[發(fā)明專(zhuān)利]一種氣體采樣分析裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010427108.4
• 申請(qǐng)日: 2020-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111638263B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王魁波;吳曉斌;羅艷;謝婉露
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/62
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/62;G01N1/24;G01N33/00
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 付婧

本發(fā)明公開(kāi)了一種氣體采樣分析裝置和方法，所述裝置包括：真空獲取模塊、采樣模塊和氣體分析模塊；其中，所述氣體分析模塊分別與所述真空獲取模塊、和采樣模塊連接；其中，所述真空獲取模塊包括限流閥，所述限流閥開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)，分別實(shí)現(xiàn)所述氣體分析模塊的極限真空和工作真空。因此，采用本申請(qǐng)實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓、常壓和真空氣體進(jìn)行在線分析；增加氣體采樣量，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度；消除了氣體采樣時(shí)的分子歧視效應(yīng)和抽速選擇性，實(shí)現(xiàn)無(wú)損采樣分析以及實(shí)現(xiàn)氣體采樣分析裝置自帶校準(zhǔn)，從而提高氣體采樣分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氣體采樣分析裝置和方法，可用于高壓、常壓及真空氣體的采樣及成分分析。

背景技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，常常需要分析各類(lèi)工藝腔室的氣體成分、分壓和濃度，以判斷各氣體含量是否在合理的范圍之內(nèi)，并及時(shí)反饋控制，確保工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行。例如：在尿素合成中，需要使合成塔內(nèi)的氨氣和二氧化碳的比例保持在一定范圍內(nèi)，為此需要分析氨氣和二氧化碳的濃度。這種反應(yīng)過(guò)程通常是在高壓環(huán)境下進(jìn)行，如150個(gè)大氣壓以上。再如，氣體激光器在工業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用，其工質(zhì)往往是混合氣體。工質(zhì)的工作壓力范圍較寬，如2～6個(gè)大氣壓。氣體激光器的性能與工質(zhì)氣體的成分與濃度，以及工質(zhì)中的污染性氣體含量密切相關(guān)，需要實(shí)時(shí)分析氣體激光器放電腔內(nèi)的氣體成分及濃度。再如，極紫外(EUV)光刻機(jī)真空系統(tǒng)包含許多個(gè)不同要求的工藝腔室，需要時(shí)刻對(duì)各真空腔內(nèi)的氣體含量進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，如H2O、O2和CxHy等氣體的成分和分壓。常見(jiàn)的采樣方法有：體積采樣法、采樣閥、管道、微孔和膜采樣等，混合氣體從高壓端到低壓端傳輸過(guò)程中會(huì)發(fā)生分壓比的變化，使實(shí)際測(cè)量得到的氣體組分與工藝腔室中氣源組分不同，甚至部分痕量氣體丟失，從而導(dǎo)致降低了氣體分析的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種氣體采樣分析裝置和方法。為了對(duì)披露的實(shí)施例的一些方面有一個(gè)基本的理解，下面給出了簡(jiǎn)單的概括。該概括部分不是泛泛評(píng)述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實(shí)施例的保護(hù)范圍。其唯一目的是用簡(jiǎn)單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細(xì)說(shuō)明的序言。

第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種氣體采樣分析裝置，所述裝置包括：

真空獲取模塊、采樣模塊和氣體分析模塊；其中，

所述氣體分析模塊分別與所述真空獲取模塊、和采樣模塊連接；其中，

所述真空獲取模塊包括限流閥，所述限流閥開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)，分別實(shí)現(xiàn)所述氣體分析模塊的極限真空和工作真空；其中，

所述限流閥是一種在閥板上開(kāi)有合適尺寸通孔的真空閥門(mén)。

可選的，所述裝置還包括：

校準(zhǔn)模塊；其中，所述校準(zhǔn)模塊和所述采樣模塊連接。

可選的，所述真空獲取模塊包括限流閥、主抽泵、電磁閥和前級(jí)泵；所述限流閥、主抽泵、電磁閥和前級(jí)泵通過(guò)管道依次連接；所述限流閥一端通過(guò)所述管道連接至主抽泵，另一端通過(guò)所述管道連接至所述氣體分析模塊；其中，所述限流閥閥板上的開(kāi)孔尺寸的需求至少包括：①開(kāi)孔尺寸對(duì)應(yīng)的分子流抽速，滿足分析室抽工作真空的需求。②開(kāi)孔尺寸對(duì)應(yīng)的分子流抽速，應(yīng)不超過(guò)主抽泵抽速的25％。

可選的，所述采樣模塊包括工藝腔室、閥組、第一調(diào)節(jié)閥和限流器；其中，所述工藝腔室、閥組和限流器通過(guò)采樣管依次連接，所述采樣管一端插入所述工藝腔室內(nèi)部，另一端連接所述閥組的一端；所述閥組另一端通過(guò)所述采樣管連接至所述限流器的一端；所述限流器另一端通過(guò)所述采樣管連接至所述氣體分析模塊；所述第一調(diào)節(jié)閥的一端通過(guò)管道連接至所述閥組、和限流器連接的所述采樣管上，所述第一調(diào)節(jié)閥的另一端通過(guò)管道連接至所述真空獲取模塊。可選的，所述氣體分析模塊包括分析室、真空計(jì)和氣體分析器，所述分析室通過(guò)管道分別連接所述真空計(jì)和氣體分析器；其中，

所述分析室亦可以通過(guò)閥門(mén)分別連接所述真空計(jì)和氣體分析器；