[发明专利]一种检测管道中颗粒的装置及方法

说明书

本发明公开了一种检测管道中颗粒的装置及方法，通过在管道侧壁的相对两侧上分别设置第一透明窗口和第二透明窗口，并利用光源通过第一透明窗口向管道中发射光线，当管道的气体中有颗粒通过该区域时，经过颗粒后的透射光线的有效光程发生改变，从而导致光电探测模块通过第二透明窗口检测到的透射光线的光强发生变化，因而可根据光强的变化次数，确定管道中经过的颗粒数量；同时，可根据光强大小的变化，求出颗粒的大小；本发明可解决现有技术无法对管道中经过颗粒的数量和大小进行精确检测的问题，并具有装置结构简单，成本较低的优点。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，更具体地，涉及一种可检测半导体气体输送洁净管道中颗粒的装置及方法。

背景技术

高纯特种气体作为掺杂、外延、刻蚀、离子注入等半导体制程中必不可少的特殊气体(工艺气体)，是制作精密电子元器件产品的重要原料。

半导体制程中的工艺气体都是通过洁净管道来输送的。随着一定压力的工艺气体不断在洁净管道中进行输送，这些特殊气体会对管道内壁产生一定的冲击作用，使管道内壁表面的粗糙程度会越来越明显，致使气体介质中产生的颗粒也就越来越多。

上述气体介质中的颗粒粒径都是纳米级别的，在半导体技术已发展到16nm技术代以下时，洁净管道中产生的颗粒对制程的影响会越来越明显。

当前，洁净管道中的颗粒检测，是通过在管道的一端取一定样，并送到专门的设备去量测。然而，这种检测设备价格昂贵，使用成本极高。而且，在现有技术中，传统的颗粒检测都是利用光散射原理，通过散射光的光强求出颗粒粒径的大小。当颗粒的粒径小于光源的检测波长时，散射光主要是由瑞利散射引起的，其散射光强随着颗粒粒径的减小将按照10的6次方的速度减小。这样，当颗粒的粒径为几十纳米时，其散射光强将很小，信号会被背景噪声所淹没，从而限制了检测仪器的检测能力。

因此，急需找到一种新的针对半导体气体输送洁净管道中纳米颗粒的检测方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种检测管道中颗粒的装置及方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种检测管道中颗粒的装置，包括：

一第一透明窗口和一第二透明窗口，连接设于管道侧壁的相对两侧上，用于通过光线；

一光源，连接设于管道的径向一侧，用于通过第一透明窗口向管道中发射光线；

一光电探测模块，连接设于管道的径向另一侧，用于通过第二透明窗口检测由第一透明窗口进入管道并穿过管道中气体后的透射光线的光强；

一信号处理模块，用于对光电探测模块检测到的光强进行信号转换并输出；

其中，由光源发出的光线依次通过第一透明窗口、管道、第二透明窗口、光电探测模块及信号处理模块，形成一个完整的检测光路；当管道的气体中有颗粒通过，使穿过颗粒后的透射光线有效光程发生改变时，信号处理模块根据光电探测模块检测到的光强值的变化次数及大小，确定管道中经过的颗粒数量和颗粒大小。

优选地，所述第一透明窗口和第二透明窗口分别嵌设于管道侧壁的相对两侧上，所述光源和光电探测模块各自通过第一透明窗口和第二透明窗口连接在管道的径向相对侧。

优选地，所述第一透明窗口和第二透明窗口分设于一连接管组件的相对两侧上，所述连接管组件连接设于两段所述管道之间，所述光源和光电探测模块各自通过连接管组件上的第一透明窗口和第二透明窗口连接在管道的径向相对侧。

优选地，所述第一透明窗口和第二透明窗口分别以透光材料进行封闭。

优选地，所述透光材料为边长为3～5cm的正方形。