CN203259463U - 一种洁净度检测装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种洁净度检测装置和系统，所述洁净度检测装置可以包括光发射器、光接收器，所述光发射器和光接收器设置于待检测机构上；其中，所述光发射器用于向待检测机构内发射光；所述光接收器用于接收所述光发射器发射的光在待检测机构内因微粒而发生光路变化后的光，并根据接收到的光检测出待检测机构内的洁净度。所述洁净度检测系统则可以包括所述洁净度检测装置以及所述待检测机构。本实用新型属于自动检测装置，能够直接检测待检测机构内部的洁净度，在实现简单、精确的洁净度检测，提高洁净度检测效率的同时，能够节省洁净度检测中的人工成本，提高人员利用率，提高产能。并且，可以实时进行洁净度检测，能够有效保证良品率。

Description

一种洁净度检测装置和系统

技术领域

本实用新型涉及半导体工业领域，具体涉及一种洁净度检测装置和系统。

背景技术

在光伏产业及半导体液晶显示工业生产中均会利用到薄膜沉积和刻蚀等工艺，然而薄膜沉积和刻蚀工艺都对真空反应腔室内部的洁净度要求较高，所以洁净度检测对于工业生产来说至关重要。

目前通用的检测方法为：将白玻璃（Bare Glass）传送到真空反应腔室里并停留一段时间，然后将白玻璃从真空反应腔室中取出，检测所取出的白玻璃表面上的微粒数量，并将检测到的微粒数量作为真空反应腔室内部的洁净度。

显而易见，上述检测方法存在以下缺点：检测结果只是体现了白玻璃表面的洁净度，实际上不能真正体现真空反应腔室内部的洁净度；并且，检测耗时较长，影响生产进度，因而影响到设备整体的产能；再有，在进行上述检测时，会有气体、电能的消耗，不节能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种洁净度检测装置和系统，以简单、精确地检测出待检测机构内部的洁净度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种洁净度检测装置，该装置包括光发射器、光接收器，所述光发射器和光接收器设置于待检测机构上；其中，

所述光发射器用于向待检测机构内发射光；

所述光接收器用于接收所述光发射器发射的光在待检测机构内因微粒而发生光路变化后的光，并根据接收到的光检测出待检测机构内的洁净度。

所述光发射器为一个或多个，所述光接收器为一个或多个。

一种洁净度检测系统，该系统包括待检测机构，以及设置在待检测机构上的光发射器，还包括设置在待检测机构上的光接收器；其中，

所述光发射器用于向待检测机构内发射光；

所述光接收器用于接收所述光发射器发射的光因微粒而发生光路变化后的光，并根据接收到的光检测出待检测机构内部的洁净度。

光发射器和/或光接收器通过支架支撑在待检测机构的视窗口上；或，

光发射器和/或光接收器通过紧固件固定在待检测机构的视窗口上；或，

光发射器、光接收器嵌入待检测机构的视窗口中。

所述视窗口是角度可变的视窗口。

所述视窗口包括以下至少一种转轴：

在视窗口与待检测机构之间的连接处设置有至少一个横向转轴；

在视窗口与待检测机构之间的连接处设置有至少一个纵向转轴；

在视窗口与待检测机构之间的连接处设置至少一个斜向转轴。

所述光发射器的光集成镜头覆盖待检测机构的视窗口的全部面积；或，

所述光发射器的光集成镜头只覆盖待检测机构的视窗口的部分面积。

所述光发射器的光集成镜头只覆盖视窗口的部分面积时，所述光发射器安装在能够通过移动使光发射器覆盖视窗口全部面积的移动装置上。

在视窗口中设置有作为所述移动装置的凹槽，光发射器安装在该凹槽中；或者，

光发射器安装在作为所述移动装置的支架上。

所述待检测机构的两个长边上分别设置有一个或多个视窗口，两个短边中的一个或两个短边上分别设置有一个或多个视窗口；

所述光发射器设置在所述短边的视窗口上，所述光接收器设置在所述长边的视窗口上；

所述光发射器、光接收器的数量分别为一个或多个。

本实用新型的洁净度检测装置和系统属于自动检测装置，能够直接检测待检测机构内部的洁净度，在实现简单、精确的洁净度检测，提高洁净度检测效率的同时，能够节省洁净度检测中的人工成本，提高人员利用率，提高产能。并且，可以实时进行洁净度检测，能够有效保证良品率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的洁净度检测原理示意图；

图2为本实用新型一实施例的激光发射器的示意图；

图3为本实用新型另一实施例的激光发射器的示意图；

图4为本实用新型实施例的洁净度检测的具体原理示意图；

附图标记说明：

1～2、Y视窗口；3～8、X视窗口；9、腔室门；10、光纤；11、激光发射器；12、激光集成镜头；13、真空反应腔室；14、激光接收器；15、反光镜；16、光纤；17、光学过滤器；18、线状电荷耦合器件（CCD）。

具体实施方式

在实际应用中，本实用新型可以对真空反应腔室进行洁净度检测，也可以对非真空反应腔室进行洁净度检测，即本实用新型可以对反应腔室等待检测机构进行洁净度检测。下面仅以真空反应腔室为例进行描述。

需要进行洁净度检测的真空反应腔室的至少一个边上可以设置有视窗口，比如：真空反应腔室的两个长边上分别设置有一个或多个视窗口，所述真空反应腔室的两个短边中的一个或两个短边上也可以分别设置有一个或多个视窗口，并且其中一个短边上设置有腔室门。光可以通过上述视窗口。

可以在上述多个视窗口中的至少一个视窗口上设置激光发射器，还在上述多个视窗口中的至少一个视窗口上设置激光接收器。在实际应用时，激光发射器能够通过视窗口向真空反应腔室内发射频率可控的激光束，激光束因照射到真空反应腔室内部的微粒而发生散射、反射等光路变化。激光接收器通过视窗口从真空反应腔室内接收因发生光路变化而射出真空反应腔室的光，激光接收器接收到的光的光强能够反映出真空反应腔室内部微粒的大小及数目，因此激光接收器能够根据接收到的光的光强检测出真空反应腔室内部的洁净度。

需要说明的是，在视窗口上设置激光发射器、激光接收器的方法多种多样，可以通过支架将激光发射器、激光接收器支撑在视窗口上，如：将激光发射器、激光接收器设置在支架上，并将支架靠在视窗口上，或将支架固定在视窗口附近，使激光发射器、激光接收器能够紧贴在视窗口上。当然，也可以通过螺钉、铰链等紧固件将激光发射器、激光接收器固定在视窗口上。另外，在实际应用中，也可以应用除激光以外的其它光源进行洁净度检测，这样，则对应使用光发射器、光接收器。下面仅以激光为例进行描述。

实际上，也可以将激光发射器、激光接收器嵌入到视窗口中，使激光发射器、激光接收器进入真空反应腔室内部。这种情况下，激光发射器能够向反应腔室内发射激光；激光接收器能够接收激光发射器发射的激光因微粒而发生光路变化后的光，并根据接收到的光检测出真空反应腔室内部的洁净度。

具体而言，可以在真空反应腔室的两个短边上设置（Y1～Yi）个视窗口，将这（Y1～Yi）个视窗口作为激光发射器的承载端口，即在这（Y1～Yi）个视窗口上设置激光发射器。另外，还可以在真空反应腔室的两个长边上设置（X1～Xn）个视窗口，将这（X1～Xn）个视窗口作为激光接收器的承载端口，即在这（X1～Xn）个视窗口上设置激光接收器。上述n=3L（cm）/2600，其中L为真空反应腔室的长边长度；上述i=2H（cm）/2260，其中H为真空反应腔室的短边长度。

假设真空反应腔室的每个长边上设置有三个视窗口，并且真空反应腔室的一个短边上设置有两个视窗口，另一个短边上则设置有腔室门。可以在短边的每个视窗口上安装一个激光发射器，在长边的每个视窗口上安装一个激光接收器。

在真空反应腔室中，能影响真空环境、降低产品良率的微粒大小基本分布在1μm～7μm之间，因此本实用新型可以采用波长小于1μm的近红外激光，使激光更容易发生散射、反射等光路变化。具体而言，波长在800nm～900nm之间的激光的漫反射效果最明显；并且，从激光接收器的检测精确度考虑，波长为820nm的激光效果最好。

需要说明的是，可以将视窗口设计为角度（如：倾角、仰角、左右视角等）可变的视窗口。这样，当视窗口的角度发生变化时，紧贴视窗口的激光发射器的激光发射角度就会随之变化，并且紧贴视窗口的激光接收器的激光接收角度也会随之变化，这样可以对真空反应腔室内的更大范围进行洁净度检测，有利于提高洁净度检测的准确性。将视窗口设计为角度可变的视窗口的方式很多，如：在视窗口与真空反应腔室之间的连接处设置至少一个转轴，所设置的转轴能够使视窗口发生倾角、仰角、左右视角等角度变化。具体而言，可以在视窗口与真空反应腔室之间的连接处设置至少一个横向转轴，该横向转轴能够使视窗口发生倾角、仰角方面的角度变化；还可以在视窗口与真空反应腔室之间的连接处设置至少一个纵向转轴，该纵向转轴能够使视窗口发生左右视角方面的角度变化；甚至还可以在视窗口与真空反应腔室之间的连接处设置至少一个斜向转轴，该斜向转轴能够使视窗口发生斜向角度变化。

同理，如果激光发射器是以嵌入的方式设置在视窗口上，那么当视窗口的角度发生变化时，嵌入视窗口的激光发射器的激光发射角度同样能随之变化。

可见，以上所述的检测方式能够简单、精确地检测出真空反应腔室内部的洁净度，从而能够提高洁净度检测效率。

在实际应用中，可以进行如图1所示的设置。图1中，真空反应腔室13的两个长边上分别设置视窗口3、4、5、6、7、8，真空反应腔室13的两个短边中的一个短边上设置有视窗口1、2，另一个短边上设置有腔室门9。上述的视窗口3、4、5、6、7、8可以称为X视窗口，上述的视窗口1、2可以称为Y视窗口。

在视窗口1、2上分别设置激光发射器11，激光发射器11的激光集成镜头12能够发射均匀、连续，并且波长小于1μm的激光。所述激光可以根据环境以及成本要求适当选择。激光发射器11所连接的光纤10用于进行光的传输。激光集成镜头12发射激光的镜头形状可以为矩形、圆形等。

在视窗口3、4、5、6、7、8上分别设置激光接收器14，用于检测真空反应腔室13内部的洁净度。为了保证激光接收器14的检测区域最大，可以设计激光接收器14的有效检测面积等于视窗口3、4、5、6、7、8的面积。

在具体应用中，激光发射器14可以包括一个或多个点激光源，并且可以结合点激光源的数量设置激光集成镜头12的大小，比如：激光集成镜头12能够覆盖视窗口的全部面积，或激光集成镜头12只能覆盖视窗口的部分面积。

如图2所示，当激光集成镜头12能够覆盖视窗口的全部面积时，激光集成镜头12可以包括集成在一起的多个点激光源，这些点激光源可以由相同或不同的脉冲电源控制，能够在同一时间内同时发射出波长相同的激光，从而组成波长、频率均匀的激光束，尽可能做到激光发射器11发射的激光束面积与视窗口可透光面积相等。可见，由于激光发射器11发射激光时激光接收器14每次检测都可测出一组数据，所以通过脉冲电频控制激光发射，能够在短时间内完成多次检测，节省了时间。并且，在较短的时间内，真空反应腔室13内不会有教大幅度的微粒运动变化，因此检测结果准确。

如图3所示，当激光集成镜头12发射的光束只能覆盖视窗口的部分区域时，激光集成镜头12包括的点激光源可以少于激光集成镜头12能够覆盖视窗口的全部面积时所集成的点激光源。比如：激光集成镜头12可以包括一个或集成在一起的少量点激光源，这时可以将激光发射器11安装在如图中三角箭头所示的两个移动端点分别为A、B的S形轨道上，即激光发射器11安装在能够通过移动使激光发射器11覆盖视窗口全部面积的移动装置上，比如：在视窗口中所述S形轨道的位置设置作为所述移动装置的凹槽，将激光发射器11安装在该凹槽中；或者，仍然应用前述的支架，只是该支架作为所述移动装置能够沿所述S形轨道移动，使得设置在支架上的激光发射器11能够沿所述S形轨道移动。使激光发射器11沿所述S形轨道移动的驱动力可以由马达提供。在激光发射器11能够沿所述S形轨道移动的情况下，激光发射器11就能够通过移动覆盖整个视窗口的可透光面积。

可见，由于激光发射器11包括较少的点激光源，因此节省了激光发射器11的利用成本，节约了能源。

可以将A、B两点之间的完整S形轨道看做激光发射器11的运动周期。激光接收器14可以在激光发射器11发射激光时接收激光，并在激光发射器11发射的激光覆盖了视窗口的全部面积时（如：在激光集成镜头12发射一次激光就能够覆盖视窗口的全部面积时，或，在激光集成镜头12只能覆盖视窗口的部分面积时，激光发射器11完成了一次运动周期）根据接收到的激光计算真空反应腔室13内部的洁净度。

在检测过程中，还可以给真空反应腔室13通入洁净的氧气、氦气或氮气等气体，以使真空反应腔室13中的微粒处于易于检测的活动态。停止通气之后，通过调节真空反应腔室13内部的压力控制器使真空反应腔室13内部的压力趋近稳定，之后就可以由激光发射器11发射激光，并由激光接收器14接收激光，以进行洁净度检测。实际上，无论是否给真空反应腔室13通入气体，都可以重复多次上述洁净度检测过程，并将每次的洁净度检测结果求平均，将所得的平均值作为真空反应腔室13内部的洁净度。

进行洁净度检测的具体原理如图4所示，图4中，真空反应腔室13中的激光会因遇到微粒而发生散射、反射等光路变化，发生光路变化后的激光通过激光接收器中的反光镜15传入光纤16，之后到达光学过滤器17，光学过滤器17会过滤掉接收到的激光中波长大于7μm的光。完成过滤的光通过凹镜聚光反射后被CCD间接接收平面接收，并由该CCD间接接收平面反射到线状CCD18，由线状CCD18根据接收到的光的光强检测出真空反应腔室13内部的洁净度。

结合以上描述可见，本实用新型的洁净度检测装置可以包括光发射器、光接收器，所述光发射器和光接收器设置于待检测机构上；其中，

所述光发射器用于向待检测机构内发射光；

所述光接收器用于接收所述光发射器发射的光在待检测机构内因微粒而发生光路变化后的光，并根据接收到的光检测出待检测机构内的洁净度。

本实用新型的洁净度检测系统则可以包括待检测机构，以及设置在待检测机构上的光发射器，还包括设置在待检测机构上的光接收器；其中，

所述光发射器用于向待检测机构内发射光；

所述光接收器用于接收所述光发射器发射的光因微粒而发生光路变化后的光，并根据接收到的光检测出待检测机构内部的洁净度。

光发射器和/或光接收器通过支架支撑在待检测机构的视窗口上；或，

光发射器和/或光接收器通过紧固件固定在待检测机构的视窗口上；或，

光发射器、光接收器嵌入待检测机构的视窗口中。

所述视窗口是角度可变的视窗口。

所述视窗口包括以下至少一种转轴：

在视窗口与待检测机构之间的连接处设置有至少一个横向转轴；

在视窗口与待检测机构之间的连接处设置有至少一个纵向转轴；

在视窗口与待检测机构之间的连接处设置至少一个斜向转轴。

所述光发射器的光集成镜头覆盖待检测机构的视窗口的全部面积；或，

所述光发射器的光集成镜头只覆盖待检测机构的视窗口的部分面积。

所述光发射器的光集成镜头只覆盖视窗口的部分面积时，所述光发射器安装在能够通过移动使光发射器覆盖视窗口全部面积的移动装置上。

在视窗口中设置有作为所述移动装置的凹槽，光发射器安装在该凹槽中；或者，

光发射器安装在作为所述移动装置的支架上。

所述待检测机构的两个长边上分别设置有一个或多个视窗口，两个短边中的一个或两个短边上分别设置有一个或多个视窗口；

所述光发射器设置在所述短边的视窗口上，所述光接收器设置在所述长边的视窗口上；

所述光发射器、光接收器的数量分别为一个或多个。

综上所述可知，本实用新型的洁净度检测装置以及包括该装置和待检测机构的系统属于自动检测装置，能够直接检测待检测机构内部的洁净度，在实现简单、精确的洁净度检测，提高洁净度检测效率的同时，能够节省洁净度检测中的人工成本，提高人员利用率，提高产能。并且，可以实时进行洁净度检测，能够有效保证良品率。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种洁净度检测装置，其特征在于，该装置包括光发射器、光接收器，所述光发射器和光接收器设置于待检测机构上；其中，

所述光发射器用于向待检测机构内发射光；

所述光接收器用于接收所述光发射器发射的光在待检测机构内因微粒而发生光路变化后的光，并根据接收到的光检测出待检测机构内的洁净度。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光发射器为一个或多个，所述光接收器为一个或多个。

3.一种洁净度检测系统，其特征在于，该系统包括待检测机构，以及设置在待检测机构上的光发射器，还包括设置在待检测机构上的光接收器；其中，

所述光发射器用于向待检测机构内发射光；

所述光接收器用于接收所述光发射器发射的光因微粒而发生光路变化后的光，并根据接收到的光检测出待检测机构内部的洁净度。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

光发射器和/或光接收器通过支架支撑在待检测机构的视窗口上；或，

光发射器和/或光接收器通过紧固件固定在待检测机构的视窗口上；或，

光发射器、光接收器嵌入待检测机构的视窗口中。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述视窗口是角度可变的视窗口。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述视窗口包括以下至少一种转轴：

在视窗口与待检测机构之间的连接处设置有至少一个横向转轴；

在视窗口与待检测机构之间的连接处设置有至少一个纵向转轴；

在视窗口与待检测机构之间的连接处设置至少一个斜向转轴。

7.根据权利要求3至6任一项所述的系统，其特征在于，

所述光发射器的光集成镜头覆盖待检测机构的视窗口的全部面积；或，

所述光发射器的光集成镜头只覆盖待检测机构的视窗口的部分面积。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述光发射器的光集成镜头只覆盖视窗口的部分面积时，所述光发射器安装在能够通过移动使光发射器覆盖视窗口全部面积的移动装置上。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，

在视窗口中设置有作为所述移动装置的凹槽，光发射器安装在该凹槽中；或者，

光发射器安装在作为所述移动装置的支架上。

10.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述待检测机构的两个长边上分别设置有一个或多个视窗口，两个短边中的一个或两个短边上分别设置有一个或多个视窗口；

所述光发射器设置在所述短边的视窗口上，所述光接收器设置在所述长边的视窗口上；

所述光发射器、光接收器的数量分别为一个或多个。

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