一种平行板反应器中相对位置及平行状态检测的装置及检测方法
阅读说明：本技术 一种平行板反应器中相对位置及平行状态检测的装置及检测方法 (Device and method for detecting relative position and parallel state in parallel plate reactor ) 是由 谭华强 于 2020-06-04 设计创作，主要内容包括：本发明属于检测技术领域,具体提供了一种平行板反应器中相对位置及平行状态检测的装置,用于检测两个平行板之间中心的相对位置以及平行度状态,该测量装置通过摄像头以及3组位移传感器,可以有效的对平行板反应器腔体内,完成两个平行板的中心相对位置及平行度的测量,为对平行板的位置调整提供了数据支撑。且该检测能够在完全无接触的情况下针对封闭墙体内的情况进行监测,无需机械接触定位辅助装置,两个平行板中心位置及平行度测量能够在真空下进行,无需解除腔体真空条件,该检测装置的适应性更强。(The invention belongs to the technical field of detection, and particularly provides a device for detecting the relative position and the parallel state of the centers of two parallel plates in a parallel plate reactor, which is used for detecting the relative position and the parallel state of the centers of the two parallel plates. And this detection can monitor to the condition in the enclosure wall under the complete contactless condition, need not mechanical contact location auxiliary device, and two parallel plate central point put and depth of parallelism measurement can be gone on under the vacuum, need not to relieve cavity vacuum condition, and this detection device's adaptability is stronger.)
技术领域
本发明属于检测技术领域，具体提供了一种平行板反应器中相对位置及平行状态检测的装置，用于检测两个平行板之间中心的相对位置以及平行度状态。
背景技术
随着工艺的进展以及各段制程的需要，多会在反应器中供给各种气体。在气相反应装置中，已知反应气体均匀性会对成品的均匀度表现、良率等产生重大的影响。在平行板反应器中两个平行板中心的是否对中以及平行度均会影响反应气体分布、等离子体分布、腔内分压，进而影响产品的工艺及成品率。所以在反应器进行工作之前需要对其内的两个平行板进行中心位置及平行状态检测。传统的检测方式为开腔后进行观察调整，关腔后无法进行观察检测，该检测方法不适用于真空状态腔体内的检测。
发明内容
为了解决上述问题之一，本发明提供了一种平行板反应器中相对位置及平行状态检测的装置，该检测装置用于具有两个平行板的反应器，包括基板、定位系统、传感系统及数据处理系统。
基板，用于承载传感系统，该基板具有厚度，上下端面中心处均同心具有圆槽，
定位系统包括用于确认相对位置的一组或多组特征；
传感系统包括一组摄像头，分别用于采集两个平行板的中心标志位置信息；及三组位移传感器，分别用于采集与其相对的平行板之间的位移距离；还包括，一无线通讯模块，用于将上述采集的数字讯号进行传输；
数据处理系统，用于接收并将摄像头与传感器所采集的位置信息进行处理计算两个平行板之间的标志是否对中及两个平行板之间平行状态。
进一步地，所述的传感系统还包括与摄像头配合的讯号采集处理系统，用于将摄像头采集的特征标志位置模拟讯号转换为数字讯号；与位移传感器配合的讯号采集处理系统，用于将位移传感器采集的模拟讯号转换为数字讯号。
进一步地，所述的传感系统中还包括数据缓存模块，用于存储上述转换好的数字讯号信息。
进一步地，所述的基板，包括底部一圆形底板，该底板上同心设有一子圆板，沿该子圆板周向均匀设置三个长条板；该基板的上、下端面圆心处均设有凹进的圆槽；该组摄像头背对设置在基板中心的圆槽处；三组位移传感器均匀设置在靠近基板的外缘，且在以基板中心轴为中心的一个节圆上。
进一步地，还包括一可充电电源模块及充电接口，负责为无线通讯模块及传感系统中用电模块进行充电。
进一步地，所述的基板的底板尺寸是300mm,200mm或150mm。
进一步地，为每个摄像头匹配设有LED照明系统，具体的LED光学照明系统由多颗LED颗粒以各自对应的摄像头的光学轴为中心的一个节圆上均匀分布。
进一步地，还包括一微型供电开关，通过无线遥控控制对传感系统用电模块进行电源控制。
进一步地，所述的数据处理系统包括无线通讯接收模块，负责接收传感系统数字讯息并发出指令，还包括数字讯号处理器、显示模块、RAM、ROM、与电脑连接的数据和通讯接口、嵌入式软件系统及可充电电源及充电接口。
进一步地，所述的反应器内具有腔体，腔体内相对设有喷淋板和加热器，每个喷淋板及加热器中心设有标志，该装置通过机械手传送到喷淋板和加热器之间。
根据本发明的另一方面还提供了一种平行板反应器中相对位置及平行状态检测的方法，基于上述任一所述的检测装置，基于上述反应器，包括如下步骤，
步骤1：第一个摄像头将抓取第一平行板上的基准特征标志的位置讯息，DSP将对讯号进行处理并计算出相对于传感系统的相对坐标，包括X1，Y1和角度坐标θ1.
步骤2：第二个摄像头将抓取第二平行板上的基准特征标志的位置讯息，DSP将对讯号进行处理并计算出相对于传感系统的相对坐标，包括X2，Y2和角度坐标θ2.
步骤3：DSP最后通过比较获取的两组相对坐标数据，从而计算出两个平行板的中心相对位置；
步骤4：以其中一个平行板作为传感系统的放置平面和相对测量基准，可以得到3个不同距离测量讯号DSP将测量结果的数字讯号转换为三个不同的距离D1,D2和D3；内置软件根据这组数据和位移传感器的相对位置坐标拟合出一个虚拟的平面来代替被测量平行板，从而得到这组平行板间的平行度状态数据包括倾斜角度和方位角度。
本技术方案的优势在于：该测量装置通过摄像头以及3组位移传感器，可以有效的对平行板反应器腔体内，完成两个平行板的中心相对位置及平行度的测量，为对平行板的位置调整提供了数据支撑。且该检测能够在完全无接触的情况进行，无需机械接触定位辅助装置，两个平行板中心位置及平行度测量能够在真空下进行，无需解除腔体真空条件，该检测装置的适应性更强。
附图说明
图1为本发明的检测装置结构示意图；
图2为图1中的剖面结构示意图；
图3为图2中A区的放大示意图；
图4为加热器及中心标志的示意图；
图5为检测装置与加热器的位置示意图；
图6为检测装置与加热器及喷淋板的位置示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1-6，一种平行板反应器中相对位置及平行状态检测的装置，该装置适用于具有两个平行板的反应器，每个平行板中心均设有中心标志5，例如十字花图样，本实施例所采用的反应器具有腔体，腔体内相对设有喷淋板6和加热器4，每个喷淋板6及加热器4中心设有标志5，通过晶圆搬运系统或者机械手传送到喷淋板6和加热器4之间指定位置，对喷淋板6及加热器4中心标志5相对位置的检测，以及对二者之间的平行状态进行检测。
该检测装置包括基板、定位系统、传感系统7及数据处理系统，
定位系统，包括用于确认相对位置的一组或多组特征；这里的特征为设置在上下两个平行板上的中心标志。
基板，用于承载传感系统，该基板具有厚度，上下端面中心处均同心具有圆槽，
所述的基板，包括底部一圆形底板3，该底板3的尺寸是300mm，200mm或150mm。该底板3上同心设有一子圆板，沿该子圆板周向均匀设置三个长条板；该基板的上、下端面圆心处均设有凹进的圆槽。
传感系统包括一组摄像头2，分别用于采集两个平行板的中心标志5位置信息；及三组位移传感器1，分别用于采集与其相对的平行板之间的位移距离，该组摄像头2背对设置在基板中心的圆槽处。三组位移传感器1均匀设置在三个长条板上，靠近基板的外缘，且在以基板中心轴为中心的一个节圆上。
为了更好的进行信息图像的采集，作为本方案的改进，为每个摄像头2匹配设有LED照明系统，具体的LED光学照明系统由多颗LED颗粒以各自对应的摄像头2的光学轴为中心的一个节圆上均匀分布。
所述的传感系统还包括与摄像头2配合的讯号采集处理系统，用于将摄像头2采集的特征标志5位置模拟讯号转换为数字讯号；与位移传感器1配合的讯号采集处理系统，用于将位移传感器1采集的模拟讯号转换为数字讯号，该数字讯号为位置讯号。
还包括，一无线通讯模块，用于将上述采集的数字讯号进行传输给数据处理系统。
所述的传感系统中还包括数据缓存模块，用于存储上述转换好的数字讯号信息。应用MEMS技术，整个传感系统，可以集成在基板上成为一个相对独立的子系统。
本装置还包括数据处理系统，用于接收并将摄像头2与传感器所采集的位置信息进行处理计算按照要求进行多个结果的输出，判断两个平行板之间的标志5是否对中及两个平行板之间平行状态。
本装置中还包括一可充电电源模块及充电接口，负责为无线通讯模块及传感系统中用电模块进行充电。还包括一微型供电开关，通过无线遥控控制对上述用电单元进行电源控制，节省用电。
数据处理系统是相对独立与传感系统的一个子系统，负责接收处理从传感系统发出的数字讯号，并按照要求实时提供多种结果输出，其包含的子模块如下：包括无线通讯接收模块，负责接收传感系统数字讯息并发出指令；还包括如下数字讯号处理器、显示模块(触摸屏)、RAM、ROM、与通用电脑连接的数据和通讯接口、嵌入式软件系统及可充电电源及充电接口。
传感系统模块可以根据需求通过晶圆搬运系统传输到指定位置；上下相背放置的微型摄像头2，能够用于两块平行板之前的中心相对位置校核,其工作原理如下述：
将传感系统通过机械手传输到目标位置，置于两个平行板中心特征标志5之间，
第一个摄像头2将抓取第一平行板上的基准特征标志5的位置讯息，数字讯号处理器DSP将对讯号进行处理并计算出相对于传感系统的相对坐标，包括X1，Y1和角度坐标θ1；
第二个摄像头2将抓取第二平行板上的基准特征标志5的位置讯息，数字讯号处理器DSP将对讯号进行处理并计算出相对于传感系统的相对坐标，包括X2，Y2和角度坐标θ2；
DSP最后通过比较获取的两组相对坐标数据，从而计算出两个平行板的中心相对位置。
3个位移传感器1可以用于测量一组平行板的平行度，
以其中一个平行板作为传感系统的放置平面和相对测量基准，通过三个位置传感器采集得到3个不同距离测量讯号，DSP将测量结果的数字讯号转换为三个不同的距离D1,D2和D3；内置嵌入式软件系统软件根据这组数据和位移传感器1的相对位置坐标拟合出一个虚拟的平面来代替被测量平行板，从而得到这组平行板间的平行度状态数据包括倾斜角度和方位角度。位移传感器1可以是接触式或非接触传感器。
参考图6，以加热器4为传感系统放置平面，将传感系统放置在加热器4中目标位置处，上端的摄像头2将抓取喷淋板6上的基准特征标志5的位置讯息，数字讯号处理器DSP将对讯号进行处理并计算出相对于传感系统的相对坐标，包括X2，Y2和角度坐标θ2；下端的摄像头2将抓取加热器4上的基准特征标志5的位置讯息，数字讯号处理器DSP将对讯号进行处理并计算出相对于传感系统的相对坐标，包括X2，Y2和角度坐标θ2；DSP最后通过比较获取的两组相对坐标数据，从而计算出两个平行板的中心相对位置。通过三个位移传感器分别采集各自到喷淋板6的3个不同距离测量讯号，DSP将测量结果的数字讯号转换为三个不同的距离D1,D2和D3；内置嵌入式软件系统软件根据这组数据和位移传感器1的相对位置坐标拟合出一个虚拟的平面来代替被测量平行板，从而得到这组平行板间的平行度状态数据包括倾斜角度和方位角度。根据检测的中心相对位置数据以及平行度状态数据调整两组平行板即喷淋板6与加热器4之间的位置关系，达到工艺生产要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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