JP4835701B2 - ウェハ検出用センサ - Google Patents

Description

本発明は、ウェハ検出用センサに関するものである。

ウェハカセット内のウェハの有無を検出する場合、ウェハ搬送用アーム上にセンサを取り付けて検出を行う場合が多い。

そして、検出手段としてのウェハ検出用センサは、狭視界タイプ（投光ビームのビーム径が小さいもの）の透過形センサが多く用いられる。この狭視界タイプを使用するのは、ウェハカセット内において、被検出体としてのウェハの上下に位置する他のウェハの反射光の影響を受けず、被検出体としてのウェハを検出するためである。

すなわち、図１１に示すように、透過形センサ４０は投光部４１と受光部４２とで構成してあり、投光部４１は保持体としてのアーム４３に保持されており、受光部４２は保持体としてのアーム４４に保持されていて、所定の間隔をおいて相対峙している。そして、投光部４１より投光された投光ビームＦが受光部４２で受光されるようになっている。

また、複数枚のウェハ４５は、ウェハカセット（図示せず）内に上下方向に所定の間隔をおいて出入れ可能に収納してあり、透過形センサ４０はウェハカセットの出入口で上下方向に移動できる移動体（図示せず）に搭載されている。

したがって、移動体が下方向に移動することで、透過形センサ４０はウェハカセットの出入口で下方向に移動する。

この透過形センサ４０の下方向への移動により、ウェハ４５の端面４５Ａが横から投光ビームＦを遮り受光部４２で受光できず、このために、アンプ部（図示せず）において、検出体（ウェハ４５）があると判定される。

しかしながら、上記した従来のウェハ検出用センサでは狭視界タイプの透過形センサを用いるために、その投光ビームＦのビーム径が小さくなって、光軸調整が必要であり、投、受光部４１、４２のそれぞれ２ケ所に光軸調整機構を設けなければならないという問題点があった。

一方、ウェハ検出用センサに回帰形ではなく、単に、投光部からウェハ４５に光を当てて、このウェハ４５からの反射光を受光するタイプの反射形センサを使用すれば、光軸調整機構は少なくできるが、ウェハ４５の表面の状態により反射率が小さいものや、特定波長を吸収するウェハ４５もあることから安定したウェハ４５の検出ができないという問題点があった。

本発明は、上記の問題点に着目して成されたものであって、その目的とするところは、ウェハを確実に検出でき、且つ投受光側両方の光軸調整機構が不用になり、調整時間を少なくすることが可能な回帰形のウェハ検出用センサを提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明に係るウェハ検出用センサは、光ビームを出射する投光部と、検出領域からの光ビームを受光する受光部とを備えたセンサ部と、前記投光部の光ビームを入射光とし、それを反射するリフレクタとを備え、前記センサ部と前記リフレクタは、ウェハカセットの出入口を移動できる移動体に搭載されるものであり、前記センサ部は、前記投光部と前記受光部の並び方向がウェハの厚み方向に対して垂直方向になりかつ前記投光部と前記ウェハとの距離が前記受光部と前記ウェハとの距離より短くなるように配置された状態で、前記リフレクタは、入射した光ビームを受光部へ反射する状態で、それぞれ使用できるように移動体に搭載され、センサ部とリフレクタ部との間の検出領域にウェハが存在する際に、投光部から出射された光ビームがリフレクタに到達する前にウェハにより遮られて受光部の受光量が減ったことを検出することによって前記ウェハの有無を検出するというものである。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係るウェハ検出用センサは、光ビームを出射する投光部と検出領域からの光ビームを受光する受光部とを備えたセンサ部と、前記投光部の光ビームを入射光としその光を反射させると共に前記受光部に入射させるようにするリフレクタと、前記センサ部に接続され、投光素子と受光素子と所定の検出回路とを備えたアンプ部とを備え、前記センサ部と前記リフレクタとの間の検出領域にウェハが存在する場合に、該ウェハが光ビームを遮って受光部の受光量が減ったことを検出することによってウェハの有無を検出するウェハ検出用センサであって、前記センサ部が、その軸線方向に沿って、投光側光ファイバー挿入孔部および受光側光ファイバー挿入孔部が平行に形成され、前記投光側光ファイバー挿入孔部に挿入され、前記アンプ部の前記投光素子の光を導光する投光側光ファイバーと、前記受光側光ファイバー挿入孔部に挿入され、前記アンプ部の前記受光素子へ光を導光する受光側光ファイバーとが備えられ、前記投光側光ファイバー挿入孔部と直交するように連通する投光口部および前記受光側光ファイバー挿入孔部と直交するように連通する受光口部が前記センサ部の一側面において開口するように平行に前記センサ部に設けられ、前記投光口部と前記投光側光ファイバー挿入孔部との直交部に光軸を直角に曲げる投光用反射部材と、前記受光口部と前記受光側光ファイバー挿入孔部との直交部に光軸を直角に曲げる受光用反射部材とが装着され、使用状態において、前記投光側光ファイバー挿入孔部及び前記受光側光ファイバー挿入孔部の並び方向、前記投光側光ファイバーと前記受光側光ファイバーとの並び方向、前記投光口部と前記受光口部との並び方向、前記投光用反射部材と前記受光用反射部材との並び方向のいずれもが、前記ウェハの厚み方向に対して垂直な方向となるようにし、かつ前記投光部と前記ウェハとの距離が前記受光部と前記ウェハとの距離より短くなるように前記センサ部をウェハカセット出入口を移動する移動体に搭載可能に構成したものである。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係るウェハ検出用センサは、前記センサ部は、前記投光側光ファイバー挿入孔部に挿入した前記投光側光ファイバーおよび前記受光側光ファイバー挿入孔部に挿入した前記受光側光ファイバーを介して前記アンプ部に接続されており、該アンプ部は、前記投光部を前記投光側光ファイバーを介して投光する投光回路および前記投光回路で発生したパルス信号と前記受光側光ファイバーを介して受光する受光信号を比較判定する演算回路と、該演算回路により検出体があると判定された場合に検出信号を出力する出力部とを有して構成したしたものである。

そして、センサ部がアンプ内蔵タイプであってもよいし、センサ部が、アンプ部に光ファイバーにより接続された光ファイバータイプであって、アンプ部の投光素子が発した光を投光側光ファイバーで伝送してセンサ部において投光ビームとしてリフレクタ側に出射するようにしてもよい。そして、投光ビームの光軸と受光ビームの光軸を変えるリフレクタが直角プリズムであることが好ましい。なお、リフレクタが２つのミラーを直角に配置した構成であってもよいし、また、リフレクタは光軸を変える１枚物のミラーでもよい。

センサ部とは、投光部より投光ビームを出して、この投光ビームの反射光（受光ビーム）を受光部で受光する回帰反射形のセンサ部である。また、直角プリズムとは、入射光が（直角プリズムの斜面部）から入射し、反射率の高い面、例えば鏡面である（直角プリズムの直角部を形成する一方の面部）、及び反射率の高い面、例えば鏡面である（直角プリズムの直角部を形成する他方の面部）で合計２回反射して、この反射光を入射光に平行に出射するものである。また、アンプ内蔵タイプとは、センサ部がアンプ部を内蔵している場合であり、光ファイバータイプとは、センサ部がアンプ部に光ファイバーにより接続された場合である。

また、アンプ部は、投光素子の投光回路と、受光素子から供給される受光信号を増幅する増幅回路と、投光回路にパルスを発生させるパルス発生部と増幅回路で増幅された受光信号を比較判定する比較判定部とを有する演算回路と、演算回路の比較判定部で検出体があると判定された場合に、検出信号を、例えば、外部出力機器に出力する出力部と、表示部と、電源入力部とを有するものであることが好ましい。

かかる構成により、投光部が出射した光ビームは投光部に近いために、まだ回析広がりが小さいのでさほど広がっていなくビーム径が小さい。それに対し、受光部が受光した光ビームは投光部より離れているので、回析広がりが大きく光ビームが広がっていてビーム径が大きい。光ビームが広がっている受光部が受光した光ビームでウェハの検出を行うと、被検出体であるウェハの上下に位置する他のウェハからの反射があり、ウェハの検出に悪影響がある。そこで、ウェハの検出はビーム径が小さい投光部が出射した光ビームで行うことが得策である。

このように、回析広がりが小さい投光部が出射した光ビームをウェハの検出に使用することで、リフレクタ反射後の受光部が受光した光ビームの広がりによる被検出体であるウェハの上下に位置する他のウェハの影響を小さくできて、ウェハの検出が安定したものになり、ウェハカセット内のウェハの有無を検出することができる。

また、ウェハの端部が投光部より出射した光ビームを遮った場合、当該光ビームがウェハの端部の表面に反射されるが、ウェハの端面は必ずしも平面ではなく、すなわち、ウェハ厚み方向にウェハの端面はストレート形状とは限らず曲率をもっており、また、端面にも成膜時の膜材質が回り込んでいるため、必ずしも反射率が高くない。したがって、投光部からの光ビームがウェハの端面にあたっても、受光側に戻る光の量ははるかに少なく誤動作しにくいものになる。

しかも、リフレクタとして直角プリズムを使用した場合、直角プリズムは寸法精度が高いために、基本的にセンサ部のみの調整でよいことになり、従来の狭視界タイプ透過形のウェハ検出用センサで必要であった投、受光側両方の光軸調整不用になり、調整時間を少なくすることができる。

また、本発明に係るウェハ検出用センサは、上記した本発明に係るウェハ検出用センサにおいて、センサ部とリフレクタとを所定の間隔をおいて相対峙させて構成するようにした。

かかる構成により、配線は片方、すなわち、センサ部しか必要ないため、ウェハ検出用センサの取付けが容易になり、配線工数も削減できる。

また、本発明に係るウェハ検出用センサは、上記した本発明に係るウェハ検出用センサにおいて、投受光側が、センサ部からの投光部が出射した光ビームをリフレクタ側に向かうように屈折させ且つリフレクタから反射された光ビームをセンサ部の受光部に入射させるセンサ側プリズムを有する。そして、リフレクタが直角プリズムであることが好ましい。

かかる構成により、プリズムの形状、配置によっては、２ヶ以上のプリズムを使用することによるウェハ検出が可能であり、センサ部をある程度距離を離した場所からの検出も可能である。しかも、センサ側保持体が、その先側にセンサ側プリズム（直角プリズム）のみを配置するようになることから、このセンサ側保持体の厚さを薄くすることができて、例えば、ウェハ検出用センサをロボットに搭載する場合などに有利になる。

以上説明したように、本発明に係るウェハ検出用センサによれば、回析広がりが小さい投光ビームをウェハの検出に使用することで、リフレクタ反射後の受光ビームの広がりによる被検出体であるウェハの上下に位置する他のウェハの影響を小さくできて、ウェハの検出が安定したものになり、ウェハカセット内のウェハの有無を検出することができる。

本発明に係るウェハ検出用センサ（実施するための形態１）の概略的な構成説明図である。 同ウェハ検出用センサ（実施するための形態１）に用いるアンプ部の構成説明図である。 同ウェハ検出用センサ（実施するための形態１）に用いるリフレクタとしての直角プリズムの説明図である。 ウェハカセットに収納されたウェハの検出方法の説明図である。 本発明に係るウェハ検出用センサ（実施するための形態２）の概略的な構成説明図である。 同ウェハ検出用センサ（実施するための形態２）の構成説明図である。 同ウェハ検出用センサ（実施するための形態２）に用いるアンプ部の構成説明図である。 本発明に係るウェハ検出用センサ（実施するための形態３）の概略的な構成説明図である。 同ウェハ検出用センサ（実施するための形態３）に用いるセンサ側プリズムの説明図である。 ２つのミラーを組み合わせたリフレクタの説明図である。 従来のウェハ検出用センサの概略的な構成説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

本発明に係るウェハ検出用センサを実施するための形態１を図１乃至図４に示す。

本発明に係るウェハ検出用センサ３０は、投、受光ともに狭視界（投光ビームの光束が小さいもの）の光学系を備えた回帰反射形のセンサ部１と、リフレクタとして用いられる寸法精度の高い直角プリズム２とで構成してある。このセンサ部１は光ビームを出射して投光ビームを形成する投光部と、検出領域からの光である受光ビームを受光する受光部とを有する。

すなわち、センサ部１はアンプ内蔵タイプであり、センサ側保持体１３Ａに保持されている。このセンサ部１のセンサ本体１Ａの一側には投光部である投光口部３と受光部である受光口部４とが、センサ本体１Ａの軸線方向に所定の距離だけ離して設けてある。そして、投光口部３には投光素子１４が、受光口部４には受光素子１６がそれぞれ配置してある。

そして、アンプ部２５においては、図２に示すように、投光素子１４の投光回路１５と、受光素子１６から供給される受光信号を増幅する増幅回路１７と、投光回路１５にパルスを発生させるパルス発生部（図示せず）と増幅回路１７で増幅された受光信号を比較判定する比較判定部（図示せず）とを有する演算回路１８と、演算回路１８の比較判定部で検出体があると判定された場合に、検出信号を、例えば、外部出力機器（図示せず）に出力する出力部１９と、表示部２０と、電源入力部２１とを有する。

また、リフレクタとして用いられる直角プリズム２はリフレクタ側保持体１３Ｂに保持されている。この直角プリズム２では、図３に示すように入射光ａはＢ面（直角プリズム２の斜面部）から入射し、反射率の高い、例えば鏡面であるＡ面（直角プリズム２の直角部を形成する一方の面部）、及び反射率の高い、例えば鏡面であるＣ面（直角プリズム２の直角部を形成する他方の面部）で合計２回反射して、この反射光ｂを入射光ａに平行に出射するものである。

そして、センサ部１と直角プリズム２とは所定の間隔をおいて相対峙していて、投光口部３より投光された投光ビームＦが、直角プリズム２では入射光ａとしてＢ面から入射しＡ面及びＣ面で合計２回反射して、この反射光ｂが入射光ａに平行に出射し、受光ビームＦ−１となって受光口部４に入るように配置してある。

そして、ウェハ検出用センサ３０とウェハ２２とは図１及び図４のように配置される。すなわち、複数枚のウェハ２２はウェハカセット２３内に上下方向に所定の間隔をおいて出入れ可能に収納してある。

また、ウェハ検出用センサ３０は、ウェハカセット２３の出入口２４で上下方向に移動できる移動体（図示せず）に搭載されている。

この場合、ウェハ検出用センサ３０は狭視界タイプであって、その投光ビームＦのビーム径は小さく（回析広がりが小さく）、また、受光ビームＦ−１は投光ビームＦに比べてそのビーム径に広がりがあるために、ウェハ２２の検出には投光ビームＦを使用している。

投光ビームＦは投光部に近いために、まだ回析広がりが小さいのでさほど広がっていなくビーム径が小さい。それに対し、受光ビームＦ−１は投光部より離れているので、回析広がりが大きく光ビームが広がっていてビーム径が大きい。光ビームが広がっている受光ビームＦ−１でウェハ２２の検出を行うと、被検出体であるウェハ２２の上下に位置する他のウェハ２２からの反射があり、ウェハ２２の検出に悪影響がある。そこで、ウェハ２２の検出はビーム径が小さい投光ビームＦで行うことが得策である。

次に、上記のように構成されたウェハ検出用センサ３０によるウェハ２２の検出を説明する。

アンプ部２５において電源の投入により、演算回路１８のパルス発生部が投光回路１５を起動してパルスを発生させ、このパルスに基づいて投光素子１４がオン作動して光を発生させる。この光はセンサ部１において投光ビームＦとなり、投光口部３より直角プリズム２側に出射される。

投光口部３より出射された投光ビームＦは、直角プリズム２では入射光ａとしてＢ面から入射しＡ面及びＣ面で合計２回反射して、この反射光ｂが入射光ａに平行に出射し、受光ビームＦ−１となって受光口部４に入る。

この受光ビームＦ−１は受光素子１６により受光される。この受光素子１６は受光を光電変換し受光信号として出力し、この受光信号は増幅回路１７により増幅されて演算回路１８に送られる。

ウェハ検出用センサ３０は、ウェハカセット２３の出入口２４で上下方向に移動できる移動体に搭載されているために、この移動体が下方向に移動することで、ウェハ検出用センサ３０は、図４の矢印に示すように下方向に移動する。

このウェハ検出用センサ３０の下方向への移動により、ウェハ２２の端面２２Ａが横から投光ビームＦを遮る。このために、受光ビームＦ−１が発生せず、演算回路１８の比較判定部において、検出体（ウェハ２２）があると判定され、検出信号が出力部１９に送られ、また、表示部２０において検出体（ウェハ２２）の検出状態が表示される。

上記したように、ウェハ検出用センサ３０とウェハ２２との位置関係を図１のように配置することで、ビーム径の小さい投光ビームＦをウェハ２２の検出に使用するようにしたために、直角プリズム２により反射した後の受光ビームＦ−１の広がりによる被検出体であるウェハ２２の上下に位置する他のウェハ２２の影響を小さくできる。このために、ウェハ２２の検出が安定したものになり、狭視界タイプの検出性能を損なうことなく、ウェハカセット２３内のウェハ２２の有無を検出することができる。

また、ウェハ２２の端面２２Ａが投光ビームＦを遮った場合、投光ビームＦがウェハ２２の端面２２Ａの表面に反射されるが、ウェハ２２の端面２２Ａは必ずしも平面ではなく、すなわち、ウェハ厚み方向にウェハ２２の端面２２Ａはストレート形状とは限らず曲率をもっており、また、端面２２Ａにも成膜時の膜材質が回り込んでいるため、必ずしも反射率が高くない。したがって、投光ビームＦがウェハ２２の端面２２Ａにあたっても、受光側に戻る光の量ははるかに少なく、このことでセンサ部１は誤動作することはない。

また、ウェハ検出用センサ３０は、センサ部１と直角プリズム２とは所定の間隔をおいて相対峙させた構成であるために、配線は片方、すなわち、センサ部１しか必要ないため、ウェハ検出用センサ３０の取付けが容易になり、配線工数も削減できる。しかも、直角プリズム２は寸法精度が高いために、基本的にセンサ部１のみの調整でよいことになり、従来の狭視界の透過形タイプのウェハ検出用センサで必要であった投、受光側両方の光軸調整が不用になるし、光軸調整時間が短くなる。

本発明に係るウェハ検出用センサを実施するための形態２を図５乃至図７に示す。

本発明に係るウェハ検出用センサ３０は、投、受光ともに狭視界（投光ビームのビーム径が小さいもの）の光学系を備えた回帰反射形のセンサ部１と、リフレクタとして用いられる寸法精度の高い直角プリズム２とで構成してある。

すなわち、センサ部１は、アンプ部２５−１に光ファイバーにより接続された光ファイバータイプであり、センサ側保持体１３Ａに保持されている。すなわち、図６に示すように、センサ部１のセンサ本体１Ａには、その軸線方向に沿う投光側光ファイバー挿入孔部３Ａ及び受光側光ファイバー挿入孔部４Ａとが平行に形成してある。そして、センサ本体１Ａの一側面には、センサ本体１Ａの軸線方向とは直角方向に沿う投光口部３と受光口部４とが設けてあり、投光口部３は投光側光ファイバー挿入孔部３Ａに直交しており、受光口部４は受光側光ファイバー挿入孔部４Ａに直交している。

また、投光口部３と投光側光ファイバー挿入孔部３Ａとの直交部５には投光側ミラー６が装着してあり、受光口部４と受光側光ファイバー挿入孔部４Ａとの直交部７には受光側ミラー８が装着してある。

そして、投光側光ファイバー挿入孔部３Ａには、先端部に投光レンズ９を有する投光側光ファイバー１０が挿入してあり、受光側光ファイバー挿入孔部４Ａには先端部に受光レンズ１１を有する受光側光ファイバー１２が挿入してある。

投、受光側光ファイバー１０、１２は、図７に示すアンプ部２５−１に接続してある。このアンプ部２５−１は、投光側光ファイバー１０に光を入射する投光素子（発光素子）１４と、この投光素子１４の投光回路１５と、受光側光ファイバー１２から出射された受光を受光し光電変換する受光素子１６と、この受光素子１６から供給される受光信号を増幅する増幅回路１７と、投光回路１５にパルスを発生させるパルス発生部（図示せず）と増幅回路１７で増幅された受光信号を比較判定する比較判定部（図示せず）とを有する演算回路１８と、演算回路１８の比較判定部で検出体があると判定された場合に、検出信号を、例えば、外部出力機器（図示せず）に出力する出力部１９と、表示部２０と、電源入力部２１とを有する。

また、リフレクタとして用いられる直角プリズム２はリフレクタ側保持体１３Ｂに保持されている。この直角プリズム２は、入射光ａはＢ面から入射しＡ面及びＣ面で合計２回反射して、この反射光ｂを入射光ａに平行に出射するものである。

そして、センサ部１と直角プリズム２とは所定の間隔をおいて相対峙していて、投光口部３より投光された投光ビームＦが、直角プリズム２では入射光ａとしてＢ面から入射しＡ面及びＣ面で合計２回反射して、この反射光ｂが入射光ａに平行に出射し、受光ビームＦ−１となって受光口部４に入るように配置してある。そして、他の構成は、上記した本発明を実施するための形態１の場合と同じであるために、説明を省略する。

次に、上記のように構成されたウェハ検出用センサ３０によるウェハ２２の検出を説明する。

アンプ部２５−１において電源の投入により、演算回路１８のパルス発生部が投光回路１５を起動してパルスを発生させ、このパルスに基づいて投光素子１４がオン作動して光を発生させる。この光は投光側光ファイバー１０で伝送されてセンサ部１において投光レンズ９より収束されて投光ビームＦとなる。この投光ビームＦは投光側ミラー６で直角に屈折された後、投光口部３より直角プリズム２側に出射される。

投光口部３より出射された投光ビームＦは、直角プリズム２では入射光ａとしてＢ面から入射しＡ面及びＣ面で合計２回反射して、この反射光ｂが入射光ａに平行に出射し、受光ビームＦ−１となって受光口部４に入る。

この受光ビームＦ−１は受光側ミラー８で直角に屈折された後、受光レンズ１１に入射して平行光になり、この平行光は受光側光ファイバー１２に伝送されてアンプ部２５−１の受光素子１６により受光される。この受光素子１６は受光を光電変換し受光信号として出力し、この受光信号は増幅回路１７により増幅されて演算回路１８に送られる。

ウェハ検出用センサ３０は、ウェハカセット２３の出入口２４で上下方向に移動できる移動体に搭載されているために、この移動体が下方向に移動することで、ウェハ検出用センサ３０は下方向に移動する。

このウェハ検出用センサ３０の下方向への移動により、ウェハ２２の端面２２Ａが横から投光ビームＦを遮る。このために、受光ビームＦ−１が発生せず、演算回路１８の比較判定部において、検出体（ウェハ２２）があると判定され、検出信号が出力部１９に送られ、また、表示部２０において検出体（ウェハ２２）の検出状態が表示される。

上記したように、ウェハ検出用センサ３０とウェハ２２との位置関係を図５のように配置することで、ビーム径の小さい投光ビームＦをウェハ２２の検出に使用するようにしたために、直角プリズム２により反射した後の受光ビームＦ−１の広がりによる被検出体であるウェハ２２の上下に位置する他のウェハ２２の影響を小さくできる。このために、ウェハ２２の検出が安定したものになり、ウェハカセット２３内のウェハ２２の有無を検出することができる。

また、ウェハ２２の端面２２Ａが投光ビームＦを遮った場合、投光ビームＦがウェハ２２の端面２２Ａの表面に反射されるが、上記した本発明を実施するための形態１の場合と同様に、受光側に戻る光の量ははるかに少なく、このことでセンサ部１が誤動作することはない。

また、ウェハ検出用センサ３０は、センサ部１と直角プリズム２とは所定の間隔をおいて相対峙させた構成であるために、上記した本発明を実施するための形態１の場合と同様に、ウェハ検出用センサ３０の取付けが容易になり、配線工数も削減できる。しかも、直角プリズム２は寸法精度が高いために、基本的にセンサ部１のみの調整でよいことになり、従来の狭視界タイプ透過形のウェハ検出用センサで必要であった投、受光側両方の光軸調整が不用になるし、光軸調整時間が短くなる。

本発明に係るウェハ検出用センサを実施するための形態３を図８及び図９に示す。

本発明に係るウェハ検出用センサ３０を実施するための形態３は、その投、受光側にセンサ側プリズムである直角プリズム３１とセンサ部３２とを配置し、リフレクタとしてリフレクタ側プリズムである直角プリズム３３を配置した構成である。

すなわち、ウェハ検出用センサ３０の投、受光側に使用する直角プリズム３１は、９０度反射プリズムとしての使用である。すなわち、図９に示すように、この９０度反射プリズムは、光がＣ面（直角プリズム３１の直角部を形成する他方の面部）に垂直に入射しＢ面（直角プリズム３１の斜面部）で反射してＡ面（直角プリズム３１の直角部を形成する一方の面部）に垂直に出射するものである。また、センサ部３２は、上記した本発明に係るウェハ検出用センサを実施するための形態１又は２におけるセンサ部１と同構成のものである。

そして、直角プリズム３１とセンサ部３２とは、センサ側保持体１３Ａの先部と基部とに配置してある。すなわち、直角プリズム３１は、そのＡ面を、リフレクタ側保持体１３Ｂに保持された直角プリズム３３のＢ面に対向させ、また、センサ部３２は、その投、受光口部３、４を直角プリズム３１のＣ面に対向させてセンサ側保持体１３Ａに設けてある。

したがって、投光口部３より出射された光は、直角プリズム３１では入射光ａとしてＣ面から入射しＢ面で反射して、この反射光ｂがＡ面から入射光ａに対して直角に出射して投光ビームＦになる。この投光ビームＦは直角プリズム３３では入射光ａ´としてＢ面から入射しＡ面及びＣ面で合計２回反射して、この反射光ｂ´が入射光ａ´に平行に出射して受光ビームＦ−１となる。

この受光ビームＦ−１は直角プリズム３１では、入射光ａ´´としてＡ面から入射しＢ面で反射して、この反射光ｂ´´がＣ面から入射光ａ´´に対して直角に出射して受光口部４に入り、上記した本発明に係るウェハ検出用センサを実施するための形態１又は２におけるセンサ部１と同様にしてアンプ部２５又は２５−１において処理される。

ウェハ検出用センサ３０は、ウェハカセット２３の出入口２４で上下方向に移動できる移動体に搭載されているために、この移動体が下方向に移動することで、ウェハ検出用センサ３０は下方向に移動する。

このウェハ検出用センサ３０の下方向への移動により、ウェハ２２の端面２２Ａが横から投光ビームＦを遮る。このために、受光ビームＦ−１が発生せず、演算回路１８の比較判定部において、検出体（ウェハ２２）があると判定され、検出信号が出力部１９に送られ、また、表示部２０において検出体（ウェハ２２）の検出状態が表示される。

上記したように、ウェハ検出用センサ３０とウェハ２２との位置関係を図８のように配置することで、ビーム径の小さい投光ビームＦをウェハ２２の検出に使用するようにしたために、直角プリズム３３により反射した後の受光ビームＦ−１の広がりによる被検出体であるウェハ２２の上下に位置する他のウェハ２２の影響を小さくできる。このために、ウェハ２２の検出が安定したものになり、ウェハカセット２３内のウェハ２２の有無を検出することができる。

また、ウェハ２２の端面２２Ａが投光ビームＦを遮った場合、投光ビームＦがウェハ２２の端面２２Ａの表面に反射されるが、上記した本発明を実施するための形態１の場合と同様に、受光側に戻る光の量ははるかに少なく、センサ部１は誤動作することはない。

また、本発明に係るウェハ検出用センサ３０を実施するための形態３では、その投、受光側に、センサ部３２と、このセンサ部３２からの投光ビームＦをリフレクタとしての直角プリズム３３に向かうように屈折させ、且つ直角プリズム３３から反射された受光ビームＦ−１をセンサ部３２の受光口部４に入射させる直角プリズム３１とを配置し、リフレクタとして直角プリズム３３を配置した構成のように、プリズムの形状、配置によっては、２ヶ以上のプリズムを使用することによるウェハ２２の検出が可能であり、センサ部３２をある程度距離を離した場所からの検出も可能である。しかも、センサ側保持体１３Ａが、その先側に直角プリズム３１のみを配置するようになることから、このセンサ側保持体１３Ａの厚さを薄くすることができて、例えば、ウェハ検出用センサ３０をロボットに搭載する場合などに有利になる。

なお、上記した本発明に係るウェハ検出用センサを実施するための形態１、２、３において、リフレクタとして直角プリズム２、３３を用いたが、リフレクタとして図１０に示すような２つのミラー３５、３６を直角に配置した構成のものを使用することも可能であるし、また、リフレクタとして光軸を変える１枚物のミラーでもよい。

本発明は、回析広がりが小さい投光ビームをウェハの検出に使用することで、リフレクタ反射後の受光ビームの広がりによる被検出体であるウェハの上下に位置する他のウェハの影響を小さくできて、ウェハの検出が安定したものになり、ウェハカセット内のウェハの有無を検出することができるため、ウェハ検出用センサ等に好適である。

１ センサ部
１Ａ センサ本体
２ 直角プリズム（リフレクタ）
３ 投光口部（投光部）
３Ａ 投光側光ファイバー挿入孔部
４ 受光口部（受光部）
４Ａ 受光側光ファイバー挿入孔部
５ 直交部
６ 投光側ミラー
７ 直交部
８ 受光側ミラー
９ 投光レンズ
１０ 投光側光ファイバー
１１ 受光レンズ
１２ 受光側光ファイバー
１３Ａ センサ側保持体
１３Ｂ リフレクタ側保持体
１４ 投光素子
１５ 投光回路
１６ 受光素子
１７ 増幅回路
１８ 演算回路
１９ 出力部
２０ 表示部
２１ 電源入力部
２２ ウェハ（検出体）
２２Ａ 端面
２３ ウェハカセット
２４ 出入口
２５ アンプ部
２５−１ アンプ部
３０ ウェハ検出用センサ
３１ 直角プリズム（センサ側プリズム）
３２ センサ部
３３ 直角プリズム（リフレクタ側プリズム）
Ｆ 投光ビーム
Ｆ−１ 受光ビーム

Claims (3)

1. 光ビームを出射する投光部と、検出領域からの光ビームを受光する受光部とを備えたセンサ部と、
   前記投光部の光ビームを入射光とし、それを反射するリフレクタとを備え、
   前記センサ部と前記リフレクタは、ウェハカセットの出入口を移動できる移動体に搭載されるものであり、
   前記センサ部は、前記投光部と前記受光部の並び方向がウェハの厚み方向に対して垂直方向になりかつ前記投光部と前記ウェハとの距離が前記受光部と前記ウェハとの距離より短くなるように配置された状態で、前記リフレクタは、入射した光ビームを受光部へ反射する状態で、それぞれ使用できるように移動体に搭載され、
   センサ部とリフレクタ部との間の検出領域にウェハが存在する際に、投光部から出射された光ビームがリフレクタに到達する前にウェハにより遮られて受光部の受光量が減ったことを検出することによって前記ウェハの有無を検出する、
   ことを特徴とするウェハ検出用センサ。
2. 光ビームを出射する投光部と検出領域からの光ビームを受光する受光部とを備えたセンサ部と、前記投光部の光ビームを入射光としその光を反射させると共に前記受光部に入射させるようにするリフレクタと、前記センサ部に接続され、投光素子と受光素子と所定の検出回路とを備えたアンプ部とを備え、前記センサ部と前記リフレクタとの間の検出領域にウェハが存在する場合に、該ウェハが光ビームを遮って受光部の受光量が減ったことを検出することによってウェハの有無を検出するウェハ検出用センサであって、
   前記センサ部は、
   その軸線方向に沿って、投光側光ファイバー挿入孔部および受光側光ファイバー挿入孔部が平行に形成され、
   前記投光側光ファイバー挿入孔部に挿入され、前記アンプ部の前記投光素子の光を導光する投光側光ファイバーと、前記受光側光ファイバー挿入孔部に挿入され、前記アンプ部の前記受光素子へ光を導光する受光側光ファイバーとが備えられ、
   前記投光側光ファイバー挿入孔部と直交するように連通する投光口部および前記受光側光ファイバー挿入孔部と直交するように連通する受光口部が前記センサ部の一側面において開口するように平行に前記センサ部に設けられ、
   前記投光口部と前記投光側光ファイバー挿入孔部との直交部に光軸を直角に曲げる投光用反射部材と、
   前記受光口部と前記受光側光ファイバー挿入孔部との直交部に光軸を直角に曲げる受光用反射部材とが装着され、
   使用状態において、前記投光側光ファイバー挿入孔部及び前記受光側光ファイバー挿入孔部の並び方向、前記投光側光ファイバーと前記受光側光ファイバーとの並び方向、前記投光口部と前記受光口部との並び方向、前記投光用反射部材と前記受光用反射部材との並び方向のいずれもが、前記ウェハの厚み方向に対して垂直な方向となるようにし、かつ前記投光部と前記ウェハとの距離が前記受光部と前記ウェハとの距離より短くなるように前記センサ部をウェハカセット出入口を移動する移動体に搭載可能に構成した、
   ことを特徴とするウェハ検出用センサ。
3. 前記センサ部は、前記投光側光ファイバー挿入孔部に挿入した前記投光側光ファイバーおよび前記受光側光ファイバー挿入孔部に挿入した前記受光側光ファイバーを介して前記アンプ部に接続されており、
   該アンプ部は、前記投光部を前記投光側光ファイバーを介して投光する投光回路および前記投光回路で発生したパルス信号と前記受光側光ファイバーを介して受光する受光信号を比較判定する演算回路と、該演算回路により検出体があると判定された場合に検出信号を出力する出力部とを有して構成した、
   ことを特徴とする、請求項２に記載のウェハ検出用センサ。