TWI760895B - 光學感測器窗清潔器 - Google Patents

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Abstract

一種感測器總成包括用於一製程流體之一通路、一光學窗、一光學感測器及一噴嘴。該光學感測器經組態以偵測該製程流體之一光學性質。該光學窗包括一內表面。該噴嘴經組態以在與該光學窗之該內表面相交之一排出方向上排出一霧化流體。一種感測器系統包括一感測器總成及用於向該感測器總成之一噴嘴供應一氣體及一液體之一導管。一種清潔一感測器總成中之一光學窗之方法包括形成一霧化流體並在與該光學窗相交之一排出方向上排出該霧化流體。

Description

光學感測器窗清潔器
本發明係關於用於量測流體性質之感測器。更具體言之，本發明係關於量測流動流體之光學性質之光學感測器。
光學感測器可用於判定流動流體之一或多個性質。光學感測器可通過窗向流體傳輸光。光可在窗與流體之間的邊界處折射。光學感測器可藉由偵測由流體折射之光之量、角度或者量及角度來判定流體之折射率。流體之折射率可用於判定流體之其他性質。例如，可使用流體之折射率來判定流體之濃度或純度。製程流體可包括液體或包括液體及固體之混合物。
感測器系統包括感測器總成及向感測器總成供應製程流體之導管。感測器總成包括用於製程流體之通路、光學窗及光學感測器。光學窗形成通路之側壁。製程流體流經通路並接觸光學窗。感測器經組態以通過光學窗傳輸光並偵測製程流體之光學性質。
揭示用於清潔光學窗之感測器系統、感測器總成及方法之實施例。在一實施例中，感測器系統包括感測器總成。製程流體被供應至感測器總成。在一些實施例中，感測器總成包括光學窗及用於偵測製程流體之光學性質之光學感測器。
在一實施例中，感測器系統包括感測器總成及用於向感測器總成供應製程流體、液體及氣體之流體迴路(例如，導管、管路、管道、其組合等)。感測器總成包括用於製程流體之通路、光學窗及噴嘴。光學窗形成通路之側壁且製程流體接觸光學窗。流體迴路以流體方式連接至噴嘴以供應液體。流體迴路亦以流體方式連接至噴嘴以供應氣體。該噴嘴經組態以在衝擊光學窗之內表面之方向上排出包括液體及氣體之霧化流體。霧化流體衝擊並去除可散射光之材料。
在一實施例中，感測器總成包括用於製程流體之通路、光學窗及噴嘴。光學窗形成通路之側壁，且製程流體經組態以接觸光學窗。該噴嘴經組態以在衝擊光學窗之內表面之方向上形成及排出包括液體及氣體之霧化流體。
在一實施例中，清潔感測器總成中之光學窗之方法包括霧化液體及氣體。感測器總成包括用於製程流體之通路、光學窗及用於製程流體之光學感測器。霧化流體在衝擊光學窗之方向上排出至通路中。
如在本說明書及所附申請專利範圍中所使用，單數形式「一」、「一個」及「該」包括複數個所指示物，除非內容另外清楚地指示。如在本說明書及所附申請專利範圍中所使用，術語「或」通常以其包括「及/或」之意義來使用，除非內容另外清楚地指示。
術語「約」通常係指被認為等同於所敍述之值之數值範圍(例如具有相同的功能或結果)。在許多情況下，術語「約」可包括捨位至最接近的有效數字之數字。
使用端點表示之數值範圍包括落入該範圍內之所有數值(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4及5)。
以下實施方式應參考圖式來閱讀，其中不同圖式中之類似元件用相同的附圖標記表示。實施方式及圖式(其未必按比例)描述說明性實施例，且不意欲限制本發明之範疇。所描述之說明性實施例僅被認為係例示性的。任何說明性實施例之所選定特徵可結合至額外實施例中，除非清楚地相反說明。
光學感測器可用於偵測流體之一或多個光學性質。流體可被引導沿著光學窗之一側流動，而光學感測器沿著窗之另一側定位。光學感測器可經組態以通過光學窗傳輸光並偵測流體如何影響光。例如，光學感測器可經組態以偵測光在光學窗與流動流體之間的過渡區處如何折射。例如，光學感測器可經組態以偵測由流動流體反射之光量。製程流體之光學性質可用於判定製程流體之一或多個其他性質，例如製程流體之濃度或純度。
流體之成分可被吸引至光學窗並沈積在光學窗上，從而在光學窗上形成材料層。該成分向光學窗之吸引及沈積可由例如該成分與光學窗之材料之間的分子間力引起(例如，成分之ζ電位可驅動它們朝向光學窗，並且一旦彼此接近，吸引由凡得瓦爾力驅動)。當流體包括更容易黏附至光學窗上之固體顆粒時，此問題可能更明顯地發生。此外，已經發現，隨著時間之推移，沈積變得更難以去除。因此，顆粒在光學窗上停留之時間愈長，顆粒沈積得愈強烈，愈難以除去。
一般技術者將認識到，光學窗上之部分材料層可能不利地影響光之傳播並產生錯誤的量測。在依賴於高精度量測之感測器中，例如在半導體製造中，此誤差在半導體製造製程中可能具有顯著的不利影響。
本文中所揭示之實施例係關於感測器總成、感測器系統及清潔感測器總成中之光學窗之方法。如本文中所使用，清潔光學窗可包括例如自該光學窗去除沈積之成分以至少部分地曝露該光學窗之表面。感測器系統可包括感測器總成。本文中所描述之實施例能夠在光學窗處排出霧化流體以去除沈積在光學窗上之任何材料之大部分至全部。對液體進行霧化以排出霧化流體可加速霧化流體之液體部分並在表面上導致之空化(例如，在衝擊光學窗之後，霧化流體之液體部分之液滴內爆)。不受理論之約束，據信霧化流體之液體部分之液滴對光學窗之衝擊可引發衝擊波，從而自光學窗除去沈積物或材料。
圖1係感測器系統1之實施例的示意圖。感測器系統1包括經組態以偵測製程流體F1 之一或多個光學性質之感測器總成10。在一個實施例中，感測器總成10偵測製程流體F1 之折射率。
感測器總成10包括通路12、光學窗32、光學感測器38及噴嘴50。通路12包括入口20及出口22。通路12穿過感測器總成12自入口20延伸至出口22。製程流體F1 藉由流經通路12而流經感測器總成10。製程流體F1 通過入口20流入，流經通路12，然後通過出口22流出而流經感測器總成10。
第一導管60將製程流體F1 供應至通路12之入口20。第一導管60將製程流體源62以流體方式連接至入口20。製程流體F1 自製程流體源62藉由第一導管60流至通路12。在一實施例中，製程流體源62可係容納製程流體F1 之罐。在一實施例中，製程流體源62可係容納製程流體F1 之成分之複數個罐，且製程流體源62混合此等成分以形成製程流體F1 ，然後由第一導管60供應該製程流體。第一導管60包括流量閥64。流量閥64控制由第一導管60供應至通路12及感測器總成10之製程流體F1 之流率f 1 。在一實施例中，流量閥64由控制器90控制。控制器90經組態以調節流量閥64以控制流向及通過感測器總成10之製程流體F1 之流率f 1 。
在一實施例中，製程流體F1 用於在半導體製造中拋光半導體晶圓。製程流體F1 含有液體及磨粒。在一實施例中，磨粒包括二氧化鈰、膠態二氧化矽、熱解法二氧化矽及氟化鑭中之一或多者。在一實施例中，製程流體F1 含有至少0.1 wt.%之磨粒。在一實施例中，製程流體F1 含有約0.1 wt.%至約30 wt.%之磨粒。在一實施例中，用於製程流體F1 之液體可包括水或水基溶液。
當自入口20至出口22流經通路12時，製程流體F1 沿著光學窗32流動。光學感測器38沿著光學窗32定位。光學感測器38將光通過光學窗32向通路12傳輸。光學感測器38亦偵測由製程流體F1 折射之光。光學感測器38經組態以藉由偵測由製程流體F1 折射之光來偵測製程流體F1 之折射率。
噴嘴50可清潔光學窗32。噴嘴50形成霧化流體52並向光學窗32排出霧化流體52。霧化流體52衝擊光學窗32並經組態以去除沈積在光學窗32上之材料。在一個實施例中，噴嘴50可被稱為空氣噴射或空氣輔助霧化器。下文更詳細地論述噴嘴50之操作。霧化流體52含有液體F2 及氣體F3 。第二導管70將液體F2 供應至噴嘴50且第三導管80將氣體F3 供應至噴嘴50。噴嘴50經組態以組合液體F2 及氣體F3 以形成霧化流體52。
第二導管70以流體方式連接至噴嘴50並將液體F2 供應至噴嘴50。在一實施例中，液體F2 包括水、氫氧化銨及液體低污染物半導體製造清潔產品(例如，PlanarClean AG-Ce1000K、ESC 784清潔溶液等)中之一或多者。在一實施例中，水係去離子(「DI」)水。在一實施例中，第二導管70將液體源72以流體方式連接至噴嘴50。在一實施例中，液體源72包括過濾器及/或容納液體F2 之一或多個罐。在一實施例中，液體源72係產生DI水之過濾器。
第二導管70包括流量閥74及流量感測器76。流量閥74控制供應至噴嘴50之液體F2 之流率f 2 。流量感測器76偵測通過第二導管70並供應至噴嘴50之液體F2 之流率f 2 。在一實施例中，控制器90控制流量閥74。控制器90可將供應至噴嘴50之液體F2 之流率f 2 控制在如下文所論述的之特定量或特定範圍內。控制器90可利用流量感測器76來偵測供應至噴嘴50之液體F2 之流率f 2 。
第三導管80以流體方式連接至噴嘴50並將加壓氣體F3 供應至噴嘴50。在一實施例中，氣體F3 包括一或多種惰性氣體及清潔乾燥空氣(CDA)。在一實施例中，氣體F3 係惰性氣體，其可包括但不限於氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣等中之一或多者。在一實施例中，氣體F3 係氮氣。在一實施例中，第一導管80將氣體源82以流體方式連接至噴嘴50。在一實施例中，氣體源82包括過濾器及容納氣體F3 之一或多個罐中之一者或兩者。在一實施例中，氣體源82係自空氣中產生淨化氮氣及/或氬氣之過濾器。
導管80包括流量閥84及流量感測器86。流量閥84控制供應至噴嘴50之氣體F3 之流率f 3 。流量感測器86偵測通過導管80供應至噴嘴50之氣體F3 之流率f 3 。在一實施例中，控制器90控制流量閥84。控制器90可將供應至噴嘴50之氣體F3 之流率f 3 控制在如下文所論述之特定量或特定範圍內。控制器90可利用流量感測器86來偵測供應至噴嘴50之氣體F3 之流率f 3 。
圖2係感測器總成10之實施例的截面圖。感測器總成10包括具有入口20及出口22之通路12、光學窗32、光學感測器38、噴嘴50、用於液體F2 之第二導管70及用於氣體F3 之第三導管80。
製程流體F1 藉由流經通路12而流經感測器總成10。通路12自入口20延伸至出口22。製程流體F1 經組態以通過入口20流入並通過出口22流出。光學窗32及噴嘴50各自沿著通路12定位。
光學窗32形成通路12之側壁14。光學窗32包括內表面34及外表面36。外表面36與內表面34相對。在一實施例中，光學窗32之內表面34形成通路12之側壁14。當流經通路12時，製程流體F1 接觸光學窗32之內表面34。光學窗32之內表面34由抗劃傷材料製成。在一實施例中，光學窗32之內表面34由金剛石或藍寶石製成。在一實施例中，光學窗32之內表面34由硼矽酸鹽玻璃製成。
光學感測器38連接至光學窗32。在一實施例中，光學感測器38附著在光學窗32之外表面36上。光學感測器38經組態以通過光學窗32傳輸光，並在光學窗32中偵測向光學感測器38傳輸之光。例如，光學感測器38可在方向D1 上向通路32傳輸光。光學感測器38經組態以偵測在內表面34處被製程流體F1 折射之光。然後可使用偵測到之光折射來判定製程流體F1 之折射率。
導管70、導管80將液體F2 及氣體F3 供應至噴嘴50。噴嘴50將液體F2 及氣體F3 之霧化流體52排出至通路12中。霧化流體52通過通路12之第二側壁16中之開口18排出。在一實施例中，第二側壁16與第一側壁14相對。在一實施例中，第二側壁16由噴嘴50形成。在一實施例中，霧化流體52、液體F2 及氣體F3 不通過通路12之入口20流入。霧化流體52在光學窗32之內表面34處排出。噴嘴50在衝擊光學窗32之內表面34之方向上排出霧化流體52。在一實施例中，霧化流體52之方向可被稱為排出方向D2 。在一實施例中，排出方向D2 與光學窗32之內表面34相交。在一實施例中，排出方向D2 垂直於光學窗32之內表面34。
類似地如上文所論述，當製程流體F1 沿著光學窗32之內表面34流動並收縮時，材料在光學窗32之內表面34上堆積。在一實施例中，製程流體F1 中之固體磨粒顆粒黏附並堆積在光學窗32之內表面34上。
噴嘴50經組態以在光學窗32處高速排出霧化流體52。下文將更詳細地論述噴嘴50之組態及操作。霧化流體52中之液體F2 液滴高速衝擊光學窗32之內表面34。在一實施例中，每一高速衝擊產生自衝擊點沿著內表面34向外傳播之液體衝擊波。液體衝擊波施加剪切力，該剪切力除去在內表面上堆積之材料。在一實施例中，液滴在光學窗32上之高速衝擊在衝擊點處引起空化。空化亦用於去除黏附在光學窗32之內表面34上之任何材料。在一實施例中，霧化流體52可去除黏附在光學窗32之內表面34上之大部分至幾乎全部材料。在一實施例中，為液體F2 選擇之液體可建立有利的ζ電位(例如，排斥對吸引)，該ζ電位可例如防止碎屑及顆粒重新附著至光學窗32之內表面34上。
在一實施例中，排出方向可不同於垂直於內表面34。在一實施例中，噴嘴50可經組態以在排出方向D4 上排出霧化流體52，該排出方向D4 在方向D3 之45度之內，該方向D3 垂直於光學窗32之內表面34。例如，噴嘴50可經組態以排出霧化流體52，使得排出方向D4 與垂直於內表面34之方向D3 之間的角度α小於45度。應瞭解，一般技術者在瞭解本發明內容之情況下將理解，可選擇排出方向D4 以實現期望的清潔效果。
在圖2中，噴嘴50及通路12係分開的部件，且噴嘴50與螺紋24連接。然而，應瞭解，在一實施例中之噴嘴50可以不同的方式連接，例如但不限於夾緊、焊接、機械加工在一起、其適當組合等。在一實施例中，通路12及噴嘴50可係單一連續組件。
圖3係噴嘴50及導管70、導管80之放大視圖。如上文所描述，導管70、導管80分別向噴嘴50供應液體F2 及氣體F3 。在一實施例中，噴嘴50包括用於由液體F2 及氣體F3 形成霧化流體52之腔室59。
噴嘴50包括內通道54及用於液體F2 之第一入口58A。第二導管70連接至第一入口58A並將液體F2 供應至噴嘴50之第一入口58A。第一入口58A以流體方式連接至內通道54。液體F2 經由第一入口58A自第二導管70流至內通道54。液體F2 流經內通道54並進入腔室59。
噴嘴50包括外通道56及用於氣體F3 之第二入口58B。第二導管80連接至第二入口58B並將氣體F3 供應至噴嘴50之第二入口58B。第二入口58B以流體方式連接至外通道56。氣體F3 經由第二入口58B自導管80流至外通道56。氣體F3 流經外通道56並進入腔室59。
外通道56環繞內通道54。內通道54具有位於腔室59處之端部55。端部55與第一入口58A相對。在一實施例中，外通道56與內通道54之端55處之第一通道56同心。液體F2 自內通道54流入腔室59，而氣體F3 自外通道56流入腔室59。
氣體F3 流出外通道56並與腔室59中之液體F2 混合。在混合至液體F2 中時，氣體F3 將液體F2 分散成液滴並加速液體F2 液滴。在一實施例中，流出外通道56之氣體F3 具有比流出內通道54之液體F2 更大的速度。霧化流體52然後自腔室59在排出方向D2 上通過噴嘴50之開口18導出。在一實施例中，排出方向D2 係霧化流體52在開口18處之平均速度之方向。
在一實施例中，供應至噴嘴50之所有液體F2 及氣體F3 被排出。霧化流體52清潔光學窗32。藉由控制供應至噴嘴50之液體F2 及氣體F3 之流率f 2 、流率f 3 來操作噴嘴50。在一實施例中，如上文所論述，流量閥74、流量閥84 (圖1中展示)控制流向噴嘴50之液體F2 及氣體F3 之流率f 2 、流率f 3 。在一實施例中，流量閥74、流量閥84關閉以停止噴嘴50對光學窗32之清潔。在一實施例中，藉由打開閥74、閥84兩者開始清潔光學窗32。在一實施例中，控制器90經組態以僅在用於製程流體F1 之閥64關閉時才開始清潔。
當需要清潔光學窗32時，打開流量閥74、流量閥84，使得液體F2 及氣體F3 到達噴嘴50。噴嘴50然後在光學窗32之內表面34處排出霧化流體52，該霧化流體清潔光學窗32之內表面34。在一實施例中，霧化流體52含有按體積計20%或約20%或小於20%之液體F2 。在一實施例中，霧化流體52含有按體積計為0.65%或約0.65%或小於0.65%之液體F2 。在一實施例中，霧化流體52含有按體積計為0.02%或約0.02%或大於0.02%之液體F2 。在一實施例中，霧化流體52含有按體積計為0.15%或約0.15%或大於0.15%之液體F2 。在一實施例中，霧化流體52含有按體積計為約0.02%至20%之液體F2 。
在一實施例中，當清潔光學窗32時，第二導管70將約0.5公升至2公升每分鐘(LPM)之液體F2 供應至噴嘴50。在一實施例中，當清潔光學窗32時，第三導管80將大約每分鐘10標準公升至300標準公升(SLPM)之氣體F3 供應至噴嘴50。在一實施例中，液體F2 之流率f 2 對氣體F3 之流率f 3 的比率(f 2 :f 3 )係約0.05:300至約2:10。在一實施例中，控制器90可經組態以調節流量閥74、流量閥84，使得液體F2 及氣體F3 之上述流率f 2 、流率f 3 被供應至噴嘴50。在一實施例中，控制器90可經組態以在製程流體F1 通過通路12流入時關閉流量閥74、流量閥84。
圖4係清潔感測器總成中之光學窗之方法100之實施例的方塊圖。例如，方法100可用於清潔圖1至圖3中之感測器總成10中之光學窗32。在一實施例中，光學窗32可係感測器系統(例如，感測器系統1)之一部分。該方法開始於110。
在110，將製程流體流(例如製程流體F1 )供應至感測器總成(例如感測器總成10)之通路(例如通路12)。感測器總成包括通路、光學窗(例如光學窗32)及光學感測器(例如光學感測器38)。光學感測器經組態以通過光學窗向通路傳輸光以偵測流體之光學性質。製程流體在流經通路時接觸光學窗。然後，方法100進行至120。
在120，停止至通路之製程流體流。在一實施例中，流量閥(例如流量閥64)控制製程流體流。在一實施例中，停止製程流體流(120)可包括關閉流量閥。然後，方法100進行至130。
在130，形成含有氣體(例如氣體F3 )及液體(例如液體F2 )之霧化流體(例如霧化流體52)。在一實施例中，形成霧化流體(130)包括將液體流供應至噴嘴(132) (例如，噴嘴50)。在一實施例中，液體藉由導管(例如，導管70)供應至噴嘴。導管可將液體供應至噴嘴之入口(例如，第一入口58A)。在一實施例中，形成霧化流體(130)包括將氣體流供應至噴嘴134。在一實施例中，氣體藉由第二導管(例如，導管80)供應至噴嘴。導管可將氣體供應至第二入口(例如，第二入口58B)。
在一實施例中，形成霧化流體130亦包括在噴嘴中組合液體流及氣體流(136)。組合液體流及氣體流以形成霧化流體。在一實施例中，噴嘴包括腔室(例如腔室59)。液體流及流動氣體流各自流入腔室並在腔室中組合。然後，方法100自130進行至140。
在140，藉由噴嘴將霧化流體排出至通路中。霧化流體在與光學窗32之內表面34相交之排出方向(例如，排出方向D2 )上排出。霧化流體中之液滴經組態以高速衝擊內表面34。黏附在光學窗32之內表面34上之材料藉由液滴之高速衝擊而被去除。
在一實施例中，方法100可基於如圖1所展示或如上文所描述之感測器系統1，或如圖1至圖3所展示或如上文所描述之感測器總成1而修改。例如，方法100可包括用閥停止液體之供應。態樣：
態樣1至7中任一項可與態樣8至19中任一項組合，態樣8至15中任一項可與態樣16至19中任一項組合。
態樣1.一種感測器總成，其包含：用於製程流體流經感測器總成之通路；光學窗，其包括形成通路之側壁之第一部分之內表面；光學感測器，其經組態以通過光學窗向通路傳輸光以偵測製程流體之光學性質；及噴嘴，其用於在衝擊光學窗之內表面之方向上將霧化流體形式之液體及氣體排出至通路中。
態樣2.如態樣1之感測器總成，其中霧化流體通過通路之側壁之第二部分中之開口排出至通路中。
態樣3.如態樣2之感測器總成，其中該側壁之第一部分及該側壁之第二部分配置在通路中之相對側上。
態樣4.如態樣1至3中任一項之感測器總成，其中排出方向與垂直於光學窗之內表面之方向之間的角度小於45度。
態樣5.如態樣1至4中任一項之感測器總成，其中噴嘴包括用於氣體之外通道及用於液體之內通道，外通道環繞內通道，噴嘴藉由將氣體與液體組合而形成霧化流體。
態樣6.如態樣1至5中任一項之感測器總成，其中霧化流體含有按體積計為約0.05至20%之液體。
態樣7.如態樣1至6中任一項之感測器總成，其中液體係去離子水且氣體係惰性氣體。
態樣8.一種感測器系統，其包含：用於製程流體之感測器總成，該感測器總成包括：用於製程流體流經感測器總成之通路；具有形成通路之側壁之內表面之光學窗；經組態以通過光學窗向通路傳輸光以偵測製程流體之光學性質之光學感測器，用於形成含有液體及氣體之霧化流體之噴嘴，該噴嘴經組態以在衝擊光學窗之內表面之方向上將霧化流體排出至通路中；以流體方式連接至噴嘴以將液體供應至噴嘴之第一導管；及以流體方式連接至噴嘴以將氣體供應至噴嘴之第二導管。
態樣9.如態樣8之感測器系統，其中製程流體接觸光學窗之內表面。
態樣10.如態樣8或9中之一項之感測器系統，其中霧化流體通過通路之側壁中之開口排出至通路中。
態樣11.如態樣10之感測器系統，其中通路之側壁中之開口及光學窗配置在通路之相對側上。
態樣12.如態樣8至11中任一項之感測器系統，其中噴嘴包括外通道及內通道，該外通道環繞該內通道，第一導管將該液體供應至噴嘴之該內通道且第二導管將氣體供應至噴嘴之外通道。
態樣13.如態樣8至12中任一項之感測器系統，其中第一導管將液體之流率供應至噴嘴且第二導管將氣體之流率供應至噴嘴，使得霧化流體含有按體積計為約0.02%至20%之液體。
態樣14.如態樣8至13中任一項之感測器系統，其中第一導管將液體之流率供應至噴嘴且第二導管將氣體之流率供應至噴嘴，液體之流率對氣體之體積的比率係自0.05:300至2:10。
態樣15.如態樣8至14中任一項之感測器系統，其進一步包含：第一流量閥，其控制液體通過第一導管流向噴嘴之流量；第二流量閥，其控制氣體通過第二導管流向噴嘴之流量；及控制器，其經組態以在製程流體流入通路時關閉第一流量閥及第二流量閥。
態樣16.一種清潔感測器總成中之光學窗之方法，感測器總成包括通路及光學感測器，該光學感測器經由光學窗向通路傳輸光以偵測流經通路之製程流體之光學性質，該方法包含：形成含有氣體及液體之霧化流體；及在衝擊光學窗之內表面之方向上將霧化流體排出至通路中。
態樣17.如態樣16之方法，其中形成霧化流體包括：將液體流供應至噴嘴，將氣體流供應至噴嘴，在噴嘴中混合液體流及氣體流。
態樣18.如態樣16或17中之一項之方法，其中在衝擊光學窗之內表面之方向上將霧化流體排出至通路中包括在該方向上引導霧化流體通過通路之側壁中之開口。
態樣19.如態樣16至18中任一項之方法，其進一步包含：將製程流體流供應至通路；及在將霧化流體排出至通路中之前停止將製程流體流入通路中。
已經如此描述了本發明之幾個說明性實施例，熟習此項技術者將容易理解，在所附申請專利範圍之範疇內可製造及使用其他實施例。在前面的描述中已經闡述了本文件所涵蓋之揭示內容之許多優點。然而，應理解，本發明在許多方面僅僅係說明性的。可在細節上，特別係在組件之形狀、尺寸及配置方面進行改變，而不超出本發明之範疇。當然，本發明之範疇由所附申請專利範圍表達之語言限定。
1:感測器系統 10:感測器總成 12:通路 14:第一側壁 16:第二側壁 18:開口 20:入口 22:出口 24:螺紋 32:光學窗 34:內表面 36:外表面 38:光學感測器 50:噴嘴 52:霧化流體 54:內通道 55:端部 56:外通道 58A:第一入口 58B:第二入口 59:腔室 60:第一導管 62:製程流體源 64:流量閥 70:第二導管 72:液體源 74:流量閥 76:流量感測器 80:第三導管 82:氣體源 84:流量閥 86:流量感測器 90:控制器 100:方法 110:步驟 120:步驟 130:步驟 132:步驟 134:步驟 136:步驟 140:步驟 D1 :方向 D2 :排出方向 D3 :方向 D4 :排出方向 F1 :製程流體 F2 :液體 F3 :氣體 ƒ2 :流率 ƒ3 :流率 α:角度
藉由以下圖式將更好地理解感測器系統、感測器總成及清潔感測器總成中之光學窗之方法之所描述及其他特徵、態樣及優點：
圖1係感測器系統之實施例的示意圖。
圖2係根據本發明之實施例的圖1中之感測器總成的截面圖。
圖3係根據本發明之實施例的圖2中之噴嘴的放大截面圖。
圖4係清潔感測器總成中之光學窗之方法之實施例的方塊圖。
雖然本發明可具有各種修改及替換形式，但其細節已經藉由圖式中之實例展示且將被詳細描述。然而，應理解，其意圖並不在於將本發明之態樣限定於所描述之特定說明性實施例。相反，其意圖係涵蓋落入本發明之精神及範疇內之所有修改、等同物及替換。
10:感測器總成
12:通路
14:第一側壁
16:第二側壁
18:開口
20:入口
22:出口
24:螺紋
32:光學窗
34:內表面
36:外表面
38:光學感測器
50:噴嘴
52:霧化流體
70:第二導管
80:第三導管
D1:方向
D2:排出方向
D3:方向
D4:排出方向
F1:製程流體
F2:液體
F3:氣體
α:角度

Claims (10)

  1. 一種感測器總成，其包含：一具有一入口及一出口之通路，該通路用於一製程流體流經該感測器總成；一光學窗，該光學窗包括形成該通路之一側壁之一第一部分之一內表面；一光學感測器，該光學感測器經組態以通過該光學窗向該通路傳輸光以偵測該製程流體之一光學性質；及一噴嘴，該噴嘴用於在衝擊該光學窗之該內表面之一方向上將一霧化流體形式之一液體及一氣體排出至該通路中。
  2. 如請求項1之感測器總成，其中該霧化流體通過該通路之該側壁之一第二部分中之一開口排出至該通路中。
  3. 如請求項1之感測器總成，其中該排出方向與垂直於該光學窗之該內表面之一方向之間的一角度小於45度。
  4. 如請求項1之感測器總成，其中該噴嘴包括用於該氣體之一外通道及用於該液體之一內通道，該外通道環繞該內通道，該噴嘴藉由將該氣體與該液體組合而形成該霧化流體。
  5. 一種感測器系統，其包含： 用於一製程流體之一感測器總成，該感測器總成包括：一具有一入口及一出口之通路，該通路用於該製程流體流經該感測器總成；一光學窗，該光學窗具有形成該通路之一側壁之一內表面；一光學感測器，該光學感測器經組態以通過該光學窗向該通路傳輸光以偵測該製程流體之一光學性質，及一噴嘴，該噴嘴用於形成含有一液體及一氣體之一霧化流體，該噴嘴經組態以在衝擊該光學窗之該內表面之一方向上將該霧化流體排出至該通路中；一第一導管，該第一導管以流體方式連接至該噴嘴以將該液體供應至該噴嘴；及一第二導管，該第二導管以流體方式連接至該噴嘴以將該氣體供應至該噴嘴。
  6. 如請求項5之感測器系統，其中該製程流體接觸該光學窗之該內表面。
  7. 如請求項5之感測器系統，其中該霧化流體通過該通路之該側壁中之一開口排出至該通路中。
  8. 如請求項5之感測器系統，其中該噴嘴包括一外通道及一內通道，該外通道環繞該內通道，該第一導管將該液體供應至該噴嘴之該內通道且該第二導管將該氣體供應至該噴嘴之該外通道。
  9. 如請求項5之感測器系統，其進一步包含：一第一流量閥，該第一流量閥控制該液體通過該第一導管流向該噴嘴之流量；一第二流量閥，該第二流量閥控制該氣體通過該第二導管流向該噴嘴之流量；及控制器，該控制器經組態以在該製程流體流入該通路時關閉該第一流量閥及該第二流量閥。
  10. 一種清潔一感測器總成中之一光學窗之方法，該方法包含：使一製程流體流經一感測器總成之一通路，該感測器總成包括一光學感測器，該光學感測器經由該光學窗向一通路傳輸光以偵測流經具有一入口及一出口之該通路之一製程流體之一光學性質；形成含有一氣體及一液體之一霧化流體；及在衝擊該光學窗之一內表面之一方向上將該霧化流體排出至該通路中。
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