[发明专利]一种光电信号传输方法、光电传感器及微电子加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及光电信号传输技术领域，具体地，涉及一种光电信号传输方法、光电传感器及微电子加工设备。

背景技术

随着科技进步，半导体加工技术取得了前所未有的成就。作为一种超高精度的加工技术，对各种机构的运行精度控制也是非常严格的。例如，在ICP刻蚀机及PECVD等的半导体加工设备中，需要借助机械手臂及载板传动等的传动机构来实现对基片的转移和定位等操作，其中，需要使用大量的到位传感器来检测各传动机构的运行及定位精度。

到位传感器在传动控制中的应用通常包括以下两种情况：其一，如图1所示，到位传感器检测传动部件是否到位并向判断及控制单元反馈检测结果，判断及控制单元根据到位传感器的反馈信号而控制驱动单元，进而控制传动部件的运行。其二，到位传感器只用于检测传动部件是否准确到达目标位置，并不参与对驱动单元的控制过程；这种情况多是采用伺服电机作为驱动单元，通过控制伺服电机的转动角度来精确控制传动部件的位置。

在上述两种传动控制方式中，都要求到位传感器具有较高的检测精度。目前，常见的到位传感器主要分为接触式和非接触式两大类。其中，接触式传感器需要与传动部件接触并受压后才能被触发，因而只限于在精度要求较低的传动机构中使用；非接触式传感器进而又包括霍尔式和光电式两种，而霍尔传感器对被检测物体的材料要求较高且受检测距离限制，导致其应用范围较窄；相对而言，光电传感器具有检测距离长、精度高并可被安装在传动部件的行程范围之外等的优点，因而被广泛应用于半导体加工设备的传动机构中。

虽然光电传感器与其它类型的传感器相比具有诸多优点，但是由于光电传感器需要特定的光束触发，因而对所处的工作环境具有较高的要求，传感器周围的光照、磁场、电场等影响因素都可能导致传感器误报或失效等故障。然而，在半导体加工设备中恰恰是一个充斥着各种光照、电场及磁场的非常复杂的工作环境，显然，现有的光电传感器很难在这样一个复杂的工作环境中依然能够保持足够高的检测精度。因此，目前亟需一种更好的光电检测技术以满足对半导体加工设备的传动检测需要。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种光电信号传输方法，其能够有效抵抗环境噪声对光电传感器的影响，从而有效提高光电信号传输过程中的检测精度。

为解决上述问题，本发明还提供一种光电传感器，其同样能够有效抵抗噪声干扰，从而具有较高的检测精度。

为解决上述问题，本发明还提供一种微电子加工设备，该设备中的光电传感器同样具有抗噪声干扰能力强及检测精度高的优点。

为此，本发明提供一种光电信号传输方法，用于在光电传感器的发射端与接收端之间实现光电信号的有效传输，其包括下述步骤：10)使待发射的有效信号以电信号的形式与特定的载波信号相混合，然后经由发射端将混合后的电信号转化为相应的光信号并向外发射；20)接收端将接收到的光信号转化为相应的电信号，然后对转化后的电信号进行筛选处理，以获得所需的有效信号。

其中，在步骤10)中，通过叠加或进行乘法运算的方式而将有效信号与载波信号相混合。

其中，步骤20)中，筛选处理包括：将转化后的电信号与步骤10)中所采用的载波信号进行乘法运算，之后再进行滤波处理，最终得到所需的有效信号。

其中，载波信号为正弦波。

其中，发射端包括发光二极管，接收端包括光电二极管。

其中，有效信号包括直流信号。

作为另一种技术方案，本发明还提供一种光电传感器，包括发射端、接收端、信号输入端、信号混合单元、信号筛选单元。其中，信号输入端以电信号的形式将待发射的有效信号及特定的载波信号输入至信号混合单元；信号混合单元将有效信号与载波信号相混合，然后传送至发射端；发射端将混合后的电信号转化为相应的光信号并向外发射；接收端将接收到的光信号转化为相应的电信号，并传送至信号筛选单元；信号筛选单元对由接收端传送来的电信号进行筛选处理，以获得所需的有效信号。

其中，信号混合单元包括信号叠加模块或第一乘法运算模块，用以通过叠加或进行乘法运算的方式而将有效信号与载波信号相混合。

其中，信号筛选单元包括第二乘法运算模块和滤波模块，经过接收端转化后的电信号在第二乘法运算模块中与特定的载波信号进行乘法运算，然后进入滤波模块进行滤波处理，以得到所需的有效信号。

其中，发射端包括发光二极管，接收端包括光电二极管。

其中，在信号混合单元和发射端之间设置有限流保护单元，用以限制进入发射端的电流峰值。

其中，有效信号包括直流信号。