を配置した。これにより、半導体ウエハＷのように鏡面反射を行うものであっても、半導体ウエハＷからの反射光とリフレクタ１３からの反射光とを区別して確実な検出動作を行うことができる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
図５は第２実施形態を示す。前記実施形態との相違は、光電スイッチの投光部１１の投光素子１１Ａ及び受光部１２の受光素子１２Ａのそれぞれから光ファイバＦ１，Ｆ２を導出させて、各光ファイバＦ１，Ｆ２の先端を偏光フィルタ１１Ｂ，１２Ｂを介して、リフレクタ１３と対向する位置に設置したところにあり、その他の点は前記第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
【００２８】
この構成によれば、投光素子１１Ａから出射された光は、光ファイバＦ１によって伝送されその先端部から偏光フィルタ１１Ｂを介して第１成分の光のみが出射され、リフレクタ１３から戻された光Ｒ２のうち、第２成分の光のみが偏光フィルタ１２Ｂを介して光ファイバＦ２の先端部に入光して、その光ファイバＦ２によって受光部１２に伝送される。このような構成であっても第１実施形態と同じ効果を得ることができる。
【００２９】
＜第３実施形態＞
図６は第３実施形態に係るリフレクタ３０を示す。第１実施形態のリフレクタ１３との相違は、交線Ｌに沿って溝３１が形成されているところにある。この構成によれば、リフレクタ成形時に溝３１が加工逃げとして機能する。なお、その他の点は前記第１実施形態と同様であり同様の効果を得ることができる。
【００３０】
＜第４実施形態＞
図７は第４実施形態に係るリフレクタ４０を示す。一対の反射面Ｍ１，Ｍ２で構成されるＶ字溝は第１実施形態のリフレクタ１３のように１列とは限られず、本実施形態のように複数列形成したものであっても前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
＜第５実施形態＞
図８は第５実施形態に係るリフレクタ５０を示す。第１実施形態のリフレクタ１３との相違は、取り付け基板のうち取付孔の並列方向と直角をなす方向の両端を切断した形状とした点にあり、例えば真空槽の狭い内壁にも取付けることができる。
【００３２】
＜第６実施形態＞
図９は第６実施形態に係るリフレクタ６０を示す。第１実施形態のリフレクタ１３は、Ｖ字溝が交線に沿って貫かれた形状となっていたが、リフレクタ６０は、反射部の上面の周縁部を残しつつＶ字溝が形成され、その両端に壁面が残存した形状となっている。この構成であれば第１実施形態のリフレクタ１３に比べて外力による損傷を防止することができる。
【００３３】
＜第７実施形態＞
図１０は第７実施形態に係るリフレクタ７０を示す。一対の反射面Ｍ１，Ｍ２が直角をなして構成されていれば、第６実施形態のリフレクタ６０のように各反射面Ｍ１，Ｍ２の形状が矩形以外でなくても、本実施形態に係るリフレクタ７０のように三角形であってもよい。
【００３４】
＜第８実施形態＞
また、第６実施形態のリフレクタ以外に、図１１に示す第８実施形態に係るリフレクタ８０のように、半円形状のものであってもよい。
【００３５】
＜第９実施形態＞
図１２は第９実施形態に係るリフレクタ９０を示す。リフレクタ９０は、図９に示すように概ねＳ字状の金属板であって、その両端部分に一対の取付孔Ｈ，Ｈを形成すると共に、両取付孔Ｈ，Ｈで挟まれる中央部分を両取付孔Ｈ，Ｈの並列方向と４５度の角度をなす方向に沿って互いに同方向に折り曲げて、第１実施形態のリフレクタ１３同様の直角をなす一対の反射面を構成するようにした。
【００３６】
＜第１０実施形態＞
図１３は第１０実施形態に係るリフレクタ１００を示す。リフレクタ１００は、第１実施形態のリフレクタ１３の取り付け基板がない代わりに、反射面Ｍ１，Ｍ２が形成された面と反対の面に、やはり一対のねじ穴が形成されている。
【００３７】
＜第１１実施形態＞
図１４は第１１実施形態に係るリフレクタ１１０を示す。第１実施形態のリフレクタ１３との相違は、取り付け基板及び反射部の平断面が円形ではなく矩形をなしている。
【００３８】
＜第１２実施形態＞
図１５は第１２実施形態に係るリフレクタ１２０を示す。第１１実施形態のリフレクタ１１０との相違は、一対の取付孔Ｈ，Ｈが反射面Ｍ１，Ｍ２が形成された面と面一をなす面から貫通形成されている。
【００３９】
＜第１３実施形態＞
図１６は第１３実施形態に係るリフレクタ１３０を示す。リフレクタ１３０は、概ね直方体をなし、その一側面には長手方向に対して４５度傾いた方向に沿って一対の反射面Ｍ１，Ｍ２がやはり直角をなして形成されている。なお、その反射面Ｍ１，Ｍ２とは反対側の面及びその側面には一対のねじ穴Ｎ，Ｎがそれぞれ形成されている。
【００４０】
＜第１４実施形態＞
図１７は第１４実施形態に係るリフレクタ１４０を示す。第１３実施形態のリフレクタ１３０は、Ｖ字溝が交線に沿って貫かれた形状となっていたが、リフレクタ１４０は、反射部の上面の周縁部を残しつつＶ字溝が形成され、その両端に壁面が残存した形状となっている。この構成であれば第１３実施形態のリフレクタ１３０に比べて外力による損傷を防止することができる。
【００４１】
＜第１５実施形態＞
図１８は第１５実施形態に係るリフレクタ１５０を示す。一対の反射面Ｍ１，Ｍ２が直角をなして構成されていれば、第１４実施形態のリフレクタ１４０の各反射面Ｍ１，Ｍ２の形状と異なり、本実施形態に係るリフレクタ７０のように略台形であってもよい。
【００４２】
＜第１６実施形態＞
図１９及び図２０は第１６実施形態のリフレクタ２０を示す。前記第１実施形態とは、リフレクタの反射面の形状が異なり、その他の点は前記第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
リフレクタ２０は、図１９に示すように、全体として円柱形をなし、その一方の端面に凹部が形成され、その凹部の内面に形成された面が頂角が９０度の円錐をなして反射面Ｍ３を構成している。なお、反射面Ｍ３の円錐状の頂点に相当する部分には、取り付け基板の裏側まで貫通した貫通孔２１が形成されており、切削の際、加工逃げとして機能する。
【００４３】
さて、本実施形態の作用について図２０を参照しつつ説明する。なお、図２０において、両矢印の記号は光Ｒ１及び反射光Ｒ２の偏光面の向きを表したものである。
まず、リフレクタ２０の前面に半導体ウエハＷがないとき、投光部１１から出射された偏光Ｒ１は、リフレクタ２０の円錐形をなす反射面Ｍ３の一部で反射して、その円錐の中心軸側に向い、その向い側の反射面Ｍ３で再び反射して受光部１２に戻される。リフレクタ２０の反射面Ｍ３を構成する円錐は、その頂角が９０度であって金属で形成されているから、図２０に示すように、第１実施形態のリフレクタ１３と同様に、反射面Ｍ３において２回の反射を繰り返すことにより、９０度回転した偏光面を有する光が受光部１２に向かうことになる。
ここで、リフレクタ２０の反射面Ｍ３は、図２０に示すように、光電スイッチ本体１０側から見て上下左右方向に対称な円錐形状をなしているから、この反射面Ｍ３に対して円錐の頂角を中心とするあらゆる角度から投光部１１の光Ｒ１が入射しても、上記の反射を繰り返してその全部又は一部の偏光面が回転して受光部１２に戻すことが可能になる。
【００４４】
そして、鏡面反射性の物体である半導体ウエハＷが移動して投光部１１及びリフレクタ２０との間の光軸を遮る場合では、第１実施形態と同様に、投光部１２からの光Ｒ１は半導体ウエハＷでは回転せずに反射して受光部１２に戻されることになり、もって半導体ウエハＷの検出が可能になる。
このような構成であれば、受光部１２により一定の光量を受光することが可能になり鏡面反射を行う半導体ウエハ等であっても検出できる。さらに、本実施形態のリフレクタ２０の反射面Ｍ３は円錐で構成されその軸に対して上下・左右対称の形状であって、その軸を中心としたあらゆる方向から投光部１１の光Ｒ１が入ってくる場合でも反射して受光部１２に戻すことができるから、光電スイッチ本体１０に対するリフレクタ１３の取り付け作業が第１実施形態に比べてより簡単になる。
【００４５】
＜第１７実施形態＞
図２１は第１７実施形態に係るリフレクタ１６０を示す。第１６実施形態のリフレクタ２０との相違は、取り付け基板のうち取付孔の並列方向と直角をなす方向の両端を切断した形状とした点にあり、例えば狭い内壁等にも取付けることができる。
【００４６】
＜第１８実施形態＞
図２２は第１８実施形態に係るリフレクタ１７０を示す。リフレクタ１７０は、第１６実施形態のリフレクタ２０の取り付け基板がない代わりに、反射面Ｍ３が形成された面と反対の面に、やはり一対のねじ穴Ｎ，Ｎが形成されている。
【００４７】
＜第１９実施形態＞
図２３は第１９実施形態に係るリフレクタ１８０を示す。リフレクタ１８０は、概ね直方体をなし、その一側面に形成した凹部の内面に円錐状の反射面Ｍ３が形成されている。本実施形態のように反射面Ｍ３はその全体が円錐である必要はなく、実際に光を反射させる面のみが円錐形状の一部を構成していればよい。なお、その反射面Ｍ３とは反対側の面及びその側面には一対のねじ穴Ｎ，Ｎがそれぞれ形成されている。
【００４８】
＜第２０実施形態＞
図２４は第２０実施形態に係るリフレクタ１９０を示す。第１９実施形態のリフレクタ１８０とは異なり、反射部の上面の周縁部を残しつつ円錐形状が形成され、その両端に壁面が残存した形状となっている。この構成であれば第１９実施形態のリフレクタ１８０に比べて外力による損傷を防止することができる。
【００４９】
＜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。
（１）上記各実施形態では、リフレクタを同一金属で一体成形したが、例えば母体を安価なステンレスとして、反射面のみ反射効率のよい他の金属とすることでリフレクタ全体として低コスト化を図ったものであってもよい。
【００５０】
（２）上記各実施形態の光電スイッチ１０の投光部１１を、偏光を出射する半導体レーザで構成してもよい。この構成であれば、偏光フィルタ１１Ｂが不要になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る真空搬送装置の構成図
【図２】 そのリフレクタの平面図等
【図３】 光電センサ本体及びリフレクタ間の投受光を説明するための説明図
【図４】 リフレクタの設置角度による反射光の相違を説明するための説明図
【図５】 本発明の第２実施形態に係る真空搬送装置の構成図
【図６】 本発明の第３実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図７】 本発明の第４実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図８】 本発明の第５実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図９】 本発明の第６実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１０】 本発明の第７実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１１】 本発明の第８実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１２】 本発明の第９実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１３】 本発明の第１０実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１４】 本発明の第１１実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１５】 本発明の第１２実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１６】 本発明の第１３実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１７】 本発明の第１４実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１８】 本発明の第１５実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図１９】 本発明の第１６実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図２０】 光電センサ本体及びリフレクタ間の投受光を説明するための説明図
【図２１】 本発明の第１７実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図２２】 本発明の第１８実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図２３】 本発明の第１９実施形態に係るリフレクタの平面図等
【図２４】 本発明の第２０実施形態に係るリフレクタの平面図等
【符号の説明】
１０...光電スイッチ本体
１１...投光部
１２...受光部
１３，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１７０，１８０，１９０...リフレクタ
２５...真空槽
２５Ａ...囲壁
２７...透光窓
Ｌ...交線
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３...反射面
Ｒ１...光
Ｒ２...反射光
Ｗ...半導体ウエハ
Claims (4)
- 投光部及び受光部を並設した光電スイッチ本体と、前記投光部からの光を反射して前記受光部に返すリフレクタとからなり、真空槽内で移動する被処理物を検出するための真空槽用光電スイッチにおいて、
前記光電スイッチ本体を前記真空槽に形成した透光窓の外側に設けると共に、前記リフレクタを金属製として前記真空槽内のうち前記光電スイッチ本体との間で前記被処理物の通過経路を挟む位置に設け、前記光電スイッチ本体の前記投光部から前記透光窓を通して前記真空槽内に光を出射し、前記リフレクタで反射する光を前記光電スイッチ本体の受光部にて受光するように構成し、
前記リフレクタは一対の平面状の反射面を備えてその反射面間が直角となるように構成されると共に、前記光電スイッチ本体の投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、前記受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成とされ、
前記リフレクタは、その両反射面が交わる線と、前記光電スイッチ本体の投光部から出射される偏光の偏光面とがなす角度が、０度及び９０度以外であってそれらの間の角度となるように取り付けられていることを特徴とする真空槽用光電スイッチ。 - 投光部及び受光部を並設した光電スイッチ本体と、前記投光部からの光を反射して前記受光部に返すリフレクタとからなり、真空槽内で移動する被処理物を検出するための真空槽用光電スイッチにおいて、
前記光電スイッチ本体を前記真空槽に形成した透光窓の外側に設けると共に、前記リフレクタを金属製として前記真空槽内のうち前記光電スイッチ本体との間で前記被処理物の通過経路を挟む位置に設け、前記光電スイッチ本体の前記投光部から前記透光窓を通して前記真空槽内に光を出射し、前記リフレクタで反射する光を前記光電スイッチ本体の受光部にて受光するように構成し、
前記リフレクタは一対の反射面間が直角となるように構成されると共に、前記光電スイッチ本体の投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、前記受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成とされ、
前記リフレクタは、凹部を有した金属部材であって、その凹部の内面に形成される反射面は頂角が９０度の円錐状をなしていることを特徴とする真空槽用光電スイッチ。 - 囲壁に透光窓が気密状態で形成され内部に被処理物を通過させる真空槽と、投光部及び受光部を並設してなり前記透光窓に対向して前記囲壁の外側に設けられる光電スイッチ本体と、前記囲壁内のうち前記光電スイッチ本体との間で前記被処理物の通過経路を挟む位置に設けられた金属製のリフレクタとからなり、前記光電スイッチ本体の前記投光部から前記透光窓を通して前記囲壁内に光を出射し、前記リフレクタで反射する光を前記光電スイッチ本体の受光部にて受光するように構成し、
前記リフレクタは一対の平面状の反射面を備えてその反射面間が直角となるように構成されると共に、前記光電スイッチ本体の投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、前記受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成とされ、
前記リフレクタは、その両反射面が交わる線と、前記光電スイッチ本体の投光部から出射される偏光の偏光面とがなす角度が、０度及び９０度以外であってそれらの間の角度となるように取り付けられていることを特徴とする真空搬送装置。 - 囲壁に透光窓が気密状態で形成され内部に被処理物を通過させる真空槽と、投光部及び受光部を並設してなり前記透光窓に対向して前記囲壁の外側に設けられる光電スイッチ本体と、前記囲壁内のうち前記光電スイッチ本体との間で前記被処理物の通過経路を挟む位置に設けられた金属製のリフレクタとからなり、前記光電スイッチ本体の前記投光部から前記透光窓を通して前記囲壁内に光を出射し、前記リフレクタで反射する光を前記光電スイッチ本体の受光部にて受光するように構成し、
前記リフレクタは一対の反射面間が直角となるように構成されると共に、前記光電スイッチ本体の投光部は所定方向の偏光面を有する偏光を出射し、前記受光部はその偏光とは９０度回転した偏光面を有する偏光を選択的に受光する構成とされ、
前記リフレクタは、凹部を有した金属部材であって、その凹部の内面に形成される反射面は頂角が９０度の円錐状をなしていることを特徴とする真空搬送装置。
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