薄型光学传感器
阅读说明：本技术 薄型光学传感器 (Thin optical sensor ) 是由 尤里·赛文基 于 2020-02-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种具有一光发射器和一光传感器的用于测量距离的薄型光学传感器。更具体地,所述光学传感器包括一具有一系列遮盖的聚焦膜,以过滤漫反射光而不需要聚焦透镜。所述光学传感器可用于多种应用,包括使用两个传感器来测量物体的厚度或使用3个传感器来确定两个表面之间的角度。本发明还涉及校准传感器和使用3个或更多个光学传感器来调平半导体沉积设备中的喷头和卡盘的校准方法。(The invention relates to a thin optical sensor for measuring distances, having a light emitter and a light sensor. More specifically, the optical sensor includes a focusing membrane having a series of covers to filter diffusely reflected light without the need for a focusing lens. The optical sensor may be used in a variety of applications, including measuring the thickness of an object using two sensors or determining the angle between two surfaces using 3 sensors. The present invention also relates to a calibration sensor and a calibration method for leveling a showerhead and a chuck in a semiconductor deposition apparatus using 3 or more optical sensors.)
技术领域
以下总体上涉及一种用于测量两点之间的距离的光学传感器和系统。更具体地，它涉及一种薄型光学传感器和使用多个传感器来调平两个板。此外，以下涉及使用多个传感器来校准一半导体沉积设备。
背景技术
光学传感器，特别是激光光学传感器，存在于本领域中。这种传感器通过从激光器发出光束来工作，光束在击中目标点之前要通过一聚焦透镜。光被漫反射回来，通过第二个聚焦透镜，以将反射光聚焦到光传感器上的一个点上。然后处理光传感器上光的位置并用于确定激光器与目标点之间的距离。这种光学测量距离的方法在许多应用中都很有用，但是传感器尤其是聚焦镜头需要适当的空间才能有效发挥作用。
在没有聚焦透镜的情况下，分散的光会落在光传感器的更大面积上，而光传感器往往无法获得准确的位置读数。因此，尚未发现光学传感器尤其是激光光学传感器可用于需要薄型传感器的狭小空间中的应用。
例如，在半导体沉积设备中，卡盘和喷头之间需要非常精确的对准才能在整个晶片上获得均匀的薄膜。通常，由于卡盘和喷头之间的间距有限，因此使用了薄型晶片电容间隙传感器。三个电容式间隙传感器组成的系列用于测量卡盘(校准期间传感器位于其上)与喷头之间的间隙。调整卡盘和喷头的相对位置，直到所有三个传感器都测量到相同的间隙，从而卡盘和喷头彼此平行。
电容是两个导电板的电气特性，例如传感器和喷头，由绝缘体隔开，在这种情况下，它们之间是空气或真空。如下式所示，它与板的面积和分隔它们的绝缘体的介电常数成正比，与分隔板的间隙成反比。
电容＝面积*介电常数/间隙
电容式间隙传感器的局限性在于其精度取决于目标材料的电导率。其不允许传感器和目标之间有很大的参考距离，将其限制为近距离应用。其可能对不需要的倾斜、间距和电噪声以及温度、湿度和整体噪声敏感。每个传感器都非常大，直径通常为12-60毫米，限制了其在小型应用中的使用。仍然需要一种用于测量距离或调平板的准确、可靠、薄型的传感器。
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