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【発明の名称】 物体搭載装置
【発明者】 【氏名】廣田 良浩

【氏名】廣島 龍夫
【要約】 【課題】被搭載物体の搭載位置ずれが検知可能な物体搭載装置を提供する【解決手段】絶縁体１１と４つの検出電極２２２、３２２、４２２、５２２を一体化したアーム１０を形成する。検出電極２２２、３２２、４２２、５２２を４つの容量−電圧変換（ＣＶ変換）装置１０１〜１０４の各々の信号線にそれぞれ接続する。各ＣＶ変換装置１０１〜１０４は、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンスを接続した演算増幅器と、演算増幅器の反転入力端子に接続された信号線と、演算増幅器の非反転入力端子に接続された交流信号発生手段と、信号線をシールドすると共に演算増幅器の非反転入力端子および交流信号発生手段に接続されたシールド手段とを備えている。

【解決手段】絶縁体１１と４つの検出電極２２２、３２２、４２２、５２２を一体化したアーム１０を形成する。検出電極２２２、３２２、４２２、５２２を４つの容量−電圧変換（ＣＶ変換）装置１０１〜１０４の各々の信号線にそれぞれ接続する。各ＣＶ変換装置１０１〜１０４は、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンスを接続した演算増幅器と、演算増幅器の反転入力端子に接続された信号線と、演算増幅器の非反転入力端子に接続された交流信号発生手段と、信号線をシールドすると共に演算増幅器の非反転入力端子および交流信号発生手段に接続されたシールド手段とを備えている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】物体を搭載可能な物体搭載体と、前記物体搭載体に取り付けられた少なくとも２つの物体検出電極と、前記少なくとも２つの物体検出電極にそれぞれ接続された少なくとも２つの検出回路であって、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンス回路が接続された演算増幅器と、前記演算増幅器の前記反転入力端子と前記少なくとも２つの物体検出電極のうちの一つの物体検出電極との間に接続された信号線と、前記演算増幅器の非反転入力端子に接続された交流信号発生手段と、前記信号線の少なくとも一部をシールドすると共に前記演算増幅器の前記非反転入力端子および前記交流信号発生手段に接続されたシールド手段と、をそれぞれ有する前記少なくとも２つの検出回路と、を備えることを特徴とする物体搭載装置。
【請求項２】物体を搭載可能な物体搭載体と、前記物体搭載体に取り付けられた少なくとも２つの物体検出電極と、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンス回路が接続された演算増幅器と、前記演算増幅器の前記反転入力端子に接続された信号線と、前記演算増幅器の非反転入力端子に接続された交流信号発生手段と、前記信号線の少なくとも一部をシールドすると共に前記演算増幅器の前記非反転入力端子および前記交流信号発生手段に接続されたシールド手段と、前記信号線と前記少なくとも２つの物体検出電極との間の接続を切り替えて前記信号線を前記少なくとも２つの物体検出電極のうちの任意の一つに接続可能な切り替え手段と、を備えることを特徴とする物体搭載装置。
【請求項３】物体を搭載可能な物体搭載体と、前記物体搭載体に取り付けられた少なくとも２つの物体検出電極と、前記少なくとも２つの物体検出電極にそれぞれ接続された少なくとも２つの検出回路であって、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンス回路が接続され、前記反転入力端子と非反転入力端子とがイマジナルショート状態の演算増幅器と、前記演算増幅器の前記反転入力端子と前記少なくとも２つの物体検出電極のうちの一つの物体検出電極との間に接続された信号線と、前記信号線の少なくとも一部をシールドすると共に前記演算増幅器の前記非反転入力端子に接続されたシールド手段と、をそれぞれ有する前記少なくとも２つの検出回路と、を備えることを特徴とする物体搭載装置。
【請求項４】物体を搭載可能な物体搭載体と、前記物体搭載体に取り付けられた少なくとも２つの物体検出電極と、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンス回路が接続され、前記反転入力端子と非反転入力端子とがイマジナルショート状態の演算増幅器と、前記演算増幅器の前記反転入力端子に接続された信号線と、前記信号線の少なくとも一部をシールドすると共に前記演算増幅器の前記非反転入力端子に接続されたシールド手段と、前記信号線と前記少なくとも２つの物体検出電極との間の接続を切り替えて前記信号線を前記少なくとも２つの物体検出電極のうちの任意の一つに接続可能な切り替え手段と、を備えることを特徴とする物体搭載装置。
【請求項５】前記少なくとも２つの物体検出電極の各々の少なくとも一部をそれぞれシールドすると共に前記少なくとも２つの検出回路の各々の前記シールド手段にそれぞれ接続された少なくとも２つのシールド電極が前記物体搭載体にさらに取り付けられていることを特徴とする請求項１または３記載の物体搭載装置。
【請求項６】前記少なくとも２つの物体検出電極の各々の少なくとも一部をそれぞれシールドすると共に、前記シールド手段に接続されているかまたは前記切り替え手段を介して前記シールド手段に接続される少なくとも２つのシールド電極が前記物体搭載体にさらに取り付けられていることを特徴とする請求項２または４記載の物体搭載装置。
【請求項７】前記少なくとも２つの物体検出電極の各々が、被検出物体を検出する検出部検出電極をそれぞれ有し、前記検出部検出電極は、少なくとも一つの方向において前記シールド電極でシールドされていることを特徴とする請求項５又は６記載の物体搭載装置。
【請求項８】前記物体が平板状の物体であり、前記物体を前記物体搭載体に搭載した場合に前記物体の底面と平行になるように前記少なくとも２つの物体検出電極の前記検出部検出電極が配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の物体搭載装置。
【請求項９】前記物体が平板状の物体であり、前記物体を前記物体搭載体に搭載した際に前記物体を前記物体搭載体上に投影してできる投影面を、互いに等しい面積となるように少なくとも２つの副領域に分割した場合に、前記少なくとも２つの物体検出電極の各々が前記少なくとも２つの副領域の各々にそれぞれ対応する位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の物体搭載装置。
【請求項１０】物体を搭載可能な物体搭載体と、前記物体を前記物体搭載体に搭載した際の前記物体の底面積の１０分の１以下の電極面積を有し、前記物体搭載体に取り付けられた物体検出電極と、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンス回路が接続された演算増幅器と、前記演算増幅器の前記反転入力端子と前記物体検出電極との間に接続された信号線と、前記演算増幅器の非反転入力端子に接続された交流信号発生手段と、前記信号線の少なくとも一部をシールドすると共に前記演算増幅器の前記非反転 入力端子および前記交流信号発生手段に接続されたシールド手段と、を備えることを特徴とする物体搭載装置。
【請求項１１】物体を搭載可能な物体搭載体と、前記物体を前記物体搭載体に搭載した際の前記物体の底面積の１０分の１以下の電極面積を有し、前記物体搭載体に取り付けられた物体検出電極と、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンス回路が接続され、前記反転入力端子と非反転入力端子とがイマジナルショート状態の演算増幅器と、前記演算増幅器の前記反転入力端子と前記物体検出電極との間に接続された信号線と、前記信号線の少なくとも一部をシールドすると共に前記演算増幅器の前記非反転入力端子に接続されたシールド手段と、を備えることを特徴とする物体搭載装置。
【請求項１２】前記物体検出電極の少なくとも一部をシールドすると共に前記シールド手段に接続されたシールド電極がさらに前記物体搭載体に取り付けられていることを特徴とする請求項１０または１１記載の物体搭載装置。
【請求項１３】前記物体検出電極が、被検出物体を検出する検出部検出電極を有し、前記検出部検出電極は少なくとも一つの方向において前記シールド電極でシールドされていることを特徴とする請求項１２記載の物体搭載装置。
【請求項１４】前記物体検出電極が、被検出物体を検出する検出部検出電極を有し、前記検出部検出電極はその内側に開口部を有しており、前記検出部検出電極の外周は、前記物体を前記物体搭載体に搭載した際の前記物体の底面の外周と同じかそれよりも小さいことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の物体搭載装置。
【請求項１５】前記物体検出電極が、被検出物体を検出する検出部検出電極を有し、前記物体が平板状の物体であり、前記物体を前記物体搭載体に搭載した際に前記物体の底面を、互いに等しい面積となるように複数の副領域に分割した場合に、前記検出部検出電極が前記複数の副領域の全てに対面するように前記検出部検出電極が構成されかつ配置されていることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の物体搭載装置。
【請求項１６】前記物体が半導体ウェーハであり、請求項１乃至１５のいずれかに記載の物体搭載装置を備えることを特徴とするウエーハ移載装置。
【請求項１７】前記物体が液晶表示素子製造用の基板であり、請求項１乃至１５のいずれかに記載の物体搭載装置を備えることを特徴とする液晶表示素子製造用基板移載装置。
【請求項１８】前記物体が半導体ウェーハであり、請求項１乃至１５のいずれかに記載の物体搭載装置を備えることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１９】前記物体が液晶表示素子製造用の基板であり、請求項１乃至１５のいずれかに記載の物体搭載装置を備えることを特徴とする液晶表示素子製造装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体搭載装置に関し、特に、静電容量変化を利用した近接センサであって、ＦＡ機器、検査機、ロボット、半導体製造装置等に利用可能な静電容量型センサを備えた物体搭載体に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１３は、特開平７−２９４６７号公報に示されている従来の静電容量型近接スイッチのセンサ部及びアンプ部の前段部分を示す図である。本図においてセンサ部１１１は３層のプリント基板１１２によって構成されている。このプリント基板１１２の一方の面に形成される第１層のパターンは物体検知領域に対向して配置された検知電極１１２ａであり、プリント基板１１２の内部のパターンはこの検知電極１１２ａをシールドするための第２層パターン、即ち同相シールドパターン１１２ｂである。このプリント基板１２の他方の面に形成される第３層のパターンをシールドアースパターン１１２ｃとしている。シールドアースパターン１１２ｃは検知電極１１２ａ、同相シールドパターン１１２ｂに対する外来ノイズの影響を少なくするためのパターンである。そしてパターン１１２ａ、１１２ｂをシールドケーブル１１３の芯線及び被覆線にそれぞれ接続し、主回路部１１４側に接続している。主回路部１１４において検知電極１１２ａが接続される芯線はバッファ回路１１５の入力端に接続されている。そしてバッファ回路１１５の出力端はシールド線１１３の被覆線に接続され、さらにシュミットトリガインバータ１１６の入力端に接続されている。帰還抵抗Ｒはシュミットトリガインバータ１１６の出力端とバッファ回路１１５の入力端との間に接続されている。
【０００３】ここで検知電極１１２ａに、接地された物体が近接すればその間の静電容量Ｃｄが増加する。バッファ回路１１５とシュミットトリガインバータ１１６はこの静電容量Ｃｄと帰還抵抗Ｒを時定数として発振する発振回路１１７を構成しており、その出力は周期カウンタ１１８に接続される。周期カウンタ１１８は発振回路の発振周期を測定するものであって、その出力はリニアライザ１１９に与えられる。リニアライザ１１９は周期の変化を物体までの距離に対する変化として直線化するものである。リニアライザ１１９の出力は表示回路１２０及び比較回路１２１に入力される。比較回路１２１は入力信号を所定の閾値で弁別するものであり物体の有無の判別信号として出力回路１２２により出力される。
【０００４】このような構成によれば、検知電極１１２ａと同相シールドパターン１１２ｂとはシールドケーブル１１３を介してバッファ回路１１５の入出力端に接続されているため、常に同位相、同電圧となる。そのため検知電極１１２ａは同相シールドパターン１１２ｂとの間の静電容量の影響を受けなくなる。このためシールドケーブル１１３によって検知電極を有するセンサ部と電子回路部とを分離することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、特開平７−２９４６７によれば、センサ部は、物体検出に向けられた検出電極の第１層パターンと、シールドの第２層のパターンと、接地された第３層の電極パターンセンサから成る。また、アンプ部から検出部各電極まではシールド線で接続されており、別に接地配線を施している。これらの構造では以下の問題を有する。
■検出電極上に検出物が一部でも存在すると、異常なしと判定する。
■ウエハ等の位置のずれを検知しない。
【０００６】従って、本発明の主な目的は、被搭載物体の搭載位置ずれが検知可能な物体搭載装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、物体を搭載可能な物体搭載体と、前記物体搭載体に取り付けられた少なくとも２つの物体検出電極と、前記少なくとも２つの物体検出電極にそれぞれ接続された少なくとも２つの検出回路であって、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンス回路が接続された演算増幅器と、前記演算増幅器の前記反転入力端子と前記少なくとも２つの物体検出電極のうちの一つの物体検出電極との間に接続された信号線と、前記演算増幅器の非反転入力端子に接続された交流信号発生手段と、前記信号線の少なくとも一部をシールドすると共に前記演算増幅器の前記非反転入力端子および前記交流信号発生手段に接続されたシールド手段と、をそれぞれ有する前記少なくとも２つの検出回路と、を備えることを特徴とする物体搭載装置が提供される。
【０００８】請求項２によれば、物体を搭載可能な物体搭載体と、前記物体搭載体に取り付けられた少なくとも２つの物体検出電極と、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンス回路が接続された演算増幅器と、前記演算増幅器の前記反転入力端子に接続された信号線と、前記演算増幅器の非反転入力端子に接続された交流信号発生手段と、前記信号線の少なくとも一部をシールドすると共に前記演算増幅器の前記非反転入力端子および前記交流信号発生手段に接続されたシールド手段と、前記信号線と前記少なくとも２つの物体検出電極との間の接続を切り替えて前記信号線を前記少なくとも２つの物体検出電極のうちの任意の一つに接続可能な切り替え手段と、を備えることを特徴とする物体搭載装置が提供される。
【０００９】請求項３によれば、物体を搭載可能な物体搭載体と、前記物体搭載体に取り付けられた少なくとも２つの物体検出電極と、前記少なくとも２つの物体検出電極にそれぞれ接続された少なくとも２つの検出回路であって、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンス回路が接続され、前記反転 入力端子と非反転入力端子とがイマジナルショート状態の演算増幅器と、前記演算増幅器の前記反転入力端子と前記少なくとも２つの物体検出電極のうちの一つの物体検出電極との間に接続された信号線と、前記信号線の少なくとも一部をシールドすると共に前記演算増幅器の前記非反転入力端子に接続されたシールド手段と、をそれぞれ有する前記少なくとも２つの検出回路と、を備えることを特徴とする物体搭載装置が提供される。
【００１０】請求項４によれば、物体を搭載可能な物体搭載体と、前記物体搭載体に取り付けられた少なくとも２つの物体検出電極と、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンス回路が接続され、前記反転入力端子と非反転入力端子とがイマジナルショート状態の演算増幅器と、前記演算増幅器の前記反転入力端子に接続された信号線と、前記信号線の少なくとも一部をシールドすると共に前記演算増幅器の前記非反転入力端子に接続されたシールド手段と、前記信号線と前記少なくとも２つの物体検出電極との間の接続を切り替えて前記信号線を前記少なくとも２つの物体検出電極のうちの任意の一つに接続可能な切り替え手段と、を備えることを特徴とする物体搭載装置が提供される。
【００１１】請求項５によれば、前記少なくとも２つの物体検出電極の各々の少なくとも一部をそれぞれシールドすると共に前記少なくとも２つの検出回路の各々の前記シールド手段にそれぞれ接続された少なくとも２つのシールド電極が前記物体搭載体にさらに取り付けられていることを特徴とする請求項１または３記載の物体搭載装置が提供される。
【００１２】請求項６によれば、前記少なくとも２つの物体検出電極の各々の少なくとも一部をそれぞれシールドすると共に、前記シールド手段に接続されているかまたは前記切り替え手段を介して前記シールド手段に接続される少なくとも２つのシールド電極が前記物体搭載体にさらに取り付けられていることを特徴とする請求項２または４記載の物体搭載装置が提供される。
【００１３】請求項７によれば、前記少なくとも２つの物体検出電極の各々が、被検出物体を検出する検出部検出電極をそれぞれ有し、前記検出部検出電極は、少なくとも一つの方向において前記シールド電極でシールドされていることを特徴とする請求項５又は６記載の物体搭載装置が提供される。
【００１４】請求項８によれば、前記物体が平板状の物体であり、前記物体を前記物体搭載体に搭載した場合に前記物体の底面と平行になるように前記少なくとも２つの物体検出電極の前記検出部検出電極が配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の物体搭載装置が提供される。
【００１５】請求項９によれば、前記物体が平板状の物体であり、前記物体を前記物体搭載体に搭載した際に前記物体を前記物体搭載体上に投影してできる投影面を、互いに等しい面積となるように少なくとも２つの副領域に分割した場合に、前記少なくとも２つの物体検出電極の各々が前記少なくとも２つの副領域の各々にそれぞれ対応する位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の物体搭載装置が提供される。
【００１６】請求項１０によれば、物体を搭載可能な物体搭載体と、前記物体を前記物体搭載体に搭載した際の前記物体の底面積の１０分の１以下の電極面積を有し、前記物体搭載体に取り付けられた物体検出電極と、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンス回路が接続された演算増幅器と、前記演算増幅器の前記反転入力端子と前記物体検出電極との間に接続された信号線と、前記演算増幅器の非反転入力端子に接続された交流信号発生手段と、前記信号線の少なくとも一部をシールドすると共に前記演算増幅器の前記非反転入力端子および前記交流信号発生手段に接続されたシールド手段と、を備えることを特徴とする物体搭載装置が提供される。
【００１７】請求項１１によれば、物体を搭載可能な物体搭載体と、前記物体を前記物体搭載体に搭載した際の前記物体の底面積の１０分の１以下の電極面積を有し、前記物体搭載体に取り付けられた物体検出電極と、出力端子と反転入力端子との間に帰還インピーダンス回路が接続され、前記反転入力端子と非反転入力端子とがイマジナルショート状態の演算増幅器と、前記演算増幅器の前記反転入力端子と前記物体検出電極との間に接続された信号線と、前記信号線の少なくとも一部をシールドすると共に前記演算増幅器の前記非反転入力端子に接続されたシールド手段と、を備えることを特徴とする物体搭載装置が提供される。
【００１８】請求項１２によれば、前記物体検出電極の少なくとも一部をシールドすると共に前記シールド手段に接続されたシールド電極がさらに前記物体搭載体に取り付けられていることを特徴とする請求項１０または１１記載の物体搭載装置が提供される。
【００１９】請求項１３によれば、前記物体検出電極が、被検出物体を検出する検出部検出電極を有し、前記検出部検出電極は少なくとも一つの方向において前記シールド電極でシールドされていることを特徴とする請求項１２記載の物体搭載装置が提供される。
【００２０】請求項１４によれば、前記物体検出電極が、被検出物体を検出する検出部検出電極を有し、前記検出部検出電極はその内側に開口部を有しており、前記検出部検出電極の外周は、前記物体を前記物体搭載体に搭載した際の前記物体の底面の外周と同じかそれよりも小さいことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の物体搭載装置が提供される。
【００２１】請求項１５によれば、前記物体検出電極が、被検出物体を検出する検出部検出電極を有し、前記物体が平板状の物体であり、前記物体を前記物体搭載体に搭載した際に前記物体の底面を、互いに等しい面積となるように複数の副領域に分割した場合に、前記検出部検出電極が前記複数の副領域の全てに対面するように前記検出部検出電極が構成されかつ配置されていることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の物体搭載装置が提供される。
【００２２】請求項１６によれば、前記物体が半導体ウェーハであり、請求項１乃至１５のいずれかに記載の物体搭載装置を備えることを特徴とするウエーハ移載装置が提供される。
【００２３】請求項１７によれば、前記物体が液晶表示素子製造用の基板であり、請求項１乃至１５のいずれかに記載の物体搭載装置を備えることを特徴とする液晶表示素子製造用基板移載装置が提供される。
【００２４】請求項１８によれば、前記物体が半導体ウェーハであり、請求項１乃至１５のいずれかに記載の物体搭載装置を備えることを特徴とする半導体製造装置が提供される。
【００２５】請求項１９によれば、前記物体が液晶表示素子製造用の基板であり、請求項１乃至１５のいずれかに記載の物体搭載装置を備えることを特徴とする液晶表示素子製造装置が提供される。
【００２６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２７】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形態の半導体ウェーハ検出機能付き搬送アームを説明するための概略部分横断面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態の半導体ウェーハ検出機能付き搬送アームを説明するための概略縦断面図である。図３は、本発明の第１の実施の形態の半導体ウェーハ検出機能付き搬送アームを説明するための概略部分拡大横断面図である。図４は、本発明の第１の実施の形態の半導体ウェーハ検出機能付き搬送アームによるウェーハの検出動作を説明するための概略部分横断面図である。
【００２８】本実施の形態のウェーハ検出機能付き搬送アーム１０は、絶縁体１１と４つのセンサ電極２０、３０、４０、５０とを備えている。絶縁体１１は、絶縁体層１２〜１６が一体化されて構成されている。絶縁体層１２〜１６の各層の厚さはそれぞれ０．５ｍｍである。センサ電極２０は、検出電極２２とシールド電極２１２３、２４とを備えている。センサ電極３０は、検出電極３２とシールド電極３１、３３、３４とを備えている。センサ電極４０は、検出電極４２とシールド電極４１、４３、４４とを備えている。センサ電極５０は、検出電極５２とシールド電極５１、５３、５４を備えている。絶縁体層１２にはシールド電極２１、３１、４１、５１が形成され、絶縁体層１４には検出電極２２、３２、４２、５２とシールド電極２３、３３、４３、５３とが形成され、絶縁体層１６にはシールド電極２４、３４、４４、５４が形成されている。絶縁体層１６上に絶縁体層１５を挟んで絶縁体層１４が積層され、その上に絶縁体層１３を挟んで絶縁体層１２が積層されている。
【００２９】このウェーハ検出機能付き搬送アーム１０は、アルミナ系のセラミックスを用い、シート成形によってシートを成形した後、シートに電極をスクリーン印刷して、さらに位置合わせをし、積層後、アームの形状に切断成形し、同時焼成により作成した。
【００３０】次に、このようにして形成されたウェーハ検出機能付き搬送アーム１０の４つのセンサ電極２０、３０、４０、５０の構造およびこれらの電極間の位置関係を説明する。
【００３１】４つのセンサ電極２０、３０、４０、５０はほぼ同じ構造なので、まず、センサ電極２０を例にとって説明する。
【００３２】シールド電極２４上に絶縁体層１５を介して検出電極２２およびシールド電極２３が形成され、検出電極２２およびシールド電極２３上に絶縁体層１３を介してシールド電極２１が形成されている。
【００３３】検出電極２２は、被検出物体を検出する円形の検出部検出電極２２２と検出部検出電極まで電極を導入する電極導入部検出電極２２１とを備えている。シールド電極２３は検出電極２２と同一層内に設けられている。シールド電極２３は、検出電極２２の周囲を検出電極２２の主面と平行な方向において取り囲んでいる。シールド電極２３は、検出部シールド電極２３２と電極導入部シールド電極２３１とを備えている。検出部シールド電極２３２は、検出部検出電極２２２を検出電極２２の主面と平行な方向において取り囲んでいる。検出部シールド電極２３２と検出部検出電極２２２との間には絶縁体１１が存在する。検出電極２２の主面と平行な方向における電極導入部検出電極２２１の両側には２つの電極導入部シールド電極２３１が、電極導入部検出電極２２１と平行にそれぞれ設けられている。電極導入シールド電極２３１と電極導入検出電極２２１との間には絶縁体１１が存在する。
【００３４】シールド電極２１は電極導入部シールド電極２１１からなり、電極導入部シールド電極２１１は、電極導入部検出電極２２１およびその両側の電極導入部シールド電極２３１に対面して設けられている。電極導入部シールド電極２１１と、電極導入部検出電極２２１およびその両側の電極導入部シールド電極２３１との間には、絶縁体１１が存在する。シールド電極２１は、検出部検出電極２２２とは対向して設けられておらず、検出部検出電極２２２は、シールド電極２１から露出している。従って、被検出物体とこの検出部検出電極２２２との間に形成される容量値を測定することによって、被検出物体を検出することができる。
【００３５】シールド電極２４は、検出部シールド電極２４２と電極導入部シールド電極２４１とを備えている。検出部シールド電極２４２は、検出部検出電極２２２およびその周囲の検出部シールド電極２３２に対面して設けられている。電極導入部シールド電極２４１は、電極導入部検出電極２２１およびその両側の電極導入部シールド電極２３１に対面して設けられている。シールド電極２４と、検出電極２２およびシールド電極２３との間には、絶縁体１１が存在する。
【００３６】センサ電極３０は、検出電極３２とシールド電極３１、３３、３４とを備え、検出電極３２は、被検出物体を検出する円形の検出部検出電極３２２と検出部検出電極まで電極を導入する電極導入部検出電極３２１とを備え、シールド電極３１は電極導入部シールド電極３１１からなり、シールド電極３３は、検出部シールド電極３３２と電極導入部シールド電極３３１とを備え、シールド電極３４は、検出部シールド電極３４２と電極導入部シールド電極３４１とを備えている。
【００３７】センサ電極４０は、検出電極４２とシールド電極４１、４３、４４とを備え、検出電極４２は、被検出物体を検出する円形の検出部検出電極４２２と検出部検出電極まで電極を導入する電極導入部検出電極４２１とを備え、シールド電極４１は電極導入部シールド電極４１１からなり、シールド電極４３は、検出部シールド電極４３２と電極導入部シールド電極４３１とを備え、シールド電極４４は、検出部シールド電極４４２と電極導入部シールド電極４４１とを備えている。
【００３８】センサ電極５０は、検出電極５２とシールド電極５１、５３、５４とを備え、検出電極５２は、被検出物体を検出する円形の検出部検出電極５２２と検出部検出電極まで電極を導入する電極導入部検出電極５２１とを備え、シールド電極５１は電極導入部シールド電極５１１からなり、シールド電極５３は、検出部シールド電極５３２と電極導入部シールド電極５３１とを備え、シールド電極５４は、検出部シールド電極５４２と電極導入部シールド電極５４１とを備えている。
【００３９】これらセンサ電極３０、４０、５０の構造は上述したセンサ電極２０の構造とほぼ同じなので、その説明は省略する。
【００４０】本実施の形態においては、後に説明する演算増幅器を備えるＺ／Ｖ変換（インピーダンス−電圧変換）装置をＣ／Ｖ変換（容量−電圧変換）装置として４個使用する。センサ電極２０はＣ／Ｖ変換装置１０１に、センサ電極３０はＣ／Ｖ変換装置１０２に、センサ電極４０はＣ／Ｖ変換装置１０３に、センサ電極５０はＣ／Ｖ変換装置１０４にそれぞれ接続する。すなわち、検出電極２２をＣ／Ｖ変換装置１０１の演算増幅器の反転入力端子に接続し、シールド電極２１、２３、２４をＣ／Ｖ変換装置１０１の演算増幅器の非反転入力端子に接続する。また、検出電極３２をＣ／Ｖ変換装置１０２の演算増幅器の反転入力端子に接続し、シールド電極３１、３３、３４をＣ／Ｖ変換装置１０２の演算増幅器の非反転入力端子に接続する。さらに、検出電極４２をＣ／Ｖ変換装置１０３の演算増幅器の反転入力端子に接続し、シールド電極４１、４３、４４をＣ／Ｖ変換装置１０３の演算増幅器の非反転入力端子に接続する。さらに、検出電極５２をＣ／Ｖ変換装置１０４の演算増幅器の反転入力端子に接続し、シールド電極５１、５３、５４をＣ／Ｖ変換装置１０４の演算増幅器の非反転入力端子に接続する。
【００４１】Ｃ／Ｖ変換装置１０１〜１０４の演算増幅器の２つの入力端子（反転入力端子および非反転入力端子）はイマジナルショート状態にあるので、検出電極２２とシールド電極２１、２３、２４とは同一電位となり、検出電極３２とシールド電極３１、３３、３４とは同一電位となり、検出電極４２とシールド電極４１、４３、４４とは同一電位となり、検出電極５２とシールド電極５１、５３、５４とは同一電位となる。従って、これらの間に形成される寄生容量に影響されることなく、検出部検出電極２２２、３２２、４２２、５２２と被検出物体とによってそれぞれ形成されるインピーダンス成分の値（本実施の形態では容量値）のみに依存した電圧を得ることができ、インピーダンス値が非常に大きくても（インピーダンスが容量の場合は、容量値が微小であっても）高精度のＺ／Ｖ変換が可能になる。
【００４２】その結果、上述した特開平７−２９４６７号公報記載の技術と比較して、接地線を必要とせずコスト削減となり、また、接地電極を必要とせずコスト削減となる。
【００４３】さらに、上述したように、検出部検出電極２２２が、検出電極２２の主面と平行な方向において検出部シールド電極２３２によって取り囲まれており、検出部検出電極３２２が、検出電極３２の主面と平行な方向において検出部シールド電極３３２によって取り囲まれており、検出部検出電極４２２が、検出電極４２の主面と平行な方向において検出部シールド電極４３２によって取り囲まれており、検出部検出電極５２２が、検出電極５２の主面と平行な方向において検出部シールド電極５３２によって取り囲まれているので、ウェーハ検出機能付き搬送アーム１０の横方向の物体に対して検出することなく、性能が向上する。
【００４４】さらに、上述したように、検出部検出電極２２２直下には検出部シールド電極２４２が設けられており、検出部検出電極３２２直下には検出部シールド電極３４２が設けられており、検出部検出電極４２２直下には検出部シールド電極４４２が設けられており、検出部検出電極５２２直下には検出部シールド電極５４２が設けられているので、ウェーハ検出機能付き搬送アーム１０の下方向の物体によって影響を受けることなく、性能が向上する。また、ウェーハ検出機能付き搬送アーム１０を縦方向に複数個配置した場合でも、ある特定のウェーハ検出機能付き搬送アーム１０はその検出部検出電極２２２、３２２、４２２、５２２直上に配置された対象被検出物体のみを検出することになり、性能は向上する。
【００４５】上述のように、本実施の形態においては、検出電極２２とシールド電極２１、２３、２４とが同一電位となり、検出電極３２とシールド電極３１、３３、３４とが同一電位となり、検出電極４２とシールド電極４１、４３、４４とが同一電位となり、検出電極５２とシールド電極５１、５３、５４とが同一電位となるので、これら検出電極とシールド電極との間に形成される寄生容量に影響されることなく、検出部検出電極２２２、３２２、４２２、５２２の各々と被検出物体とによってそれぞれ形成されるインピーダンス成分の値（本実施の形態では容量値）のみに依存した電圧を得ることができ、インピーダンス値が非常に大きくても（インピーダンスが容量の場合は、容量値が微小であっても）高精度のＺ／Ｖ変換が可能になる。
【００４６】このように、本実施の形態に使用するＣ／Ｖ変換回路は、静電容量を高精度に検出できるセンサ回路なので、センサは鈍くても良く、センサ電極の面積を小さくすることができる。そして、センサ電極を相対的に小さくすれば、被検出物体のずれに対する検出時の容量変化比率を大きくすることができ、ずれの検出感度が向上する。
【００４７】本実施の形態では、被検出物体として半導体シリコンウェーハ６０を使用した。４つの検出部検出電極２２２、３２２、４２２、５２２を、半導体シリコンウェーハ６０をウェーハ検出機能付き搬送アーム１０に搭載した場合に、半導体シリコンウェーハ６０を４等分した場合の４つの領域に対応するようにウェーハ検出機能付き搬送アーム１０に設けた。検出部検出電極２２２、３２２、４２２、５２２は半導体シリコンウェーハ６０の底面と平行になるように配置している。
【００４８】このような構造とすることにより、センサ電極２０、３０、４０、５０にそれぞれ対応する出力電圧から、半導体シリコンウェーハ６０の有無のみならず、半導体シリコンウェーハ６０がアーム１０上の正規の位置に配置しているか、異常な位置にずれていないかを検出可能となった。また、半導体シリコンウェーハ６０の反りや曲がりも、これら複数の出力電圧のバランスから検出可能となる。また、ウェーハ搬送と同時に半導体シリコンウェーハ６０の反り等の異常も同時に検査でき、コスト削減になる。
【００４９】図３を参照し、センサ電極２０を例として、本実施の形態のウェーハ検出機能付き搬送アーム１０の一具体例を説明すると、電極導入部シールド電極２１１の幅ａを５ｍｍ、シールド電極２３の幅ｂを１ｍｍ、電極導入部検出電極２２１の幅ｄを２ｍｍ、電極導入部シールド電極２３１と電極導入部検出電極２２１との間ｃを０．５ｍｍ、検出部検出電極２２２の直径ｆを１０ｍｍ、検出部シールド電極２３２の外径ｇを１４ｍｍ、電極導入部シールド電極２４１の幅ｅを５ｍｍ、検出部シールド電極２４２の直径ｈを１４ｍｍとした。センサ電極３０、４０、５０についても、対応する部分の寸法は、センサ電極２０と同じである。また、絶縁体層１２〜１６の各層の厚さはそれぞれ０．５ｍｍである。
【００５０】このようにして形成したウェーハ検出機能付き搬送アーム１０上に、図４Ａに示すように、正常に半導体シリコンウェーハ６０を搭載した場合のＣ／Ｖ変換装置１０１〜１０４の出力電圧は、ほぼ同一の値であったが、図４Ｂのように、半導体シリコンウェーハ６０の搭載位置がずれると、半導体シリコンウェーハ６０が円形の検出部検出電極２２２上にない場合には、図４Ｃに示すように半導体シリコンウェーハ６０をウェーハ検出機能付き搬送アーム１０上にまったく搭載しない場合とほぼ同じ出力電圧となり、半導体シリコンウェーハ６０が円形の検出部検出電極５２２上の一部上にしか存在しない場合には上記２つの値の中間の出力電圧となる。
【００５１】また、上記のように、本実施の形態で使用するＣ／Ｖ変換装置１０１〜１０４は、静電容量を高精度に検出できるセンサ回路なので、センサは鈍くても良く、電極構造を簡素化することができる。従って、検出電極２２、３２、４２、５２のみを設けたウェーハ検出機能付き搬送アーム１０でもよく、また、シールド電極２１（３１、４１）、２３（３３、４３）および２４（３４、４４）のうちのいずれか一つを設けた構造のものでも性能が向上する。従って、わずか１枚のセラミックス基板板の片面に検出電極とシールド電極とを設けた構造のものでアームを構成することもでき、１枚のセラミックス基板の両面に電極を焼き付けたもので、アームを構成することもできる。
【００５２】なお、本実施の形態では、Ｃ／Ｖ変換装置を４個使用して、センサ電極２０はＣ／Ｖ変換装置１０１に、センサ電極３０はＣ／Ｖ変換装置１０２に、センサ電極４０はＣ／Ｖ変換装置１０３に、センサ電極５０はＣ／Ｖ変換装置１０４にそれぞれ接続したが、Ｃ／Ｖ変換装置を一つ使用して、センサ電極２０、３０、４０、５０との間の接続をマルチプレクサなどによって切り替えてもよい。その場合には、センサ電極２０、３０、４０、５０の各シールド線はすべてＣ／Ｖ変換装置のシールド手段に接続してもよく、マルチプレクサなどによって切り替えてもよい。
【００５３】また、本実施の形態のウェーハ検出機能付き搬送アーム１０は、ウェーハ移載装置に使用され、また、半導体製造装置に使用される。
【００５４】（第２の実施の形態）図５は、本発明の第２の実施の形態の半導体ウェーハ検出機能付き搬送アームを説明するための概略部分平面図である。図６は、本発明の第２の実施の形態の半導体ウェーハ検出機能付き搬送アームの変形例を説明するための概略部分平面図である。
【００５５】本実施の形態においては、アルミナ系セラミックスからなる絶縁体１１上に検出電極７０を一体化して設けている。検出電極７０は、被検出物体を検出する検出部検出電極７１と検出部検出電極７１まで電極を導入する電極導入部検出電極７２とを備えている。検出部検出電極７１はその内部に開口部７３を有しており、検出部検出電極７１の円弧状部分の外周は半導体シリコンウェーハ６０の外周と同じである。検出部検出電極７１の電極面積は、半導体シリコンウェーハ６０の底面積の１０分の１以下である。電極導入部検出電極７２は、後に説明するＺ／Ｖ変換装置（本実施の形態ではＣ／Ｖ変換装置として使用する）の演算増幅器の反転入力端子に接続される。
【００５６】半導体シリコンウェーハ６０が正常搭載位置からずれると、検出部検出電極７１の一部が半導体シリコンウェーハ６０からはみ出て容量が変わるので、半導体シリコンウェーハ６０の位置ずれが検出できる。そして、本実施の形態では、被検出物体を検出する検出部検出電極７１の電極面積は被検出物体である半導体シリコンウェーハ６０の底面積に対して充分に小さい（１０分の１以下）ので、位置ずれが高精度で検出できる。
【００５７】なお、検出部検出電極は、図６Ａに示すように、うずまき状の検出部検出電極８１でもよく、図６Ｂに示すように、多重リング状の検出部検出電極９１〜９３でもよい。検出部検出電極８１および検出部検出電極９１〜９３は、それぞれ電極導入部検出電極８２、電極導入部検出電極９４を介して、後に説明するＺ／Ｖ変換装置（本実施の形態ではＣ／Ｖ変換装置として使用する）の演算増幅器の反転入力端子に接続される。
【００５８】また、検出部検出電極内にシールド電極が来てスルーホール等でつながっても良い。例えば、図６Ｃに示すように、リング状の検出部検出電極１３１内に円盤状のシールド電極１３３を設けてもよく、図６Ｄに示すように、リング状の検出部検出電極１４１内にリング状のシールド電極１４３を設けてもよい。これらのシールド電極１３３、１４３は絶縁体１１に設けたスルーホール等を介して、後に説明するＺ／Ｖ変換装置（本実施の形態ではＣ／Ｖ変換装置として使用する）の演算増幅器の非反転入力端子に接続される。また、検出部検出電極１３１および検出部検出電極１４１は、それぞれ電極導入部検出電極１３２、電極導入部検出電極１４２を介して、後に説明するＺ／Ｖ変換装置（本実施の形態ではＣ／Ｖ変換装置として使用する）の演算増幅器の反転入力端子に接続される。
【００５９】また、図６Ｅに示すように、リング状の検出部検出電極１５１の外側に検出部シールド電極１６１がきても良い。検出部検出電極１５１は、電極導入部検出電極１５２を介して、後に説明するＺ／Ｖ変換装置（本実施の形態ではＣ／Ｖ変換装置として使用する）の演算増幅器の反転入力端子に接続され、検出部シールド電極１６１は電極導入部検出電極１５２の両側に設けた電極導入部シールド電極１６２を介して、後に説明するＺ／Ｖ変換装置（本実施の形態ではＣ／Ｖ変換装置として使用する）の演算増幅器の非反転入力端子に接続される。
【００６０】さらに、検出部検出電極７１、８１、９１〜９３、１３１、１４１の上層、または下層に、電極導入部検出電極７２、８２、９４、１３２、１４２、１５２をシルードし、検出部検出電極７１、８１、９１〜９３、１３１、１４１を露出するシールド電極であって、後に説明するＺ／Ｖ変換装置（本実施の形態ではＣ／Ｖ変換装置として使用する）の演算増幅器の非反転入力端子に接続されるシールド電極を設けてもよく、電極導入部検出電極７２、８２、９４、１３２、１４２、１５２および検出部検出電極７１、８１、９１〜９３、１３１、１４１を共にシールドするシールド電極であって、後に説明するＺ／Ｖ変換装置（本実施の形態ではＣ／Ｖ変換装置として使用する）の演算増幅器の非反転入力端子に接続されるシールド電極を設けてもよく、これら２種類のシールド電極を検出部検出電極７１、８１、９１〜９３、１３１、１４１の上層および下層にそれぞれ設けてもよい。
【００６１】なお、本実施の形態においては、検出部検出電極７１、８１、９１〜９３、１３１、１４１の電極面積は、半導体シリコンウェーハ６０の底面積の１０分の１以下であることが好ましい。また、半導体シリコンウェーハ６０の正常搭載時は、検出部検出電極７１、８１、９１〜９３、１３１、１４１はすべて半導体シリコンウェーハ６０によって覆われるか、検出部検出電極７１、８１、９１〜９３、１３１、１４１のうちの充分に広い割合（１０分の９以上）が、半導体シリコンウェーハ６０によって覆われることが好ましい。また、検出部検出電極７１、８１、９１〜９３、１３１、１４１の最外周は、半導体シリコンウェーハ６０の外周と同じかそれよりも小さいことが好ましい。
【００６２】また、半導体シリコンウェーハ６０の底面を互いに等しい面積となるように複数の副領域に分割した場合に、検出部検出電極７１、８１、９１〜９３、１３１、１４１がこれら複数の副領域の全てに対面するように構成され配置されていることが好ましい。
【００６３】また、本実施の形態の製造方法は第１の実施の形態と同様である。
【００６４】なお、上記第１および第２の実施の形態における絶縁体１１用の材料としては、樹脂、セラミック等、半導体製造工程で使用する高温仕様のものが好適に使用される。
【００６５】また、上記第１および第２の実施の形態における各電極は、樹脂、セラミック等の絶縁体層で覆われていることが好ましく、このようにすれば、高温での電極劣化が防止される。
【００６６】次に、図７〜１２を参照して、上記第１および第２の実施の形態で使用するＺ／Ｖ変換装置（上記第１および第２の実施の形態ではＣ／Ｖ変換装置として使用）の構成を詳細に説明する。
【００６７】図７は、上記第１および第２の実施の形態に係るＺ／Ｖ変換装置の第１の実施例を概略的に示す回路図である。図７において、演算増幅器１は入力インピーダンスと利得が極めて大きい演算増幅器であり、その出力端子２と反転入力端子（−）との間に帰還インピーダンス素子３が接続されて演算増幅器１に負の帰還ループが形成されている。演算増幅器１の非反転入力端子（＋）には交流電圧を発生する交流信号発生器４が接続され、演算増幅器１の反転入力端子（−）には、信号線５の一端が接続されている。信号線５の他端には、未知の値のインピーダンス成分すなわち被検出インピーダンス成分（対象物）６の検知電極６１（上記第１の実施の形態では検出電極２２、３２、４２、５２、上記第２の実施の形態では検出電極７０、検出部検出電極８１、９１〜９３、１３１、１４１、１５１）が接続される。対象物６の他方の電極６２は接地されるか、直流の一定のバイアス電位に固定されるか、あるいは、フローティング状態とされる。
【００６８】なお、他方の電極６２に交流バイアスを加えることもできるが、このときには、演算増幅器１の出力電圧の数学的解析が複雑になる。
【００６９】外部からのノイズ等の不要信号が信号線５に誘導されるのを防止するために、信号線５の周囲はシールド手段７によって包囲されている。このシールド手段７は１つのシールド層からなり、アースされず、演算増幅器１の非反転入力端子（＋）に接続される。なお、上記第１の実施の形態では、シールド電極２１、２３、２４、シールド電極３１、３３、３４、シールド電極４１、４３、４４およびシールド電極５１、５３、５４がＣ／Ｖ変換装置１０１〜１０４の各々のシールド手段７に接続され、上記第２の実施の形態では、シールド電極１３３、１４３または１６０がこのシールド手段７に接続される。
【００７０】演算増幅器１には帰還インピーダンス素子３を介して負帰還がかかっており、しかも、演算増幅器１は入力インピーダンスと利得が極めて大きい演算増幅器であるので、演算増幅器１の反転入力端子（−）及び非反転入力端子（＋）はイマジナリショート状態にあり、電位差は実質的にゼロである。したがって、信号線５とシールド手段７とは同電位にあるので、信号線５とシールド手段７との間に生じる浮遊容量をキャンセルすることができる。このことは、信号線５の長さに無関係に成立する。したがって、信号線５の移動や折り曲げ、折り返し等による信号線５とシールド線７との間に生じる浮遊容量の変化は、出力される出力電圧の変化には現れない。
【００７１】いま、交流信号発生器４の交流出力電圧をＶｉとし、被検出インピーダンス成分すなわち対象物６の検出すべきインピーダンス値をＺｘ、対象物６を流れる電流をｉ１、既知の帰還インピーダンス回路３のインピーダンス値をＺｆ、帰還インピーダンス回路３を流れる電流をｉ2とし、演算増幅器１の反転入力端子（−）における電圧をＶｍ、演算増幅器１の出力電圧をＶｏとすると、演算増幅器１の２つの入力端子は前述のとおりイマジナリショート状態にあるので、反転入力端子（−）における電圧Ｖｍは交流信号発生器４の交流信号出力電圧Ｖｉと同電位となる。すなわち、Ｖｉ＝Ｖｍ【００７２】また、【数１】ｉ１＝−Ｖｍ／Ｚｘ＝−Ｖｉ／Ｚｘｉ２＝（Ｖｍ−Ｖｏ）／Ｚｆ＝（Ｖｉ−Ｖｏ）／Ｚｆが成り立つ。ここで、ｉ１＝ｉ２であるから、演算増幅器１の出力電圧Ｖｏは、【数２】
Ｖｏ＝Ｖｉ（１＋Ｚｆ／Ｚｘ） （１）
となる。式（１）は、演算増幅器１がインピーダンス値Ｚｘに依存して変化する交流電圧を出力することを表している。
【００７３】以上のことから、信号線５、シールド手段７、交流信号発生器４、演算増幅器１及び帰還インピーダンス素子３を含む部分（図７の一点鎖線で囲まれたブロック８）は、信号線５の他端に接続される対象物６のインピーダンスＺｘをそれに対応する電圧Ｖｏへ変換するＺ／Ｖ変換装置を構成していることがわかる。
【００７４】ここで留意すべきは、演算増幅器１の反転及び非反転入力端子はイマジナリ・ショート状態にあるので、信号線５とシールド手段７の間に生じる浮遊容量が演算増幅器１の２つの入力端子の間に現れることはないということである。これにより、演算増幅器１の出力電圧Ｖｏは、信号線５とシールド手段７との間に生じる浮遊容量に関係する項を全く含まないので、対象物６のインピーダンスＺｘが非常に大きくても、演算増幅器１からは、この非常に大きなインピーダンスＺｘのみに対応した電圧Ｖｏが出力される。
【００７５】演算増幅器１の出力電圧Ｖｏは上記式（１）のように表され、式（１）において、帰還インピーダンス回路３のインピーダンスＺｆ並びに交流信号Ｖｉの周波数及び振幅は既知である。また、演算増幅器１の交流出力電圧Ｖｏは、周波数が交流信号Ｖｉの周波数と同一であり、振幅は演算増幅器１の出力のピーク値を検出することにより得ることができる。従って、式（１）を逆算することにより、インピーダンス値Ｚｘを得ることができる。例えば、対象物６のインピーダンスＺｘが容量成分Ｃｘである場合、ＣｘとＶｏの振幅とは、ある実験においては図８のグラフに示されるようになった。なお、ＺｘとＶｏの関係を予め記憶した関数テーブルを検索することによっても、インピーダンス値Ｚｘを得ることができる。
【００７６】さらに、交流出力電圧Ｖｏを適宜の回路に供給して該交流出力電圧に対応する直流電圧Ｖｄｄを生成し、該回路によって得られた直流電圧Ｖｄｄに基づき、インピーダンス値Ｚｘを得ることもできる。直流電圧Ｖｄｄを生成する回路として、例えば整流平滑回路等の任意のＡＣ−ＤＣ変換回路を採用することができる。また、必要に応じて、出力電圧Ｖｏを増幅した後にＡＣ−ＤＣ変換してもよい。
【００７７】このように、図７の一点鎖線で囲まれたブロック８と、演算増幅器１の出力電圧Ｖｏ又は該電圧Ｖｏに対応する直流電圧ＶｄｄからインピーダンスＺｘを求める処理回路とを組み合わせることにより、対象物６のインピーダンス値Ｚｘを検出することができる。
【００７８】図７に示した第１の実施例において、シールド手段７はパイプ状のシールド手段とすることができる。また、信号線５及びシールド手段７からなる同軸ケーブルに可撓性を持たせるために、シールド手段７を細い金属ストリップを編み込んだ１重層のメッシュ構造に形成することもできる。
【００７９】ただし、シールド手段７を１重層のメッシュ構造にした場合、交流信号発生器４の周波数を高周波にすると、該高周波信号が信号線５からシールド手段７の微細な穴を介してリークしてしまい、交流出力電圧Ｖｏに影響を与えてしまう恐れがある。また、高周波の外乱ノイズがシールド手段７により遮蔽されずに信号線５に載ってしまうこともあり、この場合も交流出力電圧Ｖｏに外乱ノイズの影響が顕れてしまう。さらに、このような同軸ケーブルに手を触れた場合、演算増幅器１からの出力電圧Ｖｏが変動してしまうことがある。
【００８０】図９は、シールド手段をメッシュ構造にして可撓性を持たせた場合でも、高精度でＺ／Ｖ変換を行うことができる、上記第１および第２の実施の形態のＺ／Ｖ変換装置の第２の実施例を示している。図９において、図７の第１の実施例と同一の構成要素には同一の参照番号を付しており、第２の実施例は、シールド手段が、ともに演算増幅器１の非反転入力端子に接続される内側シールド手段（第１のシールド層）７１、外側シールド手段（第２のシールド層）７２の２重のメッシュ構造になっている点で、第１の実施例と相違している。
【００８１】第２の実施例においては、シールド手段を２重のメッシュ構造にしているので、１重のメッシュ構造のものと比較して、シールド手段の穴の径が小さくなり、交流信号発生器４の周波数が高周波であっても信号線５からシールド手段７１、７２へのリークが低減され、また外来ノイズによる影響も低減されるので、検出すべきインピーダンスＺｘに正確に対応する出力電圧Ｖｏを得ることができる。例えば、上記第１および第２の実施の形態において、シールド手段を１重メッシュ構造にして静電容量を検出した場合、１ＭＨｚ程度の周波数では同軸ケーブルに手が触れると数百ｐｐｍ程度の出力変動が生じるが、２重メッシュ構造にすると、手が触れても変動が殆ど生じることがない。
【００８２】図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施例と第２の実施例を水分計として用いて、１重のシールド手段及び２重のシールド手段によって生じるノイズの影響を実験により検証した場合の、実験結果を示している。この実験においては、交流信号発生器４から１ＭＨｚの交流信号Ｖｉを発生させ、また、同軸ケーブルを間欠的に手で握ることによって、出力電圧Ｖｏに現れる影響を検出した。
【００８３】図１０の（Ａ）及び（Ｂ）から明らかなように、１重メッシュ構造を採用している第１の実施例の場合には、手で握った期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３で出力電圧Ｖｏに大きなノイズが重畳されているのに対して、２重メッシュ構造を採用している第２の実施例においては、出力電圧にノイズが重畳されていない。したがって、実験結果から、シールド手段を２重メッシュ構造とすればノイズの影響を殆どゼロにすることができることが実証された。
【００８４】図１１は、上記第１および第２の実施の形態のＺ／Ｖ変換装置の第３の実施例を示している。該第３の実施例は、第２の実施例と同様に、シールド手段を２重のメッシュ構造とし、かつ内側シールド手段７１を演算増幅器１の非反転入力端子に接続しているが、外側シールド手段７２を接地している点で、第２の実施例と相違している。
【００８５】ただし、第３の実施例のように外側シールド手段７２を接地すると、内側シールド手段７１と外側シールド手段７１との間に１０００ｐＦ/ｍ以上の層間容量すなわち寄生容量が生じ、該寄生容量は、同軸ケーブル（信号線５及び内側及び外側シールド手段７１、７２）が長くなると、大きくなる。また、交流信号発生器４の周波数が高くなると、寄生容量のインピーダンスが低下し信号リークが大きくなる。したがって、第３の実施例は、検知電極６１と演算増幅器１とが比較的近接して配置されて同軸ケーブルが比較的短い場合及び交流信号発生器４の周波数が比較的低い場合に、適用することが好ましい。
【００８６】上記第１および第２の実施の形態の第１〜第３の実施例において、シールド手段７又は内側及び外側シールド手段７１、７２により信号線５を全てシールドすることが好ましい。しかしながら、使用状況等によっては、信号線５の一部のみ（１０％以上）をシールドしてもよい。さらに、信号線５のみならず、検知電極６１以外の全ての装置をシールドすることが、より効果的である。
【００８７】また、第１〜第３の実施例において、対象物６の被検出インピーダンス成分を、抵抗、コンデンサ、コイル等の任意のインピーダンス成分とすることができる。
【００８８】被検出インピーダンス成分として容量素子Ｃｘを用いた場合、第１〜第３の実施例は容量−電圧変換装置となり、容量型センサを構成する。この場合、容量素子Ｃｘの信号線５に接続されない電極６２（又はそれに相当するもの）は接地されるか、適宜のバイアス電位に設定されるか、あるいは、空間に解放されている。
【００８９】測定対象の被検出インピーダンス成分が容量成分の場合は、帰還インピーダンス回路３としてコンデンサを採用し、抵抗成分の場合は、帰還インピーダンス回路３として抵抗又はコンデンサを採用し、誘導成分の場合には帰還インピーダンス回路３としてコイル、抵抗、コンデンサの中で最もＳ／Ｎ比の良いものを採用することが好ましい。帰還インピーダンス回路３と対象物６の被検出インピーダンス成分とを同一特性とした場合、ノイズがより低減されることが多い。
【００９０】なお、異なる性質のもの組み合わせを採用しても良いことは勿論であり、例えば、図１２に示すように、対象物６が容量成分Ｃｘの場合に、帰還インピーダンス回路３として抵抗を採用してもよい。帰還インピーダンス回路として抵抗を用いるので、演算増幅器と帰還抵抗とを１チップとして形成することが容易となる。この場合、交流信号発生器４の出力の角周波数をωとし、帰還抵抗３の抵抗値をＲｆとすると、出力電圧Ｖｏは、式（１）から以下のように表すことができる。
【数３】
Ｖｏ＝Ｖｉ（１＋ｊωＲｆ・Ｃｘ） （２）
【００９１】帰還インピーダンス回路３として、抵抗とコンデンサの並列回路等を採用してもよい。その他、任意の組み合わせが可能である。
【００９２】また、式（１）から明らかなように、帰還インピーダンス回路３と対象物６の接続位置を取り替えてもよい。すなわち、演算増幅器１の反転入力端子と出力端子との間に検出すべき対象物を接続し、信号線５の一端に既知の値のインピーダンス素子又は回路を接続しても良い。この場合、シールド手段は、被検出インピーダンス成分の２つの検知電極と演算増幅器の反転入力端子及び出力端子との間をそれぞれ接続する２つの線に被覆する必要がある。
【００９３】さらに、帰還インピーダンス回路３も未知のインピーダンス値であるとしてもよい。この場合、式（１）の右辺のＺｆ及びＺｘはともに未知の値であるため、出力電圧ＶｏはＺｆとＺｘの比の値（＝Ｚｆ／Ｚｘ）に対応した電圧値となる。
【００９４】一方、例えば図１２に示したＺ／Ｖ変換装置において、帰還インピーダンス回路３も未知の抵抗成分とし、該抵抗成分及び対象物６の容量成分がともにある変量Ｙ（例えば、圧力、温度等）に対して線形変化する場合、これらのインピーダンスの比の値Ｚｆ／Ｚｘ＝ｊωＣｘＲｆが変量Ｙに応じて変化することになり、変量Ｙに対応して変化する出力電圧Ｖｏ（＝Ｖｉ（１＋Ｚｆ／Ｚｘ）＝Ｖｉ（１＋ｊωＣｘＲｆ））が得られる。
【００９５】ここで、２つの未知のインピーダンス成分がそれぞれ、ある変量Ｙに対して線形変化しないものであっても、その組み合わせにより、出力電圧Ｖｏを変量Ｙに対して線形変化させることができ、逆に、各インピーダンス成分が変量Ｙに対して線形変化するものであっても、出力電圧Ｖｏを非線形変化させることができる。
【００９６】上記第１および第２の実施の形態で使用するＺ／Ｖ変換装置は、上記したように構成されているので、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）演算増幅器の２つの入力端子のイマジナルショートにより、検出すべき対象物の被検出インピーダンス成分に接続された信号線とそれを包囲するシールド手段とが同一電位となるので、これらの間に形成される寄生容量に影響されることなく、被検出インピーダンス成分の値のみに依存した電圧を得ることができる。よって、インピーダンス値が非常に大きくても高精度のＺ／Ｖ変換が可能になる。
（２）被検出インピーダンス成分の一方の電極が或る電位にバイアスされていても、そのインピーダンス値に対応した電圧を求めることができる。
（３）シールド手段を２重のメッシュ構造にすることにより、信号線及びシールド手段からなる同軸ケーブルに可撓性を持たせつつ、信号線からの信号リーク及び信号線への外来ノイズの回り込みを低減することができ、より高精度のＺ／Ｖ変換が可能となる。
（４）帰還インピーダンス回路を被検出インピーダンス成分とした場合、２つの被検出インピーダンス成分のインピーダンス比に対応する出力電圧を、信号線の寄生容量に影響されずに高精度で得ることができる。
（５）信号線が長くなってもシールドとの寄生容量に影響されないので、非常に大きいインピーダンスを高精度に測定することができる。
【００９７】このような優れた特性のＺ／Ｖ変換装置を上述した構造のウェーハ検出機能付き搬送アーム１０に使用するので、簡単な構造のウェーハ検出機能付き搬送アームであっても、上記第１実施の形態では、高精度に半導体ウェーハのずれや、反り、曲がりの検出を行うことができ、上記第２実施の形態では、高精度に半導体ウェーハのずれの検出を行うことができる。
【００９８】なお、上記においては、半導体ウェーハを対象としたウェーハ検出機能付き搬送アームを本発明の上記第１および第２の実施の形態として説明したが、本発明は、液晶表示素子形成用のガラス基板等を対象とした液晶表示素子製造用基板搬送アームやその他の被検出物検出機能付き搬送アームにも好適に適用でき、ウェーハ検出機能付き搬送アームを備えたウェーハ移載装置、ウェーハ検出機能付き搬送アームを備えた半導体製造装置、液晶表示素子形成用のガラス基板等の液晶表示素子製造用基板検出機能付き搬送アームを備えた液晶表示素子製造用基板移載装置や液晶表示素子製造用基板検出機能付き搬送アームを備えた液晶表示素子製造装置にも好適に適用できる。
【００９９】
【発明の効果】本発明によれば、被搭載物体の搭載位置ずれが検知可能な物体搭載装置が提供される。
【出願人】 【識別番号】０００００２１１８
【氏名又は名称】住友金属工業株式会社
【出願日】 平成１２年７月１８日（２０００．７．１８）
【代理人】 【識別番号】１０００９８５３４
【弁理士】
【氏名又は名称】宮本 治彦
【公開番号】 特開２００１−９１２０５（Ｐ２００１−９１２０５Ａ）
【公開日】 平成１３年４月６日（２００１．４．６）
【出願番号】 特願２０００−２１７８９３（Ｐ２０００−２１７８９３）