(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＣ回路を構成するコイルと、
該コイルに電流を供給する発振回路と、
前記コイルのインダクタンスの変化を検出する検出回路と、
該検出回路の結果から前記コイルに近接している基板の枚数情報を分析するＣＰＵとを備え、
前記検出回路は、前記コイルに前記電流が流れることにより発生する高周波磁束が変化したときの共振周波数の変化を前記インダクタンスの変化として検出し、
前記ＣＰＵは、前記コイルのインダクタンスを予め前記基板の枚数に応じて基準値として記憶されていて、前記検出回路によって検出された前記コイルのインダクタンスと前記基準値とを照合させて前記基板の枚数情報を分析し、
前記基板に当接する吸着部と、
該吸着部と連続している吸引経路が内部に形成されたヘッドと、
該ヘッド内の前記吸引経路と通じている吸引ホースと、
前記ヘッドの周囲を覆って前記ヘッドと一体化されたボビンとを備え、
前記コイルは前記ボビンに巻回されて形成され、
前記発振回路、前記検出回路、及び前記ＣＰＵを含む検出ユニットは、前記ヘッドに直接取り付けられて一体化されていて、
前記コイルを形成する巻線は前記検出ユニットに延び、
前記巻線は、前記コイルと前記検出ユニットとの間で位置と長さが固定されていることを特徴とする基板検出センサを用いた基板吸着パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板製造プロセスで基板を１枚ごとに搬送する場合に、その枚数を把握するための基板検出センサ及びこれを用いた基板吸着パッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板製造プロセスにおいて基板を取り扱う際、基板を１枚ごとに搬送して当該１枚ごとに処理を行う場合がある。このとき、基板は積層されて保管されていて、そこから１枚ずつ基板を取り出して搬送している。この取り出しには基板を吸着させる基板吸着パッドが用いられている。吸着パッドは、パッド部分を基板に当接させ、吸引力により基板を保持して搬送するためのものである。【０００３】
しかしながら、基板には基板自体を貫通するスルーホールが形成されている場合があり、吸着パッドによる吸引はこのスルーホールを通して搬送すべき基板の下側に位置する基板まで吸引保持してしまうことがある。あるいは、このような誤った吸引を防止する機能を有する吸着パッドを用いた場合や、スルーホールがない基板を搬送する場合であっても、平滑な基板表面同士が重なってしまい２枚の基板が重なったまま搬送されてしまうことがある。【０００４】
このような現象は「２枚取り」と称されている。２枚取りのまま基板が搬送されて次工程が施されてしまうことを防止するため、搬送された基板の厚さを計測することが公知である（例えば特許文献１参照）。特許文献１が開示する内容は、要するに基板の厚みを測定することによって２枚取りを検出することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３４９４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、基板の厚みを計測するためにはポテンショメータを用いて直接基板にその位置を検出するための当接部を設ける必要がある。このため構造が複雑であり、また基板自体に他の部材を当接することは基板の品質上好ましくない。【０００７】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、簡単な構造で、基板に触れることなく２枚取りの有無を検出できる基板検出センサ及びこれを用いた基板吸着パッ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】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明では、ＬＣ回路を構成するコイルと、該コイルに電流を供給する発振回路と、前記コイルのインダクタンスの変化を検出する検出回路と、該検出回路の結果から前記コイルに近接している基板の枚数情報を分析するＣＰＵとを備え、前記検出回路は、前記コイルに前記電流が流れることにより発生する高周波磁束が変化したときの共振周波数の変化を前記インダクタンスの変化として検出し、前記ＣＰＵは、前記コイルのインダクタンスを予め前記基板の枚数に応じて基準値として記憶されていて、前記検出回路によって検出された前記コイルのインダクタンスと前記基準値とを照合させて前記基板の枚数情報を分析することを特徴とする基板検出センサを提供する。【０００９】
また、本発明では、前記基板に当接する吸着部と、該吸着部と連続している吸引経路が内部に形成されたヘッドと、該ヘッド内の前記吸引経路と通じている吸引ホースと、前記ヘッドの周囲を覆って前記ヘッドと一体化されたボビンとを備え、前記コイルは前記ボビンに巻回されて形成され、前記発振回路、前記検出回路、及び前記ＣＰＵは、前記ヘッドに直接取り付けられていることを特徴とする基板吸着パッドを提供する。【００１０】
基板検出センサの好ましい構成例では、前記基板を載置すべき載置台を備え、該載置台は、樹脂製の天板と、この天板により覆われている収容スペースを有する土台からなり、前記コイルは前記収容スペースに収容されていて、前記発振回路、前記検出回路、及び前記ＣＰＵは、前記載置台に直接取り付けられている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＬＣ回路を構成するコイルのインダクタンスの変化によって基板の枚数を把握するので、必要な部材がコイルと発振回路、検出回路、及びＣＰＵのみとなる。すなわち、簡単な構造で基板の枚数を認識し、２枚取りの有無を検出することができる。また、基板枚数の把握はコイルから発生される高周波磁束を利用するので、基板に触れることなく２枚取りの有無を検出することができる。【００１２】
また、基板検出センサを基板吸着パッドに適用することで、基板を搬送するときに２枚取りを検出できる。したがって、搬送してから２枚取りを検出するよりも迅速に検出することができる。発振回路、検出回路、及びＣＰＵがヘッドに直接取り付けられているため、コイルとの位置が近くなり、したがってコイルを形成する導線の位置も固定できる。このため、２枚取りの検出中にコイルのインダクタンスが導線の位置変化によって変化してしまうことを防止し、２枚取りの検出精度が向上する。【００１３】
また、別の基板検出センサとして、コイルが内部に収容された載置台を用いることで、基板搬送中に一旦基板を載置するプロセスがあった場合に、このプロセス中に２枚取りを検出することができる。このとき、発振回路、検出回路、及びＣＰＵが載置台に直接取り付けられていることで、コイルとの位置が近くなり、したがってコイルを形成する導線の位置も固定できる。このため、２枚取りの検出中にコイルのインダクタンスが導線の位置変化によって変化してしまうことを防止し、再現性よく２枚取りの検出動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る基板検出センサの概略図である。
【図２】本発明に係る基板吸着パッドの概略図である。
【図３】本発明に係る別の基板検出センサの概略図である。
【図４】コイルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示すように、本発明に係る基板検出センサ１は、コイル２とこれに接続された検出ユニット３とを有している。コイル２は図示しないコンデンサと協働してＬＣ回路を構成している。このＬＣ回路を利用して、コイル２は特定の周波数の信号を発振することができる。検出ユニット３は発振回路４を含んでいる。発振回路４は、コイル２に電流を供給するためのものである。この発振回路４からの電流により、コイル２に磁場（高周波磁束）が形成されていく。この磁場に変化があった場合、コイル２では電流の変化が起こる。この変化によってインダクタンスの変化が生じる。発振装置４には、このインダクタンスの変化を検出する検出回路５も含まれている。コイル２は、通常のマグネットワイヤー、あるいはプリント基板、フレキシブル基板の製造を応用したコイルパターンの形成を用いて巻線としてもよい。コイル２を薄型のシート状とすることで、スペースの狭い場所にも設置が可能となる。
【００１６】
このコイル２の磁場の変化というのは、基板（図２、図３参照）をコイル２に近づけることにより発生する。すなわち、基板には銅等の導電物質により形成された導体パターンがあるため、この導体パターンにより磁場が変化する。詳しくは、発振回路４によりコイル２に一定電流を流すと、基板がない場合は一定のインダクタンスの値が検出回路５で検出されるが、基板がある場合はインダクタンスの値が下がる。ＬＣ回路としての発振周波数（共振周波数）は増加する。このインダクタンスの変化によりコイル２に近接した基板の有無を検出できる。また、基板が２枚重なっている場合、インダクタンスの値はさらに下がる（発振周波数はさらに増加する）。この違いにより、基板の有無そして基板の枚数を検出できる。換言すれば、検出回路５は、コイル２に電流が流れることにより発生する高周波磁束が変化したときの共振周波数の変化をインダクタンスの変化として検出するものである。
【００１７】
この基板枚数の判断は、検出ユニット３に含まれるＣＰＵ６にて行われる。すなわちＣＰＵ６は、検出回路５の結果（インダクタンスや発振周波数の変化）からコイル２に近接している基板の枚数情報を分析するものである。すなわち、ＣＰＵ６は、コイル２のインダクタンスを予め基板の枚数に応じて基準値として記憶している。ＣＰＵ６は、検出回路５によって検出されたコイル２のインダクタンスと記憶された基準値とを照合させ、基板の枚数情報を分析する。この基準値は、基板が１枚コイル２に近接したときの値のみが記憶されていてもよい。この値さえ記憶しておけば、当該基準値よりインダクタンスが上がれば基板がないことを示し、下がれば基板が２枚重なっていることを示すことになるからである。ＣＰＵ６での比較を発振周波数を用いて行う場合、ＦＶ（周波数−電圧）変換回路とアナログ電圧による比較手法を用いてもよい。
【００１８】
このように、ＬＣ回路を構成するコイル２のインダクタンスの変化によって基板の枚数を把握できるので、センサ１に必要な部材としてはコイル２と検出ユニット３（発振回路４、検出回路５、及びＣＰＵ６）のみとなる。すなわち、簡単な構造で基板の枚数を認識し、２枚取りの有無を検出することができる。また、基板枚数の把握はコイル２から発生される高周波磁束（インダクタンス）を利用するので、基板に触れることなく２枚取りの有無を検出することができる。
【００１９】
基板が２枚重なっている、すなわち２枚取りを検出した場合、その情報は検出ユニット３から制御機器７に送られる。この情報の送信は制御機器７側の使用に併せてデジタルＩ／Ｏや各種の通信信号が用いられる。制御機器７はその情報を基に基板製造プロセスにおける工程を制御する。例えば２枚重なっている場合は一旦全ての基板を戻して再び基板を取り出したり、当該２枚の製造プロセスが終了するまで基板の搬送を取りやめたりして対応する。この制御機器７としては、例えばＰＬＣ（programmable logic controller）や制御用のＰＣを用いることができる。
【００２０】
好ましい構成例として、基板検出センサ１を基板吸着パッド８に組み込んでしまうものがある。基板製造プロセスでは、基板搬送に吸着パッド８が用いられる。基板吸着パッド８は、基板を吸引保持して搬送するためのものである。図２に示すように、基板吸着パッド８は、基板９に当接する吸着部１０を備えている。この吸着部１０はその内部が貫通していて吸引経路が形成されている。吸着部１０はヘッド１１に取り付けられている。ヘッド１１の内部も貫通し、吸引経路が形成されている。吸着部１０内の吸引経路とヘッド１１内の吸引経路は互いに連通している。そしてヘッド１１内の吸引経路はヘッド１１に接続された吸引ホース１２に連通している。吸引ホース１２は図示しない吸引器（吸引ポンプ）に接続されていて、ここから空気を吸引することにより吸着部１０の開口に負圧を形成し、基板９を吸引保持できる。材質の例としては、ヘッド１１はアクリル材料等で形成され、吸着部１０はゴム材料で形成されている。
【００２１】
ヘッド１１は、その周囲の一部がボビン１３にて覆われている。ボビン１３はコイル２を形成する巻線を巻回するためのものである。すなわち、ボビン１３の周りにコイル２が形成されている。このボビン１３はヘッド１１と一体化するように取り付けられているので、ヘッド１１とともに移動する。さらに、発振回路４、検出回路５、及びＣＰＵ６を含む検出ユニット３もヘッド１１に直接取り付けられて一体化している。したがって基板９の吸引保持のために基板吸着パッド８が上下移動し、さらに左右移動してもこのパッド８とともにコイル２も検出ユニット３も移動する。このことは、コイル２を形成する巻線１４の位置も固定されながら移動することを示す。検出ユニット３とコイル２との位置関係も固定されるので、コイル２から検出ユニット３に延びる巻線１４の位置も長さも固定される。
【００２２】
このように、基板検出センサ１を基板吸着パッド８に適用することで、基板９を搬送すると同時に２枚取りを検出できる。したがって、搬送してからその後に２枚取りを検出するよりも迅速に検出することができる。また、検出ユニット３（発振回路４、検出回路５、及びＣＰＵ６）がヘッド１１に直接取り付けられているため、同じくヘッド１１に取り付けられているコイル２との位置が近くなり、したがってコイルを形成する導線（巻線１４）の位置も固定できる。このため、２枚取りの検出中（パッド８の移動中）に導線（巻線１４）が位置変化してしまうことを防止し、これによるコイル２のインダクタンス変化への影響も抑制できる。したがって２枚取りの検出精度が向上する。なお、図２では検出ユニット３から情報が送られる制御機器７については省略している。
【００２３】
他の基板検出センサ１の構成例として、基板９を搭載するステージ形状にするものがある。図３に示すように、この例のセンサ１は、基板９を載置すべき載置台１５を備えている。この載置台１５は基板製造プロセスにて一旦搬送された基板を載置して待機させておく場合等に用いられる。この例では、その際に基板枚数を検出しようとするものである。載置台１５は天板１６と土台１７にて形成されている。土台１７は天板１６を支持している。基板９は実際には天板１６上に載置される。土台１７の上側表面は窪んでいて、収容スペース１８が形成されている。この収容スペース１８は天板により覆われている。
【００２４】
収容スペース１８内には、コイル２が収容されている。コイル２の巻線１４は収容スペース１８から土台１７の外側に延び、土台１７に直接取り付けられた検出ユニット３（発振回路４、検出回路５、及びＣＰＵ６）に接続されている。このような構造とすれば、基板９の搬送中に一旦基板９を載置するプロセスがあった場合に、このプロセス中に２枚取りを検出することができる。このとき、検出ユニット３（発振回路４、検出回路５、及びＣＰＵ６）が載置台１５に直接取り付けられていることで、コイル２との位置が近くなり、したがってコイル２を形成する導線（巻線１４）の位置も固定できる。このため、２枚取りの検出中にコイル２のインダクタンスが導線（巻線１４）の位置変化によって変化してしまうことを防止し、再現性よく２枚取りの検出動作を行うことができる。なお、天板１６は樹脂製であるため、天板１６の存在がコイル２のインダクタンスに影響を及ぼすことはない。
【００２５】
上記のようにセンサ１をパッド８に応用した場合でもステージ形状に応用した場合でも、コイル２の形状は図４に示すように空芯であり、その形状は図４のような平面形状が円形に限らず、楕円でもよいし矩形形状であってもよい。コイル２を大径化することで、基板９に形成された導体パターンを検出できる範囲が広がる。このようにコイル２を大径としておけば、いろいろな形状を持つ基板９に対してコイル２の位置調整を行わずに２枚取りの検出ができる。このため、たまたまコイル２に対応する位置に導体パターンが存在せずに２枚取りの検出ができないという事態を抑制できる。
【００２６】
好ましくは、センサ１を応用する場面がパッド８であってもステージ形状であっても、コイル２の磁場に対応する位置に導体パターンが存在するように基板９の取り扱いを行えばよい。例えば図３のステージ形状の例で言えば、基板９が載置されると同時に導体パターンが配される位置を導体パターン配設領域として予め定め、その導体パターン配設領域に対応する位置にコイル２を配する。これにより、確実に２枚取りの検出が可能となる。図２のパッド８に適用した場合も同様である。
【符号の説明】
【００２７】
１：基板検出センサ、２：コイル、３：検出ユニット、４：発振回路、５：検出回路、６：ＣＰＵ、７：制御機器、８：基板吸着パッド、９：基板、１０：吸着部、１１：ヘッド、１２：吸引ホース、１３：ボビン、１４：巻線、１５：載置台、１６：天板、１７：土台、１８：収容スペース、
【要約】
基板検出センサ(1)は、ＬＣ回路を構成するコイル(2)と、該コイル(2)に電流を供給する発振回路(4)と、前記コイル(2)のインダクタンスの変化を検出する検出回路(3)と、該検出回路(3)の結果から前記コイル(2)に近接している基板の枚数情報を分析するＣＰＵ(6)とを備え、前記検出回路(5)は、前記コイル(2)に前記電流が流れることにより発生する高周波磁束が変化したときの共振周波数の変化を前記インダクタンスの変化として検出し、前記ＣＰＵ(6)は、前記コイル(2)のインダクタンスを予め前記基板の枚数に応じて基準値として記憶されていて、前記検出回路(5)によって検出された前記コイル(2)のインダクタンスと前記基準値とを照合させて前記基板の枚数情報を分析する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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