(57)【要約】【課題】  真空雰囲気中であってもガスの発生を防止することができる近接センサを提供する。【解決手段】ガラス製の筒状収容部４０に金属製の取付部５０を嵌めこむとともに、筒状収容部４０の端面を取付部５０の環状凹部５５に嵌め込む。そして、フランジ部５４と筒状収容部４０の端面との接触点Ｐに耐真空性の接着剤７０を塗布する。そして、取付部５０の後端面５２と同軸ケーブル２０との間に耐真空性の接着剤７０を充填する。【選択図】  図３
2005216515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出コイルと、
前記検出コイルに接続される被覆電線と、
前記検出コイルを内部に収容するととともに、前記被覆電線を外部へ導出する開口端面を有する本体ケースとを備え、
真空中に配されて検出領域内における検出対象物を検出する近接センサにおいて、
前記本体ケースは検出面がガラスで形成されており、その他の部分がガラス材料又は／及び金属性材料から形成されており、
前記被覆電線の絶縁被覆は耐真空性の材質により形成されており、
前記開口端面には前記被覆電線とともに前記本体ケース内を密閉する耐真空性の接着剤が充填されてなることを特徴とする近接センサ。
【請求項２】
前記本体ケースは、前記検出面以外の部分が金属性材料から形成されており、前記ガラスと耐真空性の接着剤で一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の近接センサ。
【請求項３】
前記本体ケースのうち金属性材料で構成されている部分には取付箇所に設けられた取付基部へ取りつけられる取付部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の近接センサ。
【請求項４】
前記本体ケースは、全体がガラス材料により形成されていることを特徴とする請求項１記載の近接センサ。
【請求項５】
前記検出コイルは前記ガラスへ接着固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の近接センサ。
【請求項６】
前記被覆電線の絶縁被覆は、フッ素樹脂、ポリイミド及びセラミックのいずれかにより形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の近接センサ。
【請求項７】
前記耐真空性の接着剤は、スーパーバックシール又はトールシールからなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の近接センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空中に配されて使用される近接センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の近接センサとしては、検出コイルと、検出コイルに接続される被覆電線と、検出コイルを内部に収容するととともに、被覆電線を外部へ導出する開口端面を有する樹脂製の本体ケースとを備えて構成されており、これを例えば半導体製造装置内の真空雰囲気中に配置し、検出対象物である半導体を検出するものがある。
【特許文献１】実開平４−１６８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、物質の沸点は雰囲気の圧力減少に伴って低下することが知られており、真空雰囲気中と圧力雰囲気中とでは、当然真空雰囲気中における沸点が圧力雰囲気中における沸点よりも低くなる。
そうすると、例えば圧力雰囲気中では固形状態を維持していた樹脂製の本体ケース及び被覆電線が上記半導体製造装置内の真空雰囲気中に配されると、樹脂が蒸発して装置内にガスを放出するおそれがあり、これによって、所望の真空度が得られなかったり、さらには、半導体製造に悪影響を及ぼすという問題が生ずる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、真空雰囲気中であってもガスの発生を防止することができる近接センサ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】
【０００４】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、検出コイルと、前記検出コイルに接続される被覆電線と、前記検出コイルを内部に収容するととともに、前記被覆電線を外部へ導出する開口端面を有する本体ケースとを備え、真空中に配されて検出領域内における検出対象物を検出する近接センサにおいて、前記本体ケースは前記検出面がガラスで形成されており、その他の部分がガラス材料又は／及び金属性材料から形成されており、前記被覆電線の絶縁被覆は耐真空性の材質により形成されており、前記開口端面には前記被覆電線とともに前記本体ケース内を密閉する耐真空性の接着剤が充填されてなるところに特徴を有する。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記本体ケースは、前記検出面以外の部分が金属性材料から形成されており、前記ガラスと耐真空性の接着剤で一体化されているところに特徴を有する。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記本体ケースのうち金属性材料で構成されている部分には取付箇所に設けられた取付基部へ取り付けられる取付部が形成されているところに特徴を有する。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記本体ケースは、全体がガラス材料により形成されているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記検出コイルは前記ガラスへ接着固定されているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のものにおいて、前記被覆電線の絶縁被覆はフッ素樹脂、ポリイミド及びセラミックのいずれかにより形成されているところに特徴を有する。
【００１０】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のものにおいて、前記耐真空性の接着剤は、スーパーバックシール又はトールシールからなるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、本体ケースをガラス材料又は金属性材料から形成しつつ、被覆電線の絶縁被覆を耐真空性の材質により形成しているから、真空雰囲気中に配したとしても蒸発するようなことがなく真空雰囲気中にガスを放出するといった不具合を防止することができる。また、本体ケースのうち検出コイルの検出面にはガラスを使用しているから、検出の妨げになるようなことがない。
さらに、開口端面に耐真空性の接着剤を塗布することで本体ケース内を密閉するようにしているから、ケース本体内部の部品が真空雰囲気に曝されることがなく、確実にガスの発生を防止することができる。
絶縁被覆の材料としては例えば、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂、ポリイミド及びセラミックのいずれかが適当である。また、耐真空性の接着剤としては、スーパーバックシール又はトールシールが適当である。
【００１２】
検出コイルを本体ケースに接着固定する構成とすれば、本体ケースの内面と検出コイルとの間に隙間が生じないから、透磁率変化が低減されて一層正確な測定を行なうことができる。
【００１３】
また、取付部を設けた構成とすれば、取付箇所に設けられた取付基部へ取りつけることにより、確実に本体ケースを所定の取付箇所に取りつけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜実施形態１＞
本発明に係る近接センサの実施形態１を図１ないし図４を参照して説明する。
本実施形態の近接センサは検出コイル１２及びコンデンサ１６からなるＬＣ並列回路１１を収容するセンサヘッド１と、ＬＣ並列回路１１を発振させる発振回路６１及びこのＬＣ並列回路１１の振幅電圧に基づいて検出対象物の接近又はその有無を判別する判別回路６２を備えるセンサ本体６とから構成されており、センサヘッド１を半導体製造装置内等の真空雰囲気中に配し、検出領域Ｈ内における金属性のウェハフレームＷＦ（検出対象物）の接近又は有無を検出するものである（図１参照）。
【００１５】
具体的には、発振回路６１によりＬＣ並列回路１１を発振状態に維持し、検出コイル１２から交流磁界Ｈ（検出領域Ｈ）を発生させ、この発振状態でウェハフレームＷＦが接近すると、検出コイル１１の磁気エネルギーが吸収され、これに応じて減少するＬＣ並列回路１の振幅電圧を基に判別回路６２がウェハフレームＷＦの接近又は有無を検出するのである（図２参照）。
【００１６】
さて、センサヘッドは図３に示すように、ＬＣ並列回路からなる検出回路部１０及びこの検出回路部１０とセンサ本体６とを接続する同軸ケーブル２０を本体ケース３０内に収容して構成されている。
【００１７】
本体ケース３０は筒状収容部４０と、この筒状収容部４０の後方から接続されてこれと一体化されている取付部５０とから構成されている。
筒状収容部４０は円筒状をなしており、後端面４１が全面開口されているとともに、前端面４２（「検出コイルの検出感度を有する領域（感度領域）と重複する部分」に相当）の中央部分にはドーム状の凹部４２Ａが形成されている。この筒状収容部４０はガラス材料から形成されており、真空中に配されてもその成分が蒸散することがないようになっている。
【００１８】
取付部５０は同じく円筒状に形成されており、前端面５１及び後端面５２が開口されて、前後に通ずる連通部５３が形成されている。この取付部５０の外径寸法は筒状収容部４０の内径寸法と略同一寸法とされており、これによって取付部５０が筒状収容部４０に嵌めこまれるようになっている。
また、取付部５０の外周面には円環状のフランジ部５４が形成されているとともに、フランジ部５４には複数の穴部（図示せず）が形成されている。フランジ部５４の根元部分には取付部５０の外周面に沿って環状凹部５５が形成されており、この環状凹部５５に筒状収容部４０の端面が嵌合されるようになっている。また、嵌合状態においてフランジ部５４と筒状収容部４０端面との接触点Ｐ及びその近傍には耐真空性の接着剤７０が塗布されるようになっており、これによって、筒状収容部４０内を密閉するようになっている。この耐真空性の接着剤７０としては、スーパーバックシールあるいはトールシールが好適であり、その他の耐真空性の接着剤を用いても良い。
【００１９】
取付部５０の外周面においてフランジ部５４よりも後側から後端部にかけてネジ溝５６（「取付部」に相当）が切られている。このネジ溝５６は半導体製造装置の筐体に形成されたネジ穴部８０あるいは装置内に配されたブラケットのネジ穴部９０に螺合されると共に、フランジ部５４が宛がわれて、ネジ止め固定されるようになっている。
また、この取付部５０は金属性材料（例えば、ステンレス）から形成されており、真空雰囲気中に配された場合であっても、その成分が蒸散することがないようになっている。
【００２０】
検出回路部１０は上述したようにＬＣ並列回路１１を構成するものであって、検出コイル１２と、コンデンサ１６と、これら検出コイル１２とコンデンサ１６を接続するための中継基板１７とから構成されており、筒状収容部４０の前端面４２側に配置されている。
検出コイル１２は、コイル線１３を複数回巻回したボビン１４にフェライトコア１５を合体させて構成されており、全体として円盤状をなしている。このうちボビン１４は筒状収容部４０の前端面４２に接着剤にて接着固定されており、ボビン１４の中央部分に形成された円形の穴部を突部４２Ａに位置合わせすることで正規の位置に接着固定することができるようになっている。
【００２１】
フェライトコア１５は略円盤状をなしており、その周縁には円環状の環状凸部１５Ａが形成されている。このフェライトコア１５はボビン１４の後方からその環状凸部１５Ａをボビン１４に宛がって接着固定されている。
【００２２】
フェライトコア１５の後端面１５Ｂには円盤状の中継基板１７が貼りつけられている。この中継基板１７にはコンデンサ１６が実装されていると共に、コイル線１３の端部がはんだ付けされていることで、コンデンサ１６と接続されてＬＣ並列回路１１を形成している。
【００２３】
同軸ケーブル２０は取付部５０の後端面５２から筒状収容部４０内に進入した形態とされており、筒状収容部４０内で先端部分における内部導体２１と外部導体２２とが非同軸状に配されている。そして、それぞれの導体２１，２２が中継基板１７にはんだ付けされている。この同軸ケーブル２０の外被２３は耐真空性の材質から形成されており、真空雰囲気中に配されてもその成分が蒸散することがないようにされている。その材質としては、フッ素樹脂として例えばテフロン（登録商標）、ポリイミドあるいはセラミックが好適であり、その他の耐真空性の材質から外被を形成するようにしても良い。
【００２４】
同軸ケーブル２０と取付部５０の後端面５２との間には、耐真空性の接着剤７０が充填されており、筒状収容部４０内が密閉されている。この耐真空性の接着剤７０としては、スーパーバックシールあるいはトールシールが好適であり、その他の耐真空性の接着剤を用いても良い。
また、筒状収容部４０内には同軸ケーブル２０の外周を覆う絶縁チューブ９０が配されており、同軸ケーブル２０内へのノイズの侵入を防止する働きを有している。
【００２５】
本実施形態の構成は以上であり、その組み立て手順について説明する。
まず、ボビン１４にコイル線１３を複数回巻回し、ボビン１４とフェライトコア１５を接着固定する。そして、フェライトコア１５の後端面１５Ｂに中継基板１７を接着し、コイル線１３の端部及びコンデンサ１６をこの中継基板１７にはんだ付けする。
一方、同軸ケーブル２０を取付部５０の連通部５３に通すとともに、絶縁チューブ９０を同軸ケーブル２０に通す。そして同軸ケーブル２０の先端部分における内部導体２１と外部導体２２とを非同軸状となるように分離し、これら導体２１，２２を中継基板１７にはんだ付けする。
次に、筒状収容部４０に取付部５０を嵌めこむとともに、筒状収容部４０の端面を取付部５０の環状凹部５５に嵌め込む。そして、フランジ部５４と筒状収容部４０の端面との接触点Ｐに耐真空性の接着剤７０を塗布する。
最後に取付部５０の後端面５２と同軸ケーブル２０との間に耐真空性の接着剤７０を充填することで、センサヘッド１の組み立てが完了する。
【００２６】
本実施形態によれば、本体ケース３０をガラス材料及び金属性材料から形成しつつ、同軸ケーブル２０の外被を耐真空性の材質により形成しているから、真空雰囲気中に配したとしてもその成分が蒸散するようなことがなく、真空雰囲気中にガスを放出するといった不具合を防止することができる。また、本体ケース３０のうち検出コイル１２の検出領域Ｈと重複する部分にはガラスを使用しているから、検出の妨げになるようなことがない。
さらに、取付部５０の後端面５２と同軸ケーブル２０との間に耐真空性の接着剤７０を充填することで本体ケース３０内を密閉するようにしているから、本体ケース３０内部の部品が真空雰囲気に曝されることがなく、確実にガスの発生を防止することができる。
【００２７】
検出コイル１２を筒状収容部４０の前端面４２に接着固定する構成としているから、筒状収容部４０の内面と検出コイル１２との間に隙間が生じることがなく、一層正確な測定を行なうことができる。
また、取付部５０にネジ溝５６を設けた構成としているから、半導体製造装置の筐体に形成されたネジ穴部８０あるいは装置内に配されたブラケットのネジ穴部９０に螺合して確実にセンサヘッド１を所定の取付箇所に取りつけることができる。
【００２８】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図５を参照して説明する。尚、実施形態１と同一の部分には同一符号を付して重複する説明を省略するとともに、同一の作用・効果の説明についても省略する。
本実施形態は、筒状収容部４０内に樹脂製の筒状収容部１００を設け、この筒状収容部１００に内に検出回路部１０及び同軸ケーブル２０を収容したところが実施形態１と相違している。このようにしても上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
＜実施形態３＞
本発明の実施形態３を図６を参照して説明する。尚、実施形態１と同一の部分には同一符号を付して重複する説明を省略するとともに、同一の作用・効果の説明についても省略する。
本実施形態では、本体ケースをすべてガラス材料により形成しているところが実施形態１と相違している。
この本体ケース３０は筒状収容部２００と、この筒状収容部２００の後端面に嵌めこまれる封止部材２１０とから構成されている。
筒状収容部２００は実施形態１の筒状収容部４０と同一形状とされている。一方、封止部材２１０は円筒状をなしており、その外径寸法が筒状収容部２００の内径寸法と略同一寸法とされている。また、前後端面２１１，２１２を連通する連通孔２１３が形成されて同軸ケーブル２０を通すことができるようになっている。
本実施形態では、筒状収容部２００へ封止部材２１０を嵌めこむ際に、筒状収容部２００の内周面に耐真空性の接着剤７０を塗布し、封止部材２１０を筒状収容部２００に嵌め込む構成とされている。
【００３０】
＜実施形態４＞
本発明の実施形態４を図を参照して説明する。尚、実施形態１と同一の部分には同一符号を付して重複する説明を省略するとともに、同一の作用・効果の説明についても省略する。
本実施形態では、本体ケース３０が金属製の筒状収容部３００とこの筒状収容部の前端面に嵌め込まれるガラス製のカバー部３１０とから構成されている。
筒状収容部３００は、円筒状に形成されており、前後端面３０１，３０２が開口されている。このうち前端面３０１は全面開口されており、この前端面よりも所定寸法後方には内方に突き出した段部３０３が形成されている。また、後端面３０２は同軸ケーブル２０の断面形状と同一形状の開口部３０４（開口端面）が形成されている。
また、その外周面には全長に亘ってネジ溝３０５が形成されており、半導体製造装置の筐体に形成されたネジ穴部８０あるいは装置内に配されたブラケットのネジ穴部９０に螺合されるようになっている。
【００３１】
カバー部３１０は、円盤部３１１及び円盤部の周縁に形成される環状壁部３１２から構成されている。円盤部３１１の中央部分にはドーム状の凸部３１１Ａが形成されている。また、環状壁部３１２の外径寸法は筒状収容部３００の前端面の開口径と略同一径とされており、突出寸法は前端面３０１から段部３０４までの離間寸法と略同一寸法とされている。また、このカバー部には検出回路部１０が接着固定されている。
【００３２】
筒状収容部３００にカバー部３１０を嵌め込む際には、筒状収容部３００の内面に耐真空性の接着剤７０を塗布し、この後にカバー部３１０を筒状収容部３００に嵌め込むようにする。
【００３３】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次の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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施形態１に係る近接センサの全体構成を示した概念図
【図２】近接センサの電気的構成を示した概念図
【図３】センサヘッドの上側断面図
【図４】センサヘッドの横側断面図
【図５】実施形態２に係る近接センサのセンサヘッドの上側断面図
【図６】実施形態３に係る近接センサのセンサヘッドの上側断面図
【図７】実施形態４に係る近接センサのセンサヘッドの上側断面図
【符号の説明】
【００３５】
１…センサヘッド
１２…検出コイル
２０…同軸ケーブル（被覆電線）
２３…外被（絶縁被覆）
３０…本体ケース
４０…筒状収容部
５０…取付部
５２…後端面（開口端面）
５６…ネジ溝
７０…接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005216515.tif 000008
【図７】
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