[发明专利]分析气体的设备和方法以及相关的测量站

说明书

技术领域

本发明涉及用于分析气体的设备和方法。本发明还涉及相关的测量站。

背景技术

已知气体分析设备例如在用于传输的输送壳(enclosure)的输出和半导体衬底的气氛存储或者在过滤器的输出或输入处采样被分析的特定的气体流量以检测约一个“ppb”(百万分之一)的气体踪迹的存在。

以已知方式，分析设备包括用于将采样的气体流量传输到分析单元或分析器的采样泵。

这些分析设备具有由通过分析技术和校准装置的使用所固定的操作范围和不确定性。而且，这些分析设备仅在被分析的气体的浓度落在自己的范围内时正确运作。因此，每个分析设备具有依赖于要分析的气体的特性的最佳操作范围。

这具有依赖于期望的测量范围而需要多个分析设备的缺点。此缺点导致了成本高和总尺寸大等的问题。而且，这意味着为了最优化分析设备的选择，需要很精确的了解气体的浓度范围。

而且，对于给定的浓度范围，分析设备通常通过多路转换(multiplexing)、通过一个或多个多通阀的中介而分析不同的气体流量。例如，分析设备可以进行第一和第二气体流量的分析，第一气体流量的浓度高于第二气体流量的浓度。

然而，如果分析单元首先接收到更高浓度的第一气体流量，分析单元和采样泵会被污染，例如，因为泵的阻塞或者因为泵中累积的化合物的排气随后都会污染要分析的气体流量。此污染会引起分析质量的降低。

而且，为了在进行第二气体流量的分析前消除残留气体，需要相对长的响应时间。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提出一种具有优化性能的气体分析设备，该设备具有扩展的操作范围，减少的响应时间并且减少了由分析具有不同浓度范围的气体而导致的污染问题。

为了此目的，本发明涉及一种用于测量半导体衬底的输送壳中的气体污染的站，其包括气体分析设备以确定要分析的气体的浓度，所述分析设备包括：

稀释单元，配置为根据稀释系数稀释要分析的气体的流量，以及

分析单元，通过采样管与所述稀释单元连通以便通过抽吸采样稀释后气体的流量，并且包括至少一个处理装置以用于：

分析所采样的稀释后气体的流量，以及

根据所分析的稀释后气体的流量和所述稀释系数，确定要分析的气体流量的浓度(C)。

通过改变对要分析的气体流量的稀释，在分析单元的水平上保持恒定流量和相对低的浓度，这使得对具有不同浓度范围的气体使用相同的分析单元成为可能。

而且，因为与分析纯的未稀释的气体流量的设备相比，消除采样管线中的残留气体所需的等待时间更短，所以观察到了单元响应时间的改善。

这样的分析设备还可以减少分析单元和采样管线的污染风险，因为经过它们的气体流量总是被稀释的。

用于测量半导体衬底的输送壳的气体污染的站包括气体分析设备，该设备还包括可以单独或结合使用的一个或多个下述特征：

分析单元具有气体分析器，该分析器测量在一个ppb(百万分之一)量级上的浓度，

稀释单元作为分支与所述管连接，

稀释单元包括作为分支与所述管连接的多个稀释通道，每个稀释通道分别与稀释系数关联。

每个稀释通道具有：

将中性气体的流量注入到所述管中以便稀释所述要分析的气体的流量的装置，以及

以在所述管中保持恒定的流量的方式抽吸稀释后气体的流量(Qp)以从所述管提取稀释后气体的流量的装置。

每个稀释通道分别与要分析的气体流量的稀释相关联。

至少两个稀释通道被关联以稀释要分析的气体的流量。

所述分析设备被配置为一方面分析过滤器的输入处的气体流量以及另一方面分析所述过滤器的输出处的气体流量。

本发明还涉及一种用于确定要分析的气体的浓度的气体分析方法，所述方法包括如下步骤：

确定稀释系数(D)，

以稀释要分析的气体的流量的方式，注入预定的中性气体的流量并且抽吸稀释后气体的流量，

通过抽吸采样稀释后气体的流量，

分析所采样的稀释后气体的流量，

从所分析的稀释后气体的流量和所述稀释系数确定要分析的气体的流量的浓度。

所述方法可以包括初步步骤，其中根据要分析的气体的浓度范围的浓度最大值确定稀释系数。

附图说明

从下面作为实例而不是限制的描述，本发明的其它特征和优点将更加显而易见，参考附图其中：