CN110836842A - 颗粒检测器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种用于检测流体中所含的纳米颗粒的颗粒检测器。颗粒检测器包含衬底和设置于衬底上的至少一对感测电极。衬底包含纳米孔，其中纳米孔的孔径大于纳米颗粒的粒径，以允许流体中所含的纳米颗粒穿过纳米孔。至少一对感测电极邻接于纳米孔中的至少一个设置。

Description

颗粒检测器
技术领域
本发明实施例涉及一种颗粒检测器。
背景技术
当今，超纯水(ultra-pure water；UPW)广泛用于晶片的制造工艺和掩模版(reticles)(光掩模(photo-masks))的清洁工艺中。对于未来高阶半导体工艺，包含于超纯水中的纳米颗粒可能染污晶片或掩模版(光掩模)且致使良品率降低。当前，没有用于检测超纯水中的纳米颗粒的实时监测技术。
发明内容
根据本发明的实施例，一种用于检测流体中的纳米颗粒的颗粒检测器，所述颗粒检测器包括衬底以及至少一对感测电极。衬底包含多个纳米孔，其中所述多个纳米孔的孔径大于所述纳米颗粒的粒径，以允许所述流体中的所述纳米颗粒穿过所述多个纳米孔。至少一对感测电极设置于所述衬底上，且所述至少一对感测电极邻接于所述多个纳米孔中的至少一个设置，其中所述至少一对感测电极邻接于所述多个纳米孔当中的至少一个感测纳米孔设置，且所述至少一对感测电极未邻接于所述多个纳米孔当中的至少一个虚设纳米孔设置。
根据本发明的实施例，一种用于检测流体中的纳米颗粒的颗粒检测器，所述颗粒检测器包括衬底以及多个感测电极对。衬底包含多个感测纳米孔以及多个虚设纳米孔，其中所述多个感测纳米孔的孔径以及所述多个虚设纳米孔的孔径大于所述纳米颗粒的粒径，以允许所述流体中的所述纳米颗粒穿过所述多个感测纳米孔以及所述多个虚设纳米孔。多个感测电极对设置于所述衬底上，各感测电极对分别邻接于所述多个感测纳米孔中的一个设置。
根据本发明的实施例，一种用于检测流体中的纳米颗粒的颗粒检测器，所述颗粒检测器包括第一衬底、至少一对第一感测电极、第二衬底以及至少一对第二感测电极。第一衬底包括多个第一纳米孔，其中所述多个第一纳米孔的孔径大于所述纳米颗粒的粒径，以允许所述流体中的所述纳米颗粒穿过所述多个第一纳米孔。至少一对第一感测电极设置于所述第一衬底上，且所述至少一对第一感测电极邻接于所述多个第一纳米孔中的至少一个设置。第二衬底包括多个第二纳米孔，所述第二衬底与所述第一衬底间隔开，其中所述多个第二纳米孔的孔径大于所述纳米颗粒的所述粒径，以允许所述流体中的所述纳米颗粒穿过所述多个第二纳米孔。至少一对第二感测电极设置于所述第二衬底上，且所述至少一对第二感测电极邻接于所述多个第二纳米孔中的至少一个设置。
附图说明
结合附图阅读以下具体描述会最好地理解本公开的方面。应注意，根据业界中的标准惯例，各个特征未按比例绘制。实际上，为了论述清楚起见，可以任意增大或减小各种特征的尺寸。
图1示意性地示出根据本公开的一些实施例的处理设备。
图2是示意性地示出根据本公开的一些实施例的颗粒检测器的截面视图。
图3是根据本公开的一些实施例的颗粒检测器的平面视图。
图4到图8示意性地示出由根据本公开的一些实施例的颗粒检测器产生的各种检测信号。
图9和图10是分别地示出根据本公开的各种实施例的具有各种电极设计的颗粒检测器的示意图。
图11是示意性地示出根据本公开的一些替代实施例的颗粒检测器的截面视图。
图12示意性地示出由根据本公开的一些替代实施例的颗粒检测器产生的检测信号。
图13是示意性地示出根据本公开的又一些替代实施例的颗粒检测器的截面视图。
图14和图15是示意性地示出根据本公开的各种实施例的颗粒检测器的截面视图。
图16和图17是根据本公开的一些替代实施例的颗粒检测器的平面视图和截面视图。
图18和图19是根据本公开的又一些替代实施例的颗粒检测器的平面视图和截面视图。
附图标号说明
100：流体供应设备；
110：供应系统；
120：递送管道；
120a：递送入口；
120b：递送出口；
130：抽样管道；
130a：抽样入口；
130b：抽样出口；
132、134：截面管道；
140、140A、140B、140C、140D：颗粒检测器；
140-1：第一检测器；
140-2：第二检测器；
140-3：第三检测器；
150：弹性元件；
200：处理腔室；
300：控制电路；
DNP：虚设纳米孔；
DNP1：第一虚设纳米孔；
DNP2：第二虚设纳米孔；
DNP3：第三虚设纳米孔；
E：感测电极；
E1：第一感测电极；
E2：第二感测电极；
E3：第三感测电极；
P：导电垫；
SNP：感测纳米孔；
SNP1、SNP-a：第一感测纳米孔；
SNP2、SNP-b：第二感测纳米孔；
SNP3、SNP-c：第三感测纳米孔；
SUB：衬底；
SUB1：第一衬底；
SUB2：第二衬底；
SUB3：第三衬底；
W：导电布线。
具体实施方式
以下公开内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件和布置的具体实例以简化本公开。当然，这些只是实例且并不意欲为限制性的。举例来说，在以下描述中，第一特征在第二特征上方或上的形成可包含第一特征与第二特征直接接触地形成的实施例，且还可包含额外特征可形成于第一特征与第二特征之间从而使得第一特征与第二特征可以不直接接触的实施例。另外，本公开可能在各个实例中重复参考数字和/或字母。此重复是出于简化和清楚的目的，且本身并不规定所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
另外，为易于描述，空间相对术语，例如“在…下方”、“在…下”、“低于”、“在…上”、“高于”，可用于本文中以描述如图式中所示出的一个元件或特征与另一(一些)元件或特征的关系。除图中所描绘的定向之外，空间相对术语意图涵盖在使用或操作中的装置的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或处于其它取向)，且本文中所使用的空间相对描述词同样可相应地进行解释。
图1示意性地示出根据本公开的一些实施例的处理设备。参看图1，根据本公开的一些实施例的处理设备可包含：流体供应设备100；处理腔室200，实体连接到流体供应设备100；以及控制电路300，电性连接到流体供应设备100。在一些实施例中，流体供应设备100可包含供应系统110、递送管道120、抽样管道130以及颗粒检测器140。举例来说，供应系统110可以是能够供应超纯水(UPW)的供应系统或能够供应其它液相线(liquidus)流体(例如，化学溶液)或气态流体(例如，化学气体)的供应系统。递送管道120实体连接于供应系统110与处理腔室200之间，使得可通过递送管道120将流体(例如，超纯水或化学溶液)从供应系统110递送到处理腔室200。抽样管道130实体连接到递送管道120且颗粒检测器140安装于抽样管道130中。为监测由递送管道120递送的流体的质量，抽样管道130将递送管道120中递送的流体的一部分引入到颗粒检测器140，使得抽样管道130中引入并递送的流体的部分可流动穿过颗粒检测器140。当递送管道120中引入且递送的流体的部分流动穿过颗粒检测器140时，颗粒检测器140可检测和/或计数流体中所含的纳米颗粒以便监测递送管道120中递送的流体的质量。
在一些实施例中，颗粒检测器140可以是能够容易地从抽样管道130拆卸的可更换组件。
如图1所示，在一些实施例中，递送管道120可包含连接到供应系统110的递送入口120a和连接到处理腔室200的递送出口120b，且抽样管道130可包含连接到递送管道120的抽样入口130a和连接到排放口的抽样出口130b。将抽样入口130a连接到递送管道120的中间区段，且递送管道120的中间区段在递送入口120a与递送出口120b之间。将颗粒检测器140嵌入于抽样管道130的中间区段中，且抽样管道130的中间区段在抽样入口130a与抽样出口130b之间。
在一些实施例中，处理腔室200可以是用于晶片清洁、衬底清洁和/或掩模版(光掩模)清洁的清洁腔室。然而，本发明不限制处理腔室200的功能。在一些替代实施例中，可在处理腔室200中执行其它合适的工艺(例如，刻蚀工艺、热工艺或氧化工艺)。
如图1所示，将控制电路300电性连接到颗粒检测器140。当递送管道120中引入且递送的流体流动穿过颗粒检测器140时，可通过颗粒检测器140来检测和/或计数流体中所含的纳米颗粒，且检测和/或计数信号是由颗粒检测器140产生。颗粒检测器140可不仅检测纳米颗粒的存在，且还可充当颗粒计数器以监测且估计穿过颗粒检测器140的纳米颗粒数目。将由颗粒检测器140产生的检测和/或计数信号传输到控制电路300且由所述控制电路处理。在一些实施例中，控制电路300可包含伏特计(Volt-meter)(即电压计)、安培计(Am-meter)(即电流计)、欧姆计(Ohm-meter)(即，电阻计)、电容计和/或伏特欧姆计(Volt-Ohmmeter)(即，万用表)。
在一些实施例中，可实施流量计(未绘示)使得可监测且估计抽样管道130中递送的流体的流动速率和流体中所含的纳米颗粒的浓度。
图2是示意性示出根据本公开的一些实施例的颗粒检测器的截面视图；且图3是根据本公开的一些实施例的颗粒检测器的平面视图。
参看图2，颗粒检测器140可嵌入于抽样管道130中且与抽样管道130组装。在一些实施例中，抽样管道130可包含多个截面管道(例如，截面管道132和邻接于截面管道132的截面管道134)，且颗粒检测器140可包夹在两个邻接的截面管道132和截面管道134之间。为便于组装抽样管道130和颗粒检测器140，可利用多个弹性元件150。举例来说，两个弹性元件150安装在颗粒检测器140的两个相对表面上使得可由截面管道132和截面管道134夹持弹性元件150和颗粒检测器140。弹性元件150可充当抽样管道130与颗粒检测器140之间的挡板以便预防颗粒检测器140受到抽样管道130的损害。此外，弹性元件150可密封截面管道132与颗粒检测器140之间的间隙以及截面管道134与检测器140之间的间隙从而预防流体漏泄。在一些实施例中，弹性元件150可以是包夹在截面管道132与颗粒检测器140之间以及截面管道134与颗粒检测器140之间的两个O形环。另外，弹性元件150的材料可以是橡胶或其它合适的弹性材料。
如图2和图3所示，在一些实施例中，颗粒检测器140可包含衬底SUB和设置于所述衬底SUB上的多对感测电极E。衬底SUB可包含分布于其中的多个感测纳米孔SNP和多个虚设纳米孔DNP，其中感测纳米孔SNP和虚设纳米孔DNP的孔径大于纳米颗粒的粒径，以允许流体中所含的纳米颗粒穿过感测纳米孔SNP和虚设纳米孔DNP。在一些实施例中，衬底SUB可以是半导体衬底(例如，硅衬底)，且衬底SUB中分布的感测纳米孔SNP和虚设纳米孔DNP可通过例如光刻和刻蚀工艺来制造。成对感测电极E设置于衬底SUB上。各对感测电极E分别地邻接于或围绕感测纳米孔SNP中的一个定位。如图2和图3所示，无感测电极邻接于或围绕虚设纳米孔DNP定位。虚设纳米孔DNP可允许足够量的流体穿过衬底SUB使得抽样管道130中递送的流体的流动速率可维持在某一水平下。由于虚设纳米孔DNP允许足够量的流体穿过衬底SUB，因此取样率是有代表性的。此外，由于抽样管道130中递送的流体的流动速率小于递送管道120中递送的流体的流动速率，因此颗粒检测器140可承受感测纳米孔SNP与虚设纳米孔DNP上的压差。在本实施例中，感测纳米孔SNP和虚设纳米孔DNP可在孔径上大体上相同。在一些替代实施例中，图式中未示出，感测纳米孔SNP与虚设纳米孔DNP可在孔径上不同。举例来说，感测纳米孔SNP的孔径可在约5纳米到约200纳米之间，且虚设纳米孔DNP的孔径可在约5纳米到约200纳米之间。可根据待检测的纳米颗粒的粒径确定感测纳米孔SNP的孔径。举例来说，当感测纳米孔SNP的孔径是约100纳米时，待检测的纳米颗粒的粒径是约20纳米；当感测纳米孔SNP的孔径是约80纳米时，待检测的纳米颗粒的粒径是约10纳米；且当感测纳米孔SNP的孔径是约50纳米时，待检测的纳米颗粒的粒径是约5纳米。此外，感测纳米孔SNP和虚设纳米孔DNP的数目和孔径可影响抽样管道130中递送的流体的流动速率。由于抽样管道130中递送的流体的流动速率与虚设纳米孔DNP和感测纳米孔SNP的数目和孔径相关，因此所属领域的技术人员可根据抽样管道130中递送的流体的流动速率来正确地修改虚设纳米孔DNP和感测纳米孔SNP的数目和孔径。
如图2和图3所示，在本实施例中，例如，虚设纳米孔DNP的数目大于感测纳米孔SNP的数目。另外，例如，感测纳米孔SNP和虚设纳米孔DNP布置成阵列。然而，衬底SUB中制造的虚设纳米孔DNP和感测纳米孔SNP的数目仅用于示出且本发明不限于此。举例来说，颗粒检测器140可仅包含一个感测纳米孔SNP、至少一个虚设纳米孔DNP(即，一个或多个虚设纳米孔DNP)以及邻接于感测纳米孔SNP设置的一对感测电极E。
另一方面，颗粒检测器140可包含衬底SUB和设置于衬底SUB上的至少一对感测电极E。衬底SUB可包含多个纳米孔，其中纳米孔的孔径大于纳米颗粒的粒径，以允许流体中所含的纳米颗粒穿过衬底SUB的纳米孔。至少一对感测电极E邻接于纳米孔中的至少一个设置。此外，上述纳米孔可具有大体上相同或不同的孔径。举例来说，纳米孔的孔径可在约5纳米到约200纳米之间。在一些实施例中，衬底SUB中制造的纳米孔中的仅一部分(例如，一个纳米孔或大于一个纳米孔)定义为感测纳米孔SNP，且一对或大于一对感测电极E对应地接近感测纳米孔SNP设置。在这种情况下，颗粒检测器可监测流体中是否含有纳米颗粒。在一些替代实施例中，图式中未示出，衬底中制造的所有纳米孔定义为感测纳米孔(即，衬底中未制造虚设纳米孔)，且各对感测电极分别地接近感测纳米孔中的一个设置。在这种情况下，颗粒检测器可计数流体中所含的纳米颗粒。
如图3中所示出，颗粒检测器140可进一步包含设置于衬底SUB上的多个导电布线W和多个导电垫P。在一些实施例中，例如通过衬底SUB上的导电布线W和导电垫P将成对感测电极E电性连接到控制电路300。在一些替代实施例中，成对感测电极E与控制电路300之间的电性连接可以通过其它合适的导电介质来实现，所述导电介质例如各向异性导电膜(anisotropic conductive film；ACF)、各向异性导电膏(anisotropic conductivepaste；ACP)。
图4到图8示意性地示出由根据本公开的一些实施例的颗粒检测器产生的各种检测信号。
参看图4，在本实施例中，例如，将设置于衬底SUB上的感测电极E电性连接到控制电路300中的安培计(即电流计)。当流体中所含的纳米颗粒穿过衬底SUB的感测纳米孔SNP时，可通过感测电极E和控制电路300检测和/或记录电流变化(例如，电流下降)。所检测到的电流变化的振幅与所检测到的纳米颗粒的粒径和数目有关。因此，通过所检测到的电流变化，可以估计所检测到的纳米颗粒的粒径和数目。
参看图5和图6，在本实施例中，例如，将设置于衬底SUB上的感测电极E电性连接到控制电路300中的欧姆计(即，电阻计)。当流体中所含的纳米颗粒穿过衬底SUB的感测纳米孔SNP时，可通过感测电极E和控制电路300检测和/或记录电阻变化。通过所检测到的电阻变化，可以测量所检测到的纳米颗粒的电阻率，且可基本上识别所检测到的纳米颗粒的成分。如图5所示，当检测到电阻降低时，所检测到的纳米颗粒可识别为导电颗粒。如图6中所示，当检测到电阻升高时，所检测到的纳米颗粒可识别为介电质或绝缘颗粒。
在一些实施例中，可将设置于衬底SUB上的感测电极E电性连接到控制电路300中的伏特欧姆计(即，万用表)。当流体中所含的纳米颗粒穿过衬底SUB的感测纳米孔SNP时，可通过感测电极E和控制电路300检测电流变化和电阻变化。在这种情况下，通过所检测到的电流变化和电阻变化，不仅可估计所检测到的纳米颗粒的粒径和数目，且还可测量所检测到的纳米颗粒的电阻率，且可基本上识别所检测到的纳米颗粒的成分。
参看图7和图8，在本实施例中，例如，将设置于衬底SUB上的感测电极E电性连接到控制电路300中的电容计。当流体中所含的纳米颗粒穿过衬底SUB的感测纳米孔SNP时，可通过感测电极E和控制电路300检测和/或记录电容变化。通过所检测到的电容变化，可识别所检测到的纳米颗粒的介电常数(dielectric constant)与流体的介电常数之间的关系。此外，通过所检测到的电容变化，可识别所检测到的纳米颗粒的电容率(permittivity)与流体的电容率之间的关系。如图7所示，当检测到电容降低时，所检测到的纳米颗粒的介电常数和电容率小于流体的介电常数和电容率。如图8所示，当检测到电容升高时，所检测到的纳米颗粒的介电常数和电容率大于流体的介电常数和电容率。
在一些替代实施例中，可将设置于衬底SUB上的感测电极E电性连接到控制电路300中的电容计和伏特欧姆计(即，万用表)。当流体中所含的纳米颗粒穿过衬底SUB的感测纳米孔SNP时，可通过感测电极E和控制电路300检测到电容变化、电流变化以及电阻变化。在这种情况下，通过所检测到的电容变化、电流变化以及电阻变化，不仅可估计所检测到的纳米颗粒的粒径和数目，且还可测量所检测到的纳米颗粒的电阻率，且可识别所检测到的纳米颗粒的成分。此外，可识别所检测到的纳米颗粒的介电常数与流体的介电常数之间的关系。
图9和图10是分别地示出根据本公开的各种实施例的具有各种电极设计的颗粒检测器的示意图。
参看图9，示出形成于衬底SUB中的一个感测纳米孔SNP和多个虚设纳米孔DNP。如图9所示，一对感测电极E设置于衬底SUB的两个相对侧或表面上，感测电极E是(例如)接近感测纳米孔SNP设置的环形电极。此外，感测纳米孔SNP由各环形感测电极E包围。
参看图10，示出形成于衬底SUB中的一个感测纳米孔SNP和多个虚设纳米孔DNP。如图10所示，一对感测电极E设置于衬底SUB的同一侧或一个表面上，一对感测电极E包含(例如)接近感测纳米孔SNP设置的两个弧形电极。此外，感测纳米孔SNP由一对弧形感测电极E包围。
图11是示意性地示出根据本公开的一些替代实施例的颗粒检测器的截面视图。
参看图11，在本实施例中，示出用于检测流体中所含的纳米颗粒的颗粒检测器140A。颗粒检测器140A包含安装于抽样管道130中的第一检测器140-1和第二检测器140-2，其中第一检测器140-1和第二检测器140-2彼此间隔开。此外，将控制电路300电性连接到颗粒检测器140A的第一检测器140-1和第二检测器140-2。颗粒检测器140A的第一检测器140-1可包含第一衬底SUB1和设置于第一衬底SUB1上的至少一对第一感测电极E1。第一衬底SUB1包含多个第一纳米孔SNP1/DNP1，其中多个第一纳米孔SNP1/DNP1的孔径大于纳米颗粒的粒径，以允许流体中所含的纳米颗粒穿过多个第一纳米孔SNP1/DNP1。至少一对第一感测电极E1邻接于多个第一纳米孔SNP1/DNP1中的至少一个设置。颗粒检测器140A的第二检测器140-2可包含第二衬底SUB2和设置于第二衬底SUB2上的至少一对第二感测电极E2。第二衬底SUB2可包含多个第二纳米孔SNP2/DNP2，第二衬底SUB2与第一衬底SUB1间隔开，其中多个第二纳米孔SNP2/DNP2的孔径大于纳米颗粒的粒径，以允许流体中所含的纳米颗粒穿过多个第二纳米孔SNP2/DNP2。至少一对第二感测电极E2邻接于多个第二纳米孔SNP2/DNP2中的至少一个设置。
第一纳米孔SNP1/DNP1可包含至少一个第一感测纳米孔SNP1和至少一个第一虚设纳米孔DNP1，且至少一对第一感测电极E1邻接于至少一个第一感测纳米孔SNP1设置。第二纳米孔SNP2/DNP2可包含至少一个第二感测纳米孔SNP2和至少一个第二虚设纳米孔DNP2，且至少一对第二感测电极E2邻接于至少一个第二感测纳米孔SNP2设置。本发明中不限制第一感测纳米孔SNP1、第一虚设纳米孔DNP1、第二感测纳米孔SNP2以及第二虚设纳米孔DNP2的数目。
如图11所示，为便于组装抽样管道130和颗粒检测器140A，可利用多个弹性元件150。举例来说，将四个弹性元件150安装在第一检测器140-1和第二检测器140-2的两个相对表面上，使得可由抽样管道130夹持弹性元件150、第一检测器140-1以及第二检测器140-2。另外，弹性元件150的材料可以是橡胶或其它合适的弹性材料。此外，控制电路300可包含伏特计(即电压计)、安培计(即电流计)、欧姆计(即，电阻计)、电容计和/或伏特欧姆计(即，万用表)。
在一些实施例中，可将第一检测器140-1和第二检测器140-2电性连接到控制电路300中的相同类型计量器。在一些替代实施例中，可将第一检测器140-1和第二检测器140-2电性连接到控制电路300中的不同类型计量器。
图12示意性地示出由根据本公开的一些替代实施例的颗粒检测器产生的检测信号。
参看图12，举例来说，将颗粒检测器140A的第一检测器140-1和第二检测器140-2电性连接到控制电路300中的电流计。由于流体中所含的纳米颗粒可能不会以恒定速度在湍流液体流中移动，因此串联布置的第一检测器140-1和第二检测器140-2可检测具有较高分辨率的纳米颗粒的数目和粒径。举例来说，如图12中所示，当流体中所含的超过两个纳米颗粒同时穿过第一检测器140-1中的第一感测纳米孔SNP1时，由其所得的所检测到的电流变化(例如，电流降低)可类似于由一个大型纳米颗粒所得的所检测到的电流变化。在这种情况下，第二检测器140-2可解决此类问题，这是由于流体中所含的纳米颗粒可能不会以恒定速度在湍流液体流中移动。换句话说，所属领域的技术人员可将由第一检测器140-1和第二检测器140-2检测到的所检测到的电流变量进行比较以估计具有较高分辨率的纳米颗粒的数目和粒径。
在一些实施例中，颗粒检测器140A可以是能够容易地从抽样管道130拆卸的可更换组件。
图13是示意性地示出根据本公开的又一些替代实施例的颗粒检测器的截面视图。
参看图13，在本实施例中，示出用于检测流体中所含的纳米颗粒的颗粒检测器140B。颗粒检测器140B包含安装于抽样管道130中的第一检测器140-1、第二检测器140-2以及第三检测器140-3，其中第一检测器140-1、第二检测器140-2以及第三检测器140-3彼此间隔开。此外，将控制电路300电性连接到颗粒检测器140B的第一检测器140-1、第二检测器140-2以及第三检测器140-3。颗粒检测器140B的第一检测器140-1可包含第一衬底SUB1和设置于第一衬底SUB1上的至少一对第一感测电极E1。第一衬底SUB1包含多个第一纳米孔SNP1/DNP1，其中多个第一纳米孔SNP1/DNP1的孔径大于纳米颗粒的粒径，以允许流体中所含的纳米颗粒穿过多个第一纳米孔SNP1/DNP1。至少一对第一感测电极E1邻接多个第一纳米孔SNP1/DNP1中的至少一个设置。颗粒检测器140B的第二检测器140-2可包含第二衬底SUB2和设置于第二衬底SUB2上的至少一对第二感测电极E2。第二衬底SUB2可包含多个第二纳米孔SNP2/DNP2，第二衬底SUB2与第一衬底SUB1间隔开，其中多个第二纳米孔SNP2/DNP2的孔径大于纳米颗粒的粒径，以允许流体中所含的纳米颗粒穿过多个第二纳米孔SNP2/DNP2。至少一对第二感测电极E2邻接多个第二纳米孔SNP2/DNP2中的至少一个设置。颗粒检测器140B的第三检测器140-3可包含第三衬底SUB3和设置于第三衬底SUB3上的至少一对第三感测电极E3。第三衬底SUB3可包含多个第三纳米孔SNP3/DNP3，第三衬底SUB3与第一衬底SUB1和第二衬底SUB2间隔开，其中多个第三纳米孔SNP3/DNP3的孔径大于纳米颗粒的粒径，以允许流体中所含的纳米颗粒穿过多个第三纳米孔SNP3/DNP3。
第一纳米孔SNP1/DNP1可包含至少一个第一感测纳米孔SNP1和至少一个第一虚设纳米孔DNP1，且至少一对第一感测电极E1邻接于至少一个第一感测纳米孔SNP1设置。第二纳米孔SNP2/DNP2可包含至少一个第二感测纳米孔SNP2和至少一个第二虚设纳米孔DNP2，且至少一对第二感测电极E2邻接于至少一个第二感测纳米孔SNP2设置。第三纳米孔SNP3/DNP3可包含至少一个第三感测纳米孔SNP3和至少一个第三虚设纳米孔DNP3，且至少一对第三感测电极E3邻接于至少一个第三感测纳米孔SNP3设置。在本发明中不限制第一感测纳米孔SNP1、第一虚设纳米孔DNP1、第二感测纳米孔SNP2、第二虚设纳米孔DNP2、第三感测纳米孔SNP3、第三虚设纳米孔DNP3的数目。
如图13所示，为便于组装抽样管道130和颗粒检测器140B，可利用多个弹性元件150。举例来说，将六个弹性元件150安装在第一检测器140-1、第二检测器140-2以及第三检测器140-3的两个相对表面上，使得可由抽样管道130夹持弹性元件150、第一检测器140-1、第二检测器140-2以及第三检测器140-3。另外，弹性元件150的材料可以是橡胶或其它合适的弹性材料。此外，控制电路300可包含伏特计(即电压计)、安培计(即电流计)、欧姆计(即，电阻计)、电容计和/或伏特欧姆计(即，万用表)。
在一些实施例中，可将第一检测器140-1、第二检测器140-2以及第三检测器140-3电性连接到控制电路300中的相同类型计量器。在一些替代实施例中，可将第一检测器140-1、第二检测器140-2以及第三检测器140-3电性连接到控制电路300中的不同类型计量器。
在一些实施例中，颗粒检测器140B可以是能够容易地从抽样管道130拆卸的可更换组件。
图14和图15是示意性地示出根据本公开的各种实施例的颗粒检测器的截面视图。参看图13到图15，第一检测器140-1、第二检测器140-2以及第三检测器140-3中的纳米孔的孔径可大体上相同或不同。如图14中所示，例如，第一纳米孔(例如，第一感测纳米孔SNP1)、第二纳米孔(例如，第二感测纳米孔SNP2)以及第三纳米孔(例如，第三感测纳米孔SNP3)可在孔径上大体上相同。如图15中所示，例如，第一纳米孔(例如，第一感测纳米孔SNP1)、第二纳米孔(例如，第二感测纳米孔SNP2)以及第三纳米孔(例如，第三感测纳米孔SNP3)可具有不同的孔径。
图16和图17是根据本公开的一些替代实施例的颗粒检测器的平面视图和截面视图。
参看图3、图16以及图17，在本实施例中，示出用于检测流体中所含的纳米颗粒的颗粒检测器140C。除感测纳米孔的孔径设计外，颗粒检测器140C类似于颗粒检测器140(图3中绘示)。如图16和图17中所示，颗粒检测器140C可包含至少一个第一感测纳米孔SNP-a和至少一个第二纳米孔SNP-b，其中第一感测纳米孔SNP-a的孔径大于第二感测纳米孔SNP-b的孔径。此外，例如，第二感测纳米孔SNP-b的孔径可大体上等于虚设纳米孔DNP的孔径。在本实施例中，第一感测纳米孔SNP-a和第二感测纳米孔SNP-b可用于检测和/或监测具有不同粒径的纳米颗粒。然而，本发明中不限制虚设纳米孔DNP、第一感测纳米孔SNP-a以及第二感测纳米孔SNP-b之间的关系。
在一些实施例中，可将颗粒检测器140C的第一感测纳米孔SNP-a和第二感测纳米孔SNP-b电性连接到控制电路300中的相同类型计量器。在一些替代实施例中，可将颗粒检测器140C的第一感测纳米孔SNP-a和第二感测纳米孔SNP-b电性连接到控制电路300中的不同类型计量器。
在一些实施例中，颗粒检测器140C可以是能够容易地从抽样管道130拆卸的可更换组件。
图18和图19是根据本公开的又一些替代实施例的颗粒检测器的平面视图和截面视图。
参看图3、图18以及图19，在本实施例中，示出用于检测流体中所含的纳米颗粒的颗粒检测器140D。除感测纳米孔的孔径设计外，颗粒检测器140D类似于颗粒检测器140(图3中绘示)。如图18和图19所示，颗粒检测器140D可包含至少一个第一感测纳米孔SNP-a、至少一个第二纳米孔SNP-b以及至少一个第三纳米孔SNP-c，其中第一感测纳米孔SNP-a的孔径大于第二感测纳米孔SNP-b的孔径，且第二感测纳米孔SNP-b的孔径大于第三感测纳米孔SNP-c的孔径。此外，例如，第一感测纳米孔SNP-a和第二感测纳米孔SNP-b的孔径可大于虚设纳米孔DNP的孔径，且第三感测纳米孔SNP-c的孔径可大体上等于虚设纳米孔DNP的孔径。在本实施例中，第一感测纳米孔SNP-a、第二感测纳米孔SNP-b以及第三感测纳米孔SNP-c可用于检测和/或监测具有不同粒径的纳米颗粒。然而，本发明中不限制虚设纳米孔DNP、第一感测纳米孔SNP-a、第二感测纳米孔SNP-b以及第三感测纳米孔SNP-c之间的关系。
在一些实施例中，可将颗粒检测器140D的第一感测纳米孔SNP-a、第二感测纳米孔SNP-b以及第三感测纳米孔SNP-c电性连接到控制电路300中的相同类型计量器。在一些替代实施例中，可将颗粒检测器140D的第一感测纳米孔SNP-a、第二感测纳米孔SNP-b以及第三感测纳米孔SNP-c电性连接到控制电路300中的不同类型计量器。
在一些实施例中，颗粒检测器140D可以是能够容易地从抽样管道130拆卸的可更换组件。
颗粒检测器140C和/或颗粒检测器140D的纳米孔设计可根据不同的要求用于图2、图11以及图13中所示出的架构中。
根据本公开的一些实施例，提供用于检测流体中所含的纳米颗粒的颗粒检测器。颗粒检测器包含衬底和设置于衬底上的至少一对感测电极。衬底包含纳米孔，其中纳米孔的孔径大于纳米颗粒的粒径，以允许流体中所含的纳米颗粒穿过纳米孔。至少一对感测电极邻接于纳米孔中的至少一个设置。至少一对感测电极邻接于多个纳米孔当中的至少一个感测纳米孔设置，且至少一对感测电极未邻接于多个纳米孔当中的至少一个虚设纳米孔设置。
在一些实施例中，所述多个纳米孔包括至少一个感测纳米孔以及至少一个虚设纳米孔，且所述至少一对感测电极邻接于所述至少一个感测纳米孔设置。
在一些实施例中，所述至少一个感测纳米孔以及所述至少一个虚设纳米孔在孔径上大体上相同。
在一些实施例中，所述至少一个感测纳米孔以及所述至少一个虚设纳米孔在孔径上不同。
在一些实施例中，所述至少一个感测纳米孔的所述孔径在约5纳米到约200纳米之间，且所述至少一个虚设纳米孔的所述孔径在约5纳米到约200纳米之间。
在一些实施例中，所述至少一对感测电极设置于所述衬底的一侧上，且一对弧形电极邻接于所述多个纳米孔设置。
在一些实施例中，所述至少一对感测电极设置于所述衬底的两个相对侧上，且一对环形电极邻接于所述多个纳米孔设置。
根据本公开的一些实施例，提供用于检测流体中所含的纳米颗粒的颗粒检测器。颗粒检测器包含衬底和设置于衬底上的感测电极对。衬底包含感测纳米孔和虚设纳米孔，其中感测纳米孔和虚设纳米孔的孔径大于纳米颗粒的粒径，以允许流体中所含的纳米颗粒穿过感测纳米孔和虚设纳米孔。感测电极对设置于衬底上。各感测电极对分别地邻接于多个感测纳米孔中的一个设置。
在一些实施例中，所述多个感测纳米孔以及所述多个虚设纳米孔在孔径上大体上相同。
在一些实施例中，所述多个感测纳米孔以及所述多个虚设纳米孔在孔径上不同。
在一些实施例中，所述感测纳米孔的所述孔径在约5纳米到约200纳米之间，且所述虚设纳米孔的所述孔径在约5纳米到约200纳米之间。
在一些实施例中，所述多个感测电极对设置于所述衬底的一侧上，且一对弧形电极邻接于所述多个感测纳米孔设置。
在一些实施例中，所述多个感测电极对设置于所述衬底的两个相对侧上，且一对环形电极邻接于所述多个感测纳米孔设置。
在一些实施例中，所述感测纳米孔包括至少一个第一感测纳米孔以及至少一个第二纳米孔，且所述第一感测纳米孔的孔径大于所述第二感测纳米孔的孔径。
在一些实施例中，所述感测纳米孔包括至少一个第一感测纳米孔、至少一个第二纳米孔以及至少一个第三感测纳米孔，所述第一感测纳米孔的孔径大于所述第二感测纳米孔的孔径，且所述第二感测纳米孔的孔径大于所述第三感测纳米孔的孔径。
根据本公开的一些实施例，提供用于检测流体中所含的纳米颗粒的颗粒检测器。颗粒检测器包含第一衬底、设置于第一衬底上的至少一对第一感测电极、第二衬底以及设置于第二衬底上的至少一对第二感测电极。第一衬底包含第一纳米孔，其中第一纳米孔的孔径大于纳米颗粒的粒径，以允许流体中所含的纳米颗粒穿过第一纳米孔。至少一对感测电极邻接于第一纳米孔中的至少一个设置。第二衬底包含第二纳米孔且与第一衬底间隔开，其中第二纳米孔的孔径大于纳米颗粒的粒径，以允许流体中所含的纳米颗粒穿过第二纳米孔。至少一对第二感测电极邻接于第二纳米孔中的至少一个设置。
在一些实施例中，所述多个第一纳米孔包括至少一个第一感测纳米孔以及至少一个第一虚设纳米孔，且所述至少一对第一感测电极邻接于所述至少一个第一感测纳米孔设置。
在一些实施例中，所述多个第二纳米孔包括至少一个第二感测纳米孔以及至少一个第二虚设纳米孔，且所述至少一对第二感测电极邻接于所述至少一个第二感测纳米孔设置。
在一些实施例中，上述的颗粒检测器进一步包括第三衬底以及至少一对第三感测电极。第三衬底包括多个第三纳米孔，所述第三衬底与所述第一衬底以及所述第二衬底间隔开，其中所述多个第三纳米孔的孔径大于所述纳米颗粒的所述粒径，以允许所述流体中的所述纳米颗粒穿过所述多个第三纳米孔。至少一对第三感测电极设置于所述第三衬底上，且所述至少一对第三感测电极邻接于所述多个第三纳米孔中的至少一个设置。
在一些实施例中，所述多个第三纳米孔包括至少一个第三感测纳米孔以及至少一个第三虚设纳米孔，且所述至少一对第三感测电极邻接于所述至少一个第三感测纳米孔设置。
前文概述若干实施例的特征使得所属领域的技术人员可更好地理解本公开的各方面。所属领域的技术人员应了解，其可以易于使用本公开作为设计或修改用于进行本文中所介绍的实施例的相同目的和/或获得相同优势的其它工艺和结构的基础。所属领域的技术人员还应认识到，这些等效构造并不脱离本公开的精神和范围，且其可在不脱离本公开的精神和范围的情况下在本文中进行各种改变、替代以及更改。

Claims (10)

1.一种用于检测流体中的纳米颗粒的颗粒检测器，所述颗粒检测器包括：
衬底，包含多个纳米孔，其中所述多个纳米孔的孔径大于所述纳米颗粒的粒径，以允许所述流体中的所述纳米颗粒穿过所述多个纳米孔；以及
至少一对感测电极，设置于所述衬底上，且所述至少一对感测电极邻接于所述多个纳米孔中的至少一个设置，
其中所述至少一对感测电极邻接于所述多个纳米孔当中的至少一个感测纳米孔设置，且所述至少一对感测电极未邻接于所述多个纳米孔当中的至少一个虚设纳米孔设置。
2.根据权利要求1所述的颗粒检测器，其中所述至少一对感测电极设置于所述衬底的一侧上，且一对弧形电极邻接于所述多个纳米孔设置。
3.根据权利要求1所述的颗粒检测器，其中所述至少一对感测电极设置于所述衬底的两个相对侧上，且一对环形电极邻接于所述多个纳米孔设置。
4.一种用于检测流体中的纳米颗粒的颗粒检测器，所述颗粒检测器包括：
衬底，包含多个感测纳米孔以及多个虚设纳米孔，其中所述多个感测纳米孔的孔径以及所述多个虚设纳米孔的孔径大于所述纳米颗粒的粒径，以允许所述流体中的所述纳米颗粒穿过所述多个感测纳米孔以及所述多个虚设纳米孔；以及
多个感测电极对，设置于所述衬底上，各感测电极对分别邻接于所述多个感测纳米孔中的一个设置。
5.根据权利要求4所述的颗粒检测器，其中所述多个感测纳米孔以及所述多个虚设纳米孔在孔径上大体上相同。
6.根据权利要求4所述的颗粒检测器，其中所述多个感测纳米孔以及所述多个虚设纳米孔在孔径上不同。
7.根据权利要求4所述的颗粒检测器，其中所述感测纳米孔包括至少一个第一感测纳米孔以及至少一个第二纳米孔，且所述第一感测纳米孔的孔径大于所述第二感测纳米孔的孔径。
8.根据权利要求4所述的颗粒检测器，其中所述感测纳米孔包括至少一个第一感测纳米孔、至少一个第二纳米孔以及至少一个第三感测纳米孔，所述第一感测纳米孔的孔径大于所述第二感测纳米孔的孔径，且所述第二感测纳米孔的孔径大于所述第三感测纳米孔的孔径。
9.一种用于检测流体中的纳米颗粒的颗粒检测器，所述颗粒检测器包括：
第一衬底，包括多个第一纳米孔，其中所述多个第一纳米孔的孔径大于所述纳米颗粒的粒径，以允许所述流体中的所述纳米颗粒穿过所述多个第一纳米孔；
至少一对第一感测电极，设置于所述第一衬底上，且所述至少一对第一感测电极邻接于所述多个第一纳米孔中的至少一个设置；
第二衬底，包括多个第二纳米孔，所述第二衬底与所述第一衬底间隔开，其中所述多个第二纳米孔的孔径大于所述纳米颗粒的所述粒径，以允许所述流体中的所述纳米颗粒穿过所述多个第二纳米孔；以及
至少一对第二感测电极，设置于所述第二衬底上，且所述至少一对第二感测电极邻接于所述多个第二纳米孔中的至少一个设置。
10.根据权利要求9所述的颗粒检测器，其中所述多个第一纳米孔包括至少一个第一感测纳米孔以及至少一个第一虚设纳米孔，且所述至少一对第一感测电极邻接于所述至少一个第一感测纳米孔设置。
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