相關(guān)申請(qǐng)案交叉參考

本申請(qǐng)案依據(jù)35u.s.c.§119的條款主張以托馬斯·h.·鮑姆(thomash.baum)等人的名義于2015年1月19日提出申請(qǐng)的關(guān)于“用于ir及uv監(jiān)測(cè)的小體積長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度多程氣體池(smallvolume,longpathlengthmulti-passgascellforiranduvmonitoring)”的第62/105,178號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益。此第62/105,178號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案的公開內(nèi)容的全文出于所有目的特此并入本文中。

本發(fā)明涉及一種在例如半導(dǎo)體產(chǎn)品、平板顯示器及太陽(yáng)能面板的制造等應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的小體積長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度光電監(jiān)測(cè)的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法。描述提供對(duì)流體性材料(例如受約束體積內(nèi)的液體及氣體)的測(cè)量的經(jīng)增大敏感性的光學(xué)池。此類光學(xué)池采用來自光學(xué)腔的壁的多次反射，且明確地說通常用于在寬范圍的應(yīng)用(例如，工業(yè)、環(huán)境、公共安全、國(guó)防、消費(fèi)及醫(yī)療應(yīng)用)中測(cè)量及檢測(cè)低濃度氣體或蒸汽。

背景技術(shù)：

在用于監(jiān)測(cè)流體(例如，以定量或表征流體流中的所關(guān)注組分)的光電檢測(cè)器的使用中，已開發(fā)紅外監(jiān)測(cè)裝置。這些裝置可具有廣泛變化的類型。

在一種類別的此類裝置中，紅外輻射通過樣本池以與流過所述池的流體流相互作用。此類裝置中所利用的紅外輻射源通常是經(jīng)配置以產(chǎn)生經(jīng)準(zhǔn)直射束的寬帶紅外光源。所述射束接觸流體流，所述流體流通常為氣體，但可包括液體或氣體/液體混合物。在此接觸中，入射輻射的射束與所述流的組分相互作用，且所傳輸或所反射信號(hào)從樣本池傳出并照在紅外檢測(cè)器上。

可以各種形式配置紅外檢測(cè)器。舉例來說，所述紅外檢測(cè)器可包括多個(gè)獨(dú)立濾波通道，所述多個(gè)獨(dú)立濾波通道各自配備有準(zhǔn)許具有特定光譜特性的紅外輻射通過的特定濾波元件。因此，獨(dú)立濾波元件可用于識(shí)別所關(guān)注的特定組分或化學(xué)物質(zhì)，所述所關(guān)注的特定組分或化學(xué)物質(zhì)與來自ir光源的紅外光相互作用且產(chǎn)生此紅外光的區(qū)別性更改、衰減或調(diào)制，使得來自樣本池的紅外光輸出可識(shí)別為是與此些組分或化學(xué)物質(zhì)相關(guān)聯(lián)的。

舉例來說，紅外檢測(cè)器可包括經(jīng)布置具有將紅外熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?例如，dc輸出信號(hào))的接收熱電堆(熱電等)元件的ir濾波器。因此，與特定濾波器相關(guān)聯(lián)的熱電堆元件可“經(jīng)調(diào)諧”以在用具有由相關(guān)聯(lián)濾波器決定的特定波長(zhǎng)或其它光譜特性的ir輻射照射熱電堆元件時(shí)響應(yīng)地產(chǎn)生輸出電信號(hào)。

前述紅外流體監(jiān)測(cè)裝置可應(yīng)用于眾多材料及應(yīng)用。廣泛地，本發(fā)明的流體監(jiān)測(cè)裝置可以若干變體配置及形式中的任一者體現(xiàn)且可(舉例來說)囊括廣泛變化類型的熱電檢測(cè)器。

作為特定實(shí)例，熱電堆紅外(tpir)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可用于其中通過使用對(duì)應(yīng)金屬前驅(qū)物的氣相沉積工藝來實(shí)施金屬化(例如，鎢金屬化)的半導(dǎo)體制造設(shè)施中，其中tpir監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)配置以監(jiān)測(cè)來自氣相沉積工藝的流出物流以檢測(cè)前驅(qū)物及其在所述工藝中產(chǎn)生的氣相分解產(chǎn)物的流出物濃度。此tpir監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中所利用的檢測(cè)器可包含出于基線參考或校準(zhǔn)目的而利用的參考通道。

上文所描述光電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在使用中必須解決競(jìng)爭(zhēng)設(shè)計(jì)考慮因素。一般來說，紅外射束通過樣本池中的流體流的路徑合意地具有實(shí)現(xiàn)入射ir射束與流體流的對(duì)應(yīng)相互作用的基本長(zhǎng)度以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)操作中的高準(zhǔn)確性(及分辨率)水平。因此，長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度允許實(shí)現(xiàn)低檢測(cè)限制。同時(shí)，明確地說，在其中空間昂貴且期望被最小化的應(yīng)用(例如半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè))中，提供具有緊湊特性的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使得所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)地具有小體積及小形狀因子或占用面積是合意的。

除用于檢測(cè)及分析多組分流體流的組分的紅外光源光電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之外，此項(xiàng)技術(shù)內(nèi)還利用利用其它類型的光源(包含可見光源、紫外(uv)光源等)的光電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

上文所描述類型的流體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要具有適于特定電磁輻射(例如，光)與被監(jiān)測(cè)的材料的相互作用的大小的光學(xué)路徑長(zhǎng)度，且如上文所提及，所述路徑長(zhǎng)度決定可由特定監(jiān)測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)的測(cè)量的敏感度及較低檢測(cè)限制。根據(jù)朗伯定律或更普遍地說比爾-朗伯-布格定律，電磁輻射的吸收與路徑長(zhǎng)度成比例。路徑長(zhǎng)度考慮因素可限制監(jiān)測(cè)設(shè)備在其中需要測(cè)量低濃度氣體或蒸汽的許多應(yīng)用中的實(shí)際使用。需要1米或更大的路徑長(zhǎng)度來測(cè)量濃度范圍低至百萬分之幾、乃至十億分之幾或更低的材料是屢見不鮮的。

為在實(shí)現(xiàn)小大小、小體積配置的同時(shí)實(shí)現(xiàn)樣本池中的長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度，已提出且開發(fā)了多程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。此些小體積長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度的流體樣本池采用入射輻射射束的多次通過或反射來以相對(duì)小形狀因子實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度。小體積使得時(shí)間延遲被減小，而長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)較低檢測(cè)限制。

因此，在實(shí)現(xiàn)有用光電流體監(jiān)測(cè)池中的主要考慮因素是實(shí)現(xiàn)以下各項(xiàng)：用于監(jiān)測(cè)操作的低樣本體積要求、用于光學(xué)監(jiān)測(cè)的經(jīng)延長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度以實(shí)現(xiàn)經(jīng)改進(jìn)樣本測(cè)量敏感度、組件的高效光學(xué)耦合以使光學(xué)信號(hào)利用率最大化，以及流體監(jiān)測(cè)池及相關(guān)聯(lián)零件與組合件的低成本可制造性。

此項(xiàng)技術(shù)持續(xù)地尋求用于檢測(cè)及分析多組分流體流的組分及用于實(shí)時(shí)流體流監(jiān)測(cè)的光電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及流體監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法。

在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測(cè)流體的多程池組合件，所述多程池組合件包括：

弧形外接部件，其界定多程光學(xué)反射室，所述弧形外接部件包括沿其弧形范圍的面向內(nèi)的反射性表面，所述面向內(nèi)的反射性表面使照在其上的光產(chǎn)生多程光學(xué)反射；

光輸入結(jié)構(gòu)，其經(jīng)配置以將來自光源的光引導(dǎo)到所述弧形外接部件的所述反射性表面，使得所述光學(xué)反射室中產(chǎn)生光的所述多程光學(xué)反射；

光輸出結(jié)構(gòu)，其經(jīng)配置以將來自所述弧形外接部件的所述反射性表面的多程光引導(dǎo)出所述光學(xué)反射室以對(duì)所述多程光進(jìn)行檢測(cè)及處理；

流體入口，其經(jīng)配置以將流體引入到所述多程光學(xué)反射室，使得所述流體與所述多程光學(xué)反射室中的多程光相互作用；及

流體出口，其經(jīng)配置以在與所述多程光學(xué)反射室中的多程光相互作用之后將流體從所述多程光學(xué)反射室排出。

在另一方面中，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測(cè)流體的多程池組合件，所述多程池組合件包括：

圓柱形壁部件，其外接且界定多程光學(xué)反射室，所述圓柱形壁部件中包括沿圓周間隔開的開口；

反射鏡，其處于所述沿圓周間隔開的開口中，所述反射鏡是面向內(nèi)的且經(jīng)配置以在所述多程光學(xué)反射室中產(chǎn)生光的多程光學(xué)反射；

光輸入結(jié)構(gòu)，其經(jīng)配置以將來自光源的光引導(dǎo)到所述反射鏡中的一或多者的反射性表面上，使得所述光學(xué)反射室中產(chǎn)生光的所述多程光學(xué)反射；

光輸出結(jié)構(gòu)，其經(jīng)配置以將多程光引導(dǎo)出所述光學(xué)反射室以對(duì)所述多程光進(jìn)行檢測(cè)及處理；

底及蓋部件，其與所述圓柱形壁部件協(xié)作地嚙合以圍封所述多程光學(xué)反射室；

流體入口，其經(jīng)配置以將流體引入到所述多程光學(xué)反射室，使得所述流體與所述多程光學(xué)反射室中的多程光相互作用，所述流體入口包括所述底部件中的至少一個(gè)流體入口端口；

流體出口，其經(jīng)配置以在與所述多程光學(xué)反射室中的多程光相互作用之后將流體從所述多程光學(xué)反射室排出，所述流體出口包括所述底部件中的至少一個(gè)流體出口端口；

光源，其安裝在所述蓋部件上且光學(xué)耦合到所述光輸入結(jié)構(gòu)；及

光檢測(cè)器，其安裝在所述蓋部件上且光學(xué)耦合到光輸出結(jié)構(gòu)。

在又一方面中，本發(fā)明涉及一種流體處理系統(tǒng)，所述流體處理系統(tǒng)包括：

處理工具，其利用或產(chǎn)生流體流；及

如本文中以各種形式描述的用于監(jiān)測(cè)流體的多程池組合件，其經(jīng)配置以用于使所述流體流從所述流體入口穿過所述多程光學(xué)反射室流動(dòng)到所述流體出口以便與所述多程光學(xué)反射室中的多程光相互作用。

本發(fā)明的另一方面涉及一種監(jiān)測(cè)流體流的方法，所述方法包括：使所述流體流流動(dòng)穿過如本文中以各種形式描述的本發(fā)明的多程池組合件以產(chǎn)生多程光輸出；及處理所述多程光輸出以表征或分析所述流體流。

從以下說明及所附權(quán)利要求書將更全面明了本發(fā)明的其它方面、特征及實(shí)施例。

附圖說明

圖1是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的本發(fā)明的多程池組合件的簡(jiǎn)化示意性俯視平面圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的本發(fā)明的多程池組合件的簡(jiǎn)化示意性俯視平面圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的本發(fā)明的多程池組合件的簡(jiǎn)化示意性俯視平面圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的多程池布置的簡(jiǎn)化示意性俯視平面圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的采用分面式反射性表面的多程池布置的簡(jiǎn)化示意性俯視平面圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的多程池組合件的分解透視圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多程池子組合件的透視示意圖。

圖8是包含圖7的子組合件的多程池組合件的透視示意圖。

圖9是圖7的多程池子組合件的仰視透視圖。

圖10是圖9的多程池子組合件的示意性立面圖。

圖11是多程池組合件的俯視透視圖，其展示多程池組合件中的氣體入口結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。

圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多程池組合件的俯視透視圖，所述多程池組合件的特征為池組合件的蓋裝式ir源及ir檢測(cè)器。

圖13是圖12的多程池組合件的立面圖。

圖14是圖12及13中所展示的類型的多程池組合件的透視圖，所述多程池組合件進(jìn)一步包含氣體流動(dòng)回路，所述氣體流動(dòng)回路包含耦合到多程池的氣體入口及出口線路。

圖15是圖14的多程池組合件的透視圖，所述多程池組合件展示為具有質(zhì)量流量控制器以指示多程池組合件的尺寸大小特性。

圖16是多程池組合件監(jiān)測(cè)蒸汽流得到的輸出數(shù)據(jù)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，所述蒸汽流包含來自供應(yīng)羰基鎢前驅(qū)物蒸汽的氣化器的蒸汽及氬載體氣體，所述蒸汽流表示在氣相沉積操作中用于半導(dǎo)體襯底上的鎢薄膜沉積的蒸汽流。

圖17是結(jié)合控制系統(tǒng)一起利用本發(fā)明的多程池組合件的半導(dǎo)體制造工藝系統(tǒng)的示意性表示，所述控制系統(tǒng)用于響應(yīng)于多程池組合件感測(cè)而調(diào)制系統(tǒng)操作。

圖18是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的多程池組合件的透視圖。

圖19及20是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多程池組合件的經(jīng)3d打印鋁復(fù)合組件的透視圖，所述經(jīng)3d打印鋁復(fù)合組件利用涂覆有金的反射鏡且經(jīng)配置使得在組裝之后不需要光學(xué)對(duì)準(zhǔn)。

圖21是在圖18到20的多程池組合件中可利用的紅外源的立面圖。

圖22是在圖18到20的多程池組合件中可利用的4通道檢測(cè)器的立面圖。

圖23是多程池組合件的仰視平面圖，其中展示到單元的氣體連接，所述氣體連接用于將氣體傳輸?shù)接糜诒O(jiān)測(cè)操作的池中且用于將所監(jiān)測(cè)氣體從所述池排出。圖24是具有附加氣體流動(dòng)線路的此類氣體連接的透視圖。

圖25是線性池組合件監(jiān)測(cè)蒸汽流得到的輸出數(shù)據(jù)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，所述蒸汽流包含來自供應(yīng)羰基鎢前驅(qū)物蒸汽的氣化器的蒸汽及氮載體氣體，所述蒸汽流表示在氣相沉積操作中用于半導(dǎo)體襯底的鎢金屬化的蒸汽流。

圖26是本發(fā)明的多程池組合件在對(duì)應(yīng)于用于產(chǎn)生圖25的曲線圖中的數(shù)據(jù)的操作條件的操作條件下監(jiān)測(cè)蒸汽流得到的輸出數(shù)據(jù)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，所述蒸汽流包含來自供應(yīng)羰基鎢前驅(qū)物的氣化器的蒸汽以及氮載體氣體，所述蒸汽流表示在氣相沉積操作中用于半導(dǎo)體襯底的鎢金屬化的蒸汽流。

圖27是1m長(zhǎng)線性池組合件在55℃的溫度及40托的壓力下監(jiān)測(cè)氣體流得到的輸出數(shù)據(jù)(2個(gè)脈沖)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，所述氣體流包括處于500sccm的氣體流動(dòng)速率的氬。

圖28是本發(fā)明的多程池組合件在55℃的溫度及40托的壓力下監(jiān)測(cè)氣體流得到的輸出數(shù)據(jù)(2個(gè)脈沖)與時(shí)間的關(guān)系的對(duì)應(yīng)曲線圖，所述氣體流包括處于500sccm的流動(dòng)速率的氬載體氣體。

圖29是本發(fā)明的多程池組合件在55℃的溫度及40托的壓力下監(jiān)測(cè)氣體流得到的輸出數(shù)據(jù)(22個(gè)脈沖)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，所述氣體流包括處于500sccm的流動(dòng)速率的氬載體氣體。

圖30是關(guān)于羰基鎢前驅(qū)物蒸汽的輸出數(shù)據(jù)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，所述曲線圖呈本發(fā)明的多程池組合件的濃度梯度測(cè)量的形式。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及其中采用具有高度高效且緊湊配置的多程池組合件來實(shí)現(xiàn)流體的經(jīng)延長(zhǎng)路徑光學(xué)監(jiān)測(cè)的流體監(jiān)測(cè)設(shè)備及方法。

在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測(cè)流體的多程池組合件，所述多程池組合件包括：

弧形外接部件，其界定多程光學(xué)反射室，所述弧形外接部件包括沿其弧形范圍的面向內(nèi)的反射性表面，所述面向內(nèi)的反射性表面使照在其上的光產(chǎn)生多程光學(xué)反射；

光輸入結(jié)構(gòu)，其經(jīng)配置以將來自光源的光引導(dǎo)到所述弧形外接部件的所述反射性表面，使得所述光學(xué)反射室中產(chǎn)生光的所述多程光學(xué)反射；

光輸出結(jié)構(gòu)，其經(jīng)配置以將來自所述弧形外接部件的所述反射性表面的多程光引導(dǎo)出所述光學(xué)反射室以對(duì)所述多程光進(jìn)行檢測(cè)及處理；

流體入口，其經(jīng)配置以將流體引入到所述多程光學(xué)反射室，使得所述流體與所述多程光學(xué)反射室中的多程光相互作用；及

流體出口，其經(jīng)配置以在與所述多程光學(xué)反射室中的多程光相互作用之后將流體從所述多程光學(xué)反射室排出。

在此多程池組合件的特定布置中，所述反射性表面可包括沿所述弧形外接部件的所述弧形范圍的多個(gè)反射鏡。在這些布置中，所述弧形外接部件可包括弧形外接支撐件，所述弧形外接支撐件中包括接納開口，所述接納開口中安裝有所述多個(gè)反射鏡中的相應(yīng)反射鏡。所述反射鏡可包括拋物面反射鏡或可具有其它形狀或構(gòu)象。

特定實(shí)施例中的所述弧形外接部件可包括圓柱形壁部件，例如，其中所述圓柱形壁部件包括反射性內(nèi)壁表面，所述反射性內(nèi)壁表面包括所述面向內(nèi)的反射性表面?；蛘撸龌⌒瓮饨硬考砂ǚ置媸交蚍侄问絻?nèi)表面，所述分面式或分段式內(nèi)表面包括所述面向內(nèi)的反射性表面。

在各種實(shí)施例中，所述多程池組合件可進(jìn)一步包括與所述弧形外接部件協(xié)作地耦合以圍封所述多程光學(xué)反射室的蓋及底部件。

這些蓋及底部件可包括內(nèi)部反光性表面，使得所述池本身以光管方式起作用以使光學(xué)反射效率最大化。

在特定布置中，所述多程池組合件的所述流體入口可包含所述底部件中的至少一個(gè)流體入口端口，且特定實(shí)施例中的所述池組合件可包含兩個(gè)或多于兩個(gè)此類流體入口端口以實(shí)現(xiàn)所述流體流流動(dòng)穿過所述子組合件的均勻性。

以類似方式，所述流體出口可包含所述底部件中的至少一個(gè)流體出口端口，且當(dāng)所述底部件含有流體入口端口時(shí)，所述流體出口端口可與所述流體入口橫向間隔開以防止池組合件中發(fā)生流體短路或者其它非均勻或異常行為。

所述多程池組合件中的所述光輸入結(jié)構(gòu)可包括光入口端口，所述光入口端口經(jīng)配置以適應(yīng)光源在所述光入口端口中的定位或替代地經(jīng)配置以光學(xué)耦合到光源，以便將入射光引入到所述池組合件的所述多程光學(xué)反射室中。

所述多程池組合件中的所述光輸出結(jié)構(gòu)可以類似方式包括光出口端口，所述光出口端口經(jīng)配置以適應(yīng)輸出光檢測(cè)器在所述光出口端口中的定位或替代地經(jīng)配置以光學(xué)耦合到輸出光檢測(cè)器。

在所述多程池組合件中，所述光輸入端口及所述光輸出端口相對(duì)于彼此的相對(duì)位置經(jīng)合意地布置以實(shí)現(xiàn)引入到所述光學(xué)反射室的光的特定程度的多次通過，使得所述光學(xué)反射室的所述光輸入及光輸出實(shí)現(xiàn)其中采用所述多程池組合件的特定應(yīng)用的必要路徑長(zhǎng)度。所述相應(yīng)光輸入及光輸出端口相對(duì)于彼此的相對(duì)位置在本發(fā)明的廣泛實(shí)踐內(nèi)可廣泛變化。

在一些實(shí)施例中，使光輸入端口與光輸出端口相對(duì)于彼此而定位以在其間界定介于30°到90°的范圍內(nèi)的夾角可是合意的。在其它實(shí)施例中，使光輸入端口與光輸出端口相對(duì)于彼此而定位以在其間界定介于35°到75°的范圍內(nèi)的夾角可是合意的。將認(rèn)識(shí)到，在此項(xiàng)技術(shù)內(nèi)基于本文中的公開內(nèi)容可容易地確定輸入及輸出端口的最優(yōu)定位，以提供多程池組合件的特定實(shí)施方案的適合布置。

所述多程池組合件可由任何適合構(gòu)造材料制作，且取決于流動(dòng)穿過多程池組合件的所述光學(xué)反射室的流體流的特定特性及成分，可(舉例來說)包括金屬材料、陶瓷材料、合金材料、聚合材料或復(fù)合材料，這是因?yàn)槎喑坛亟M合件的構(gòu)造材料相對(duì)于流體流為非反應(yīng)性的是合意的。在一些應(yīng)用中，由具有高熱容的材料制作多程池組合件或其子組合件以便在池組合件的操作中促成等溫性可是合意的。特定構(gòu)造材料的選擇可是基于材料的熱特性、物理特性、化學(xué)特性及/或光學(xué)特性而進(jìn)行以實(shí)現(xiàn)多程池組合件的所要性能行為。在各種實(shí)施例中，所述弧形外接部件由鋁復(fù)合材料制作以在使用中促成池組合件的等溫操作。

在特定實(shí)施例中，所述多程池組合件的所述弧形外接部件可包括模制的或經(jīng)微機(jī)械加工的部件或者經(jīng)3d打印的部件，以促進(jìn)池組合件的經(jīng)濟(jì)性制造。更一般來說，可采用任何適合制造方法。

反射鏡(即，本發(fā)明的多程池組合件的反射性表面組件)可具有適于此組合件在特定氣體監(jiān)測(cè)應(yīng)用中的功能及操作的任何適合類型。在一些實(shí)施例中，多程池組合件的所述反射性表面包括沿所述弧形外接部件的所述弧形范圍的多個(gè)反射鏡，其中每一反射鏡包括其上(例如)通過氣相沉積技術(shù)而沉積有金涂層反射性表面的石英反射鏡襯底。

多程池組合件的所述光輸入結(jié)構(gòu)可包括所述組合件的所述弧形外接部件中的光輸入端口，且光源可安置在此光輸入端口中或光學(xué)耦合到此光輸入端口。所述光源可具有任何適合特性，且在特定實(shí)施方案中，可包括紅外光源、uv光源、可見光源或具有特定所要光譜特性的其它光源。所述光源優(yōu)選地給所述光學(xué)反射室提供經(jīng)準(zhǔn)直光。

同樣地，所述光輸出結(jié)構(gòu)可包括光輸出端口及所述弧形外接部件，且光檢測(cè)器可安置在所述光輸出端口中或光學(xué)耦合到所述光輸出端口。

在各種特定實(shí)施例中，所述多程子組合件可進(jìn)一步包括協(xié)作地嚙合所述弧形外接部件以圍封所述多程光學(xué)反射室的蓋及底部件。所述底部件可與所述弧形外接部件整體形成，或替代地，所述底部件可最初形成為單獨(dú)部件，所述單獨(dú)部件(例如)通過隆起、焊接、粘合劑接合、機(jī)械緊固或其它適合技術(shù)固定到所述弧形外接部件。同樣地，所述蓋部件可以任何適合方式與所述弧形外接部件協(xié)作地嚙合，且可采用機(jī)械地緊固到所述弧形外接部件的可拆離蓋的形式。

在特定布置中，包含蓋及底部件的所述池組合件可進(jìn)一步包含：光源，其安裝在所述蓋部件上且光學(xué)耦合到所述光輸入結(jié)構(gòu)；及光檢測(cè)器，其安裝在所述蓋部件上且光學(xué)耦合到所述光輸出結(jié)構(gòu)。此布置準(zhǔn)許迅速地接達(dá)光源及光檢測(cè)器子組合件以進(jìn)行維修、替換等。

在特定實(shí)施方案中，光源可包括紅外光源，且對(duì)應(yīng)光檢測(cè)器可包括紅外光檢測(cè)器，例如，多通道紅外光檢測(cè)器。(所述源可為寬帶或特定能帶。)此紅外光檢測(cè)器可包括適當(dāng)濾波器以及感測(cè)及信號(hào)處理組件以輸出結(jié)合使流體流通過池組合件而用于表征或分析流體流或其組分的一或若干適當(dāng)信號(hào)。

在各種實(shí)施方案中，多程池組合件可包含多程光學(xué)反射室，所述多程光學(xué)反射室經(jīng)配置以提供特定所要尺寸范圍的光路徑長(zhǎng)度，例如，介于0.5米到10米的范圍內(nèi)的光路徑長(zhǎng)度，或介于0.5米到5米的范圍內(nèi)的光路徑長(zhǎng)度，或具有其它尺寸特性的光路徑長(zhǎng)度。

在所述多程光學(xué)反射室中，所輸入光可被定向引入，且多程光可從所述光學(xué)反射室被定向傳出，使得所述室中的反射光程具有特定數(shù)值特性。所述光程有利地為非直徑的，即，在圓形光學(xué)反射室中并非直接以直線直徑方式從光輸入端口線性地去往所述光學(xué)反射室的光輸出端口，以便實(shí)現(xiàn)所述光學(xué)反射室的多程橫穿，在所述光學(xué)反射室中，光路徑分段具有弦特性，使得光沿連續(xù)光程照在所述弧形外接部件的所述反射性表面上以進(jìn)行適合次數(shù)的總體連續(xù)反射。

因此，在各種實(shí)施例中，所述弧形外接部件可包括圓柱形部件，且所述光輸入結(jié)構(gòu)及光輸出結(jié)構(gòu)可經(jīng)配置以在所述光學(xué)反射室中產(chǎn)生光的所述多程光學(xué)反射，其中光的所述多程光學(xué)反射包括在所述光學(xué)反射室中進(jìn)行的10到50次非直徑弦光反射。

在其它實(shí)施例中，所述多程池組合件可經(jīng)配置使得光的所述多程光學(xué)反射包括在所述光學(xué)反射室中進(jìn)行的15到40次非直徑弦光反射。在又其它實(shí)施例中，所述多程池組合件可經(jīng)配置使得光的所述多程光學(xué)反射包括在所述光學(xué)反射室中進(jìn)行的18到30次非直徑弦光反射。通過適當(dāng)?shù)嘏渲枚喑坛亟M合件可采用任何其它次數(shù)的反射。

在另一方面中，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測(cè)流體的多程池組合件，所述多程池組合件包括：

圓柱形壁部件，其外接且界定多程光學(xué)反射室，所述圓柱形壁部件中包括沿圓周間隔開的開口；

反射鏡，其處于所述沿圓周間隔開的開口中，所述反射鏡是面向內(nèi)的且經(jīng)配置以在所述多程光學(xué)反射室中產(chǎn)生光的多程光學(xué)反射；

光輸入結(jié)構(gòu)，其經(jīng)配置以將來自光源的光引導(dǎo)到所述反射鏡中的一或多者的反射性表面上，使得所述光學(xué)反射室中產(chǎn)生光的所述多程光學(xué)反射；

光輸出結(jié)構(gòu)，其經(jīng)配置以將多程光引導(dǎo)出所述光學(xué)反射室以對(duì)所述多程光進(jìn)行檢測(cè)及處理；

底及蓋部件，其與所述圓柱形壁部件協(xié)作地嚙合以圍封所述多程光學(xué)反射室；

流體入口，其經(jīng)配置以將流體引入到所述多程光學(xué)反射室，使得所述流體與所述多程光學(xué)反射室中的多程光相互作用，所述流體入口包括所述底部件中的至少一個(gè)流體入口端口；

流體出口，其經(jīng)配置以在與所述多程光學(xué)反射室中的多程光相互作用之后將流體從所述多程光學(xué)反射室排出，所述流體出口包括所述底部件中的至少一個(gè)流體出口端口；

光源，其安裝在所述蓋部件上且光學(xué)耦合到所述光輸入結(jié)構(gòu)；及

光檢測(cè)器，其安裝在所述蓋部件上且光學(xué)耦合到光輸出結(jié)構(gòu)。

從前述內(nèi)容將了解，本發(fā)明的所述多程池組合件可在結(jié)構(gòu)及操作方面廣泛地變化以實(shí)現(xiàn)高效多程光學(xué)反射以使所輸入輻射與所關(guān)注流體在所述光學(xué)反射室中發(fā)生經(jīng)延長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度相互作用。

在又一方面中，本發(fā)明涉及一種流體處理系統(tǒng)，所述流體處理系統(tǒng)包括：

處理工具，其利用或產(chǎn)生流體流；及

如本文中以各種形式描述的用于監(jiān)測(cè)流體的多程池組合件，其經(jīng)配置以用于使所述流體流從所述流體入口穿過所述多程光學(xué)反射室流動(dòng)到所述流體出口以便與所述多程光學(xué)反射室中的多程光相互作用。

此流體處理系統(tǒng)中的所述處理工具可具有針對(duì)利用或產(chǎn)生由所述多程池組合件監(jiān)測(cè)的所述流體流而采用的任何適合類型。

在一個(gè)特定實(shí)施方案中，所述處理工具包括半導(dǎo)體制造工具，例如，氣相沉積工具，所述氣相沉積工具經(jīng)配置以從對(duì)應(yīng)金屬前驅(qū)物(例如，鎢前驅(qū)物)將金屬(例如，鎢)沉積在半導(dǎo)體襯底上，且產(chǎn)生包括未反應(yīng)前驅(qū)物(例如，未反應(yīng)鎢前驅(qū)物)的所述流體流或者產(chǎn)生包括未反應(yīng)鎢前驅(qū)物及所述鎢前驅(qū)物因所述氣相沉積操作而產(chǎn)生的氣相沉積副產(chǎn)物的所述流體流。用于此目的的所述金屬前驅(qū)物可具有任何適合類型，且在各種特定實(shí)施例中，可包括羰基金屬前驅(qū)物化合物，例如，羰基鎢前驅(qū)物化合物。

本發(fā)明的另一方面涉及一種監(jiān)測(cè)流體流的方法，所述方法包括：使所述流體流流動(dòng)穿過如本文中以各種形式描述的本發(fā)明的多程池組合件以產(chǎn)生多程光輸出；及處理所述多程光輸出以表征或分析所述流體流。

此方法中所采用的光可具有任何適合類型，且在特定實(shí)施例中，可包括紫外光、可見光、紅外光或具有所要光譜特性的其它光，包含前述光譜的組合。對(duì)用以表征或分析所述流體流的所述多程光輸出的處理可涉及對(duì)于此目的有效的任何適合操作。

舉例來說，所述處理可包括：對(duì)所述光進(jìn)行濾波且使所得經(jīng)濾波光照在熱電堆檢測(cè)元件上以分析所述流體流的化學(xué)成分。所述流體流可包括在半導(dǎo)體制造操作中被引入的反應(yīng)物或來自半導(dǎo)體制造操作的流出物，所述半導(dǎo)體制造操作例如氣相沉積，所述氣相沉積包括在半導(dǎo)體襯底上進(jìn)行的薄膜沉積，所述薄膜沉積用以從羰基鎢前驅(qū)物的前驅(qū)物蒸汽將鎢金屬及氮化鎢中的至少一者沉積在所述半導(dǎo)體襯底上。所述方法可(舉例來說)通過分析遞送到氣相沉積室的前驅(qū)物或從氣相沉積室排出的工藝流出物的化學(xué)濃度及/或成分而進(jìn)行，以便控制所述半導(dǎo)體制造操作的一或多個(gè)工藝條件及/或確定用于終止所述半導(dǎo)體制造操作的結(jié)束點(diǎn)。

從前述內(nèi)容將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的多程池組合件可以各種各樣的方式構(gòu)成及實(shí)施以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種各樣的對(duì)應(yīng)流體流的監(jiān)測(cè)。所述流體可包括氣體，此術(shù)語被廣義地解釋為包含蒸汽?；蛘?，所述流體可包括液體或氣體/液體或者蒸汽/液體多相流體。此外，所述流體可包括因流體在上游流體處理操作中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)或分解而產(chǎn)生的懸浮或夾帶固體，例如，流體流中的微粒污染物或組分。

參考本發(fā)明的圖1到17的圖式進(jìn)一步圖解說明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及特征。

現(xiàn)在參考圖式，圖1是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的本發(fā)明的多程池組合件100的簡(jiǎn)化示意性俯視平面圖。

如所圖解說明，多程池組合件100包含主體317及弧形外接部件200，所述弧形外接部件可與主體整體地形成或替代地單獨(dú)形成并固定到主體。此實(shí)施例中的弧形外接部件具有圓柱形形式、包括圓柱形形式的支撐壁部件210、界定由弧形外接部件200外接的多程光學(xué)反射室318。此實(shí)施例中的弧形外接部件具有圓柱形特性，但將理解，在其它實(shí)施例中，可采用圍繞光學(xué)反射室延長(zhǎng)小于完整圓周范圍的弧形外接部件。

如所圖解說明的弧形外接部件在支撐壁部件210上具有反射鏡層300以沿外接部件200的弧形范圍設(shè)置面向內(nèi)的反射性表面319。光學(xué)反射室具有直徑314，所述直徑可具有適于通過多程池組合件進(jìn)行的特定光電監(jiān)測(cè)操作的任何適合尺寸特性。

圖1的多程池組合件包含光輸入結(jié)構(gòu)214，所述光輸入結(jié)構(gòu)包括可經(jīng)配置以用于將以輸入光角度315引入的輸入光束輸入到光學(xué)反射室的光輸入端口220。如所圖解說明，輸入光束332通過光輸入端口220到達(dá)面向內(nèi)的反射表面319且此后被連續(xù)地反射以提供多程(經(jīng)反射)光束336。以此方式，多程光透過包括光輸出端口222的光輸出結(jié)構(gòu)216作為輸出光束330而輸出。所述輸出光結(jié)構(gòu)可經(jīng)配置使得光輸出以輸出光角度316從光學(xué)反射室被傳出，所述輸出光角度由光輸出結(jié)構(gòu)的配置決定。

因此，弧形外接部件200界定多程光學(xué)反射室318，且弧形外接部件包括沿其弧形范圍的面向內(nèi)的反射性表面319，所述面向內(nèi)的反射性表面使照在其上的光產(chǎn)生多程光學(xué)反射。

光輸入結(jié)構(gòu)214經(jīng)配置以將來自光源(圖1中未展示)的光引導(dǎo)到弧形外接部件的反射性表面上，使得光學(xué)反射室318中產(chǎn)生光的多程光學(xué)反射。所述光輸出結(jié)構(gòu)經(jīng)配置以將來自弧形外接部件200的反射性表面的多程光引導(dǎo)出光學(xué)反射室318以對(duì)所述多程光進(jìn)行檢測(cè)及處理，例如，通過將所述多程光傳遞到光電檢測(cè)器或其它光學(xué)處理組件(圖1中未展示)而進(jìn)行。

圖1的多程池組合件100另外具備適合的流體入口及出口結(jié)構(gòu)(為清楚起見，圖1中未展示)，所述流體入口及出口結(jié)構(gòu)分別用于：將流體引入到多程光學(xué)反射室使得所述流體與所述多程光學(xué)反射室中的多程光相互作用，及在與所述多程光學(xué)反射室中的多程光相互作用之后將流體從多程光學(xué)反射室排出。此類流體入口及出口結(jié)構(gòu)可為任何適合類型，且可處于光學(xué)反射室的蓋中、處于光學(xué)反射室的底中、穿過弧形外接部件中的端口或以其它方式進(jìn)行設(shè)置以能夠影響流體流入及流出，以使流體與光學(xué)反射室中的光相互作用。

多程池組合件的光學(xué)反射室中的多次反射的總效應(yīng)是延長(zhǎng)樣本路徑長(zhǎng)度以實(shí)現(xiàn)增大的測(cè)量敏感度。路徑長(zhǎng)度可通過對(duì)應(yīng)地增大或減小光學(xué)反射室的直徑314及/或通過增大或減小內(nèi)部反射的次數(shù)(此由進(jìn)口315及輸出316相對(duì)于池組合件的角度決定)而被增大或減小。

因此，池組合件提供氣體監(jiān)測(cè)池的緊湊且具成本效益設(shè)計(jì)。由特定實(shí)施例中的此設(shè)計(jì)提供的內(nèi)部路徑長(zhǎng)度可介于0.5m到10m的范圍內(nèi)。超出此范圍的路徑長(zhǎng)度可被采用，但在特定應(yīng)用中可受大小及空間要求約束，且取決于所關(guān)注的特定光譜區(qū)域，較短路徑長(zhǎng)度可能太小而無法適應(yīng)特定類型的源及檢測(cè)器。較長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度可需要物理上比特定應(yīng)用中所需的池尺寸及體積大的池尺寸及體積?；诒疚闹械墓_內(nèi)容，適于特定應(yīng)用的范圍內(nèi)的路徑長(zhǎng)度可容易地通過建?；?qū)嵶C測(cè)試而確定。在各種實(shí)施例中，可采用0.5m到5m的路徑長(zhǎng)度以利用緊湊大小及內(nèi)部樣本體積而實(shí)現(xiàn)適當(dāng)敏感度。各種實(shí)施例中的樣本體積(即，光學(xué)反射室的體積)可介于從10ml到200ml的范圍內(nèi)，但在其它實(shí)施例中通?？刹捎眯∮诨虼笥诖朔秶臉颖倔w積的樣本體積。

圖1中所展示的池組合件可由構(gòu)成主體317的適合材料塊構(gòu)造，在主體中切出具有圓形橫截面區(qū)段的腔以形成光學(xué)反射室318。所述塊可由任何適當(dāng)構(gòu)造材料(例如金屬、陶瓷、聚合物、材料的化合物等)形成。在特定實(shí)施例中，限界此圓形橫截面區(qū)段光學(xué)反射室的壁的表面可被拋光達(dá)鏡面質(zhì)量光潔度以提供面向內(nèi)的反射性表面319?？商砑禹敳考暗撞堪逡蕴峁┯身敳考暗撞堪迩矣善渖暇哂蟹瓷溏R層300的弧形外接部件200限界的圓形橫截面區(qū)段腔，如所指示，所述反射鏡層可為整體形成的壁部件210的層。頂部及底部板也可為經(jīng)鏡面拋光的，以提供起光導(dǎo)管作用的腔并且生成產(chǎn)生經(jīng)延長(zhǎng)光學(xué)路徑長(zhǎng)度所需的多次反射。

多程池組合件的關(guān)于光輸入結(jié)構(gòu)及光輸出結(jié)構(gòu)的放置及定位的各種配置是可能的。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的本發(fā)明的多程池組合件的簡(jiǎn)化示意性俯視平面圖。圖2的多程池組合件的對(duì)應(yīng)部分及元件的參考編號(hào)相對(duì)于圖1的相同部分及元件被對(duì)應(yīng)地編號(hào)。圖1的多程池組合件分別包含彼此(例如)以60°-75°的角度沿圓周間隔開的輸入光結(jié)構(gòu)214及輸出光結(jié)構(gòu)216。相比之下，圖2的多程光組合件中的輸入光結(jié)構(gòu)214及輸出光結(jié)構(gòu)216彼此緊密接近地定位，即以可為約30°-45°的角度沿圓周間隔開。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的本發(fā)明的多程池組合件的簡(jiǎn)化示意性俯視平面圖，所述多程池組合件中的部分及元件相對(duì)于圖1的多程池組合件的部分及元件被對(duì)應(yīng)地編號(hào)。在圖3的多程池組合件中，光輸入及輸出結(jié)構(gòu)同樣是緊密接近的，其中光輸入結(jié)構(gòu)214具有相關(guān)聯(lián)光輸入通路，所述光輸入通路與光輸出結(jié)構(gòu)216的光輸出通路相交。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的多程池布置的簡(jiǎn)化示意性俯視平面圖，所述多程池布置中的部分及元件相對(duì)于圖1的部分及元件被對(duì)應(yīng)地編號(hào)。在圖4的多程池組合件中，光源元件340定位于光輸入結(jié)構(gòu)214的光輸入端口220中，且光檢測(cè)器元件342安置在光輸出結(jié)構(gòu)216的光輸出端口222中。在此實(shí)施例的特定實(shí)施方案中，可產(chǎn)生20次多程反射以提供1m的路徑長(zhǎng)度。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的采用分面式反射性表面的多程池布置的簡(jiǎn)化示意性俯視平面圖，所述多程池布置中的對(duì)應(yīng)部分及元件相對(duì)圖1的部分及元件被對(duì)應(yīng)地編號(hào)。在此實(shí)施例中，限界光學(xué)反射室318的面向內(nèi)的反射性表面319由分面式壁表面構(gòu)成，且采用光源340及光檢測(cè)器342。作為說明性實(shí)例，特定實(shí)施例中的此系統(tǒng)可經(jīng)配置以在光學(xué)反射室中提供21次反射，從而產(chǎn)生1.03m的對(duì)應(yīng)路徑長(zhǎng)度。

在圖1-5的前述實(shí)施例中，來自光學(xué)反射室的壁表面的反射次數(shù)受用于輸入源輻射的角度控制。池的總體路徑長(zhǎng)度由反射次數(shù)乘以內(nèi)部腔的直徑?jīng)Q定，且內(nèi)部腔的高度被設(shè)定為與源輻射的尺寸及輻射射束從池射出時(shí)的幾何形狀兼容。在特定實(shí)施例中，射束幾何形狀可適于通過設(shè)置輔助光學(xué)器件(包含聚焦透鏡)而介接到特定類型的儀器。

多程池組合件的總體大小可廣泛變化。在一些實(shí)施例中，池可經(jīng)微機(jī)械加工以提供小型化或小尺度氣體取樣系統(tǒng)。在此些情形中，將采用產(chǎn)生具有微米或次微米大小的經(jīng)高度準(zhǔn)直微型橫截面射束的光源組件。各種實(shí)施方案中的多程池組合件可用于集成電路芯片上的光譜氣體測(cè)量系統(tǒng)或以其它方式用于小尺度或納米尺度實(shí)施方案。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的多程池組合件的分解透視圖。在圖6的多程池組合件中，對(duì)應(yīng)于圖1-5中說明地描述的部分及元件的部分及元件被對(duì)應(yīng)地編號(hào)。

圖6的組合件包括特征為與光學(xué)反射室外接的經(jīng)電鍍反射鏡表面319的腔體317。所述室還由o型環(huán)密封元件721外接以用頂部蓋402來實(shí)現(xiàn)光學(xué)反射腔的防漏密封。類似o型環(huán)密封元件(圖6中未展示)設(shè)置于所述室的底部部分處以用底部蓋404來進(jìn)行光學(xué)反射腔的防漏密封。

腔體317具備縱向延長(zhǎng)的機(jī)械緊固件開口以容納將頂部蓋402固定在適當(dāng)位置處的肩部螺栓410、412及414以及將底部蓋404固定在適當(dāng)位置處的肩部螺栓416及418。所述塊具備適應(yīng)來自輸入光源(圖6中未展示)的光輸入的入口端口220，且所述塊還包含適應(yīng)到光檢測(cè)器(圖6中未展示)的光輸出的光輸出端口222。

圖6的多程池組合件的頂部蓋402具備經(jīng)拋光電鍍表面720，且底部蓋404同樣具備經(jīng)拋光電鍍表面728，以增強(qiáng)由頂部及底部蓋限界的光學(xué)反射腔及所述光學(xué)反射腔的經(jīng)電鍍反射鏡表面319的光學(xué)反射特性。

在圖6的組合件中，流體入口406及流體出口408設(shè)置于頂部蓋中，以在入口406中提供流體到光學(xué)反射室的引入以用于與所述光學(xué)反射室中的光相互作用，且在出口408中在流體與光學(xué)反射室中的多程光相互作用之后提供流體的排出。

本發(fā)明的多程池組合件可用于測(cè)量及/或表征氣體及蒸汽以及其它流體，包含液體及液體/氣體及液體/蒸汽材料以及固體/蒸汽材料。與流體相互作用的光的光譜區(qū)域在電磁輻射光譜中可介于任何適合波長(zhǎng)范圍內(nèi)或可為特定波長(zhǎng)。在特定應(yīng)用中，用于測(cè)量及/或表征流體的光可為紫外光、可見光、近紅外光、紅外光、中紅外光或其它特定光譜體系或波長(zhǎng)范圍，包含用于檢測(cè)或表征特定材料(例如，流體或流體組分)的不同類型的輻射的混合物。

本發(fā)明的多程子組合件所涵蓋的應(yīng)用屬于廣泛變化的類型。舉例來說，此類型的組合件可用于測(cè)量uv及可見光譜區(qū)域中的低水平發(fā)色團(tuán)，包含檢測(cè)及監(jiān)測(cè)水樣本中的低濃度有機(jī)材料。液體成分可利用可(舉例來說)為約5cm到20cm或更大的路徑長(zhǎng)度通過短波近紅外測(cè)量而監(jiān)測(cè)。

組合件的光學(xué)反射室可用于運(yùn)用沿所述池的軸線向下的縱向激勵(lì)來測(cè)量低水平熒光、磷光或化學(xué)發(fā)光。在液體應(yīng)用中，光學(xué)反射室可(舉例來說)配置為用于其中所關(guān)注流體不弄臟、污染或侵蝕金屬性材料的應(yīng)用的經(jīng)拋光金屬壁腔。在利用與金屬構(gòu)造材料具有潛在相互作用的流體的應(yīng)用中，光學(xué)反射室可由聚合物、玻璃或石英材料形成，或可在所述池的外部壁上涂覆有反射性表面材料，以在保護(hù)下伏金屬免受侵蝕的同時(shí)提供適當(dāng)反射性。

光學(xué)反射室可配置為圓柱形室或配置為管狀室，或者光學(xué)反射室可以適于特定應(yīng)用的其它方式進(jìn)行配置，從而適應(yīng)所述室的多程操作以實(shí)現(xiàn)用于監(jiān)測(cè)特定流體的經(jīng)延長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度。

因此，本發(fā)明的多程池組合件可用于使流體與光相互作用(涉及吸收)以及用于其它形式的光學(xué)光譜學(xué)。池組合件可利用腔，所述腔形成有經(jīng)拋光的大體垂直延伸表面且形成有由平坦經(jīng)拋光表面密封的其頂部及底部以形成總體反射性腔。光可透過垂直延伸表面中的圓形橫截面孔口被引入到腔中，使得所述光跨越所述腔被引導(dǎo)到相對(duì)表面，其中入射角度使得光從所述壁以不同于傳入光束的角度的角度進(jìn)行反射，以起始來自腔的封閉式垂直反射性表面的多次反射的持續(xù)路徑，其中光最終從垂直延伸表面中的第二孔口射出腔。光/輻射在于腔內(nèi)進(jìn)行多次反射期間與流體樣本相互作用，且有效路徑長(zhǎng)度由腔內(nèi)的總壁間反射次數(shù)及連續(xù)反射之間所行進(jìn)的距離決定，所述所行進(jìn)距離又由腔內(nèi)的相對(duì)表面之間的距離以及相應(yīng)光/輻射輸入及輸出孔口的輸入及射出角度決定。

腔可經(jīng)設(shè)置呈圓形橫截面室的形式，所述圓形橫截面室構(gòu)成由圓柱形外接表面界定的內(nèi)部反射區(qū)，光/輻射從所述內(nèi)部反射性區(qū)反射。如上文所指示，腔可由連續(xù)平面反射性表面(例如池腔的相應(yīng)頂端及底端處的板)圍封。

用于光源及光檢測(cè)器組件的相應(yīng)孔口可被機(jī)械加工或鉆孔到池的壁中，以提供適應(yīng)相應(yīng)光源及檢測(cè)器裝置的相應(yīng)圓形橫截面區(qū)段開口，或替代地，可采用光學(xué)耦合光入口及出口孔口與相應(yīng)源及檢測(cè)器裝置的反射鏡、光纖陣列或其它組件?？卓诳删哂羞m當(dāng)尺寸特性以界定輸入到光學(xué)反射腔的光束的初始直徑或從光學(xué)反射腔輸出的光束。光輸入及輸出射束的直徑取決于射束在池內(nèi)的發(fā)散或會(huì)聚程度可彼此相同或不同。

池的標(biāo)稱或平均路徑長(zhǎng)度由以下內(nèi)容決定：池的壁中的輸入孔口與輸出孔口之間沿水平面相對(duì)于池的基底的相對(duì)角度，及跨越池的圓柱形橫截面區(qū)段的直徑。腔中的相對(duì)壁表面的平行性用于確保池內(nèi)的最優(yōu)反射幾何形狀。圍封池的部件的頂部及底部反射性內(nèi)部表面有助于校正光束的垂直偏差及在池中形成類似光管結(jié)構(gòu)。

池可具備用于輸入及輸出在池中被監(jiān)測(cè)的材料(例如，氣體、蒸汽、液體等)的兩個(gè)或多于兩個(gè)端口。所述端口可位于頂部及/或底部板中(或位于側(cè)壁中)，如在池的此些結(jié)構(gòu)組件中可機(jī)械加工而成的開口?？刹捎眠B續(xù)密封(例如，由適合彈性組合物的o型環(huán)所提供)或其它形式的機(jī)械密封來實(shí)現(xiàn)光學(xué)反射腔的不漏流體特性。舉例來說，可在池的主體部分中切出凹槽或凹部以適應(yīng)此類型的o型環(huán)，以用于密封由此些頂部及底部板限界的腔?？刹捎眠m當(dāng)特性的密封來支持池中的流體的真空、大氣壓或超大氣壓。

光學(xué)反射腔的外接壁可包括界定腔的圓形橫截面的經(jīng)機(jī)械加工或經(jīng)模制連續(xù)表面?；蛘?，反射性壁表面可為分面式的、分段式的或以其它方式塑形的以提供用于腔中的多程光傳輸?shù)倪m當(dāng)反射性(/聚焦)表面。所述表面可經(jīng)機(jī)械加工或以其它方式配置以提供經(jīng)反射射束的適當(dāng)程度的發(fā)散或會(huì)聚。光輸入結(jié)構(gòu)可經(jīng)配置使得傳入光照在外接壁的相對(duì)分面區(qū)的中心上，使得所述射束在多面式壁的小面之間經(jīng)歷多次內(nèi)部反射，直到所述射束透過輸出結(jié)構(gòu)的射出孔口從小面表面作為反射射出為止。

光輸入結(jié)構(gòu)可經(jīng)配置以將經(jīng)準(zhǔn)直輻射射束提供到光學(xué)反射腔，其中取決于內(nèi)部反射性壁表面的幾何形狀，射出射束的特性為準(zhǔn)直的或接近準(zhǔn)直的。所述池可與任何適合檢測(cè)/分析儀器(例如，光度計(jì)、分光光度計(jì)、分光計(jì)及其它光學(xué)分析儀)一起被采用。必要時(shí)或需要時(shí)，射出光學(xué)反射腔的多程射束可用適當(dāng)成像光學(xué)器件來處理以傳輸?shù)絻x器的檢測(cè)器系統(tǒng)或者檢測(cè)器系統(tǒng)的光度或光譜等效物。

適當(dāng)源及檢測(cè)器裝置可在不需要任何外部聚焦光學(xué)器件的情況下緊密耦合到多程池，以構(gòu)成全集成式流體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。所述源裝置可鄰近于光/輻射輸入孔口而設(shè)置或設(shè)置在光/輻射輸入孔口內(nèi)。以類似方式，光/輻射檢測(cè)器可鄰近于光/輻射輸出孔口而設(shè)置或設(shè)置在光/輻射輸出孔口內(nèi)。相應(yīng)光/輻射輸入及輸出孔口可具備用以給光學(xué)反射腔提供適當(dāng)密封的窗。用于此目的的窗可由適合材料構(gòu)造而成，所述適合材料為剛性的、對(duì)被監(jiān)測(cè)的樣本且對(duì)周圍操作環(huán)境為惰性的并在所關(guān)注的光譜區(qū)域中為透明的。在窗的任一面或兩面上可采用涂層來增強(qiáng)化學(xué)惰性及/或減小任一光學(xué)表面處的反射損失。窗可通過機(jī)械密封元件(例如，o型環(huán)或等效物)、密封劑、粘合劑接合介質(zhì)、硬焊或者其它接合或固定技術(shù)及材料保持在適當(dāng)位置中。

取決于監(jiān)測(cè)應(yīng)用的物理及化學(xué)要求、流體介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)性、管理要求、操作環(huán)境、成本考慮因素等，池可由任何適合構(gòu)造材料制作。舉例來說，池可由金屬(例如鋁、不銹鋼，或滿足化學(xué)惰性的適用標(biāo)準(zhǔn)所需的特殊合金)制成。內(nèi)部腔的光學(xué)表面可通過適合拋光及/或切割程序(例如金剛石車削)而提供。經(jīng)切割/經(jīng)拋光表面的反射性可通過沉積反射性材料(例如金、鎳、電介質(zhì)材料等)而增強(qiáng)。

池還可通過鑄造或模制技術(shù)由金屬或其它適合構(gòu)造材料形成，其中對(duì)光學(xué)表面進(jìn)行拋光。涵蓋例如陶瓷、工程聚合物或者其它聚合物或樹脂(熱塑性、熱固性或經(jīng)催化固化)等構(gòu)造材料，其中任選地通過沉積反射性金屬或電介質(zhì)材料而增強(qiáng)光學(xué)表面的反射性。池腔壁可通過模制、鑄造或其它技術(shù)形成為用于后續(xù)組裝復(fù)合壁結(jié)構(gòu)的若干分段，所述復(fù)合壁結(jié)構(gòu)可為分面式的或者以其它方式塑形或構(gòu)形的以在池的使用中實(shí)現(xiàn)適合反射特性。此類復(fù)合壁結(jié)構(gòu)中的壁分段可通過適合粘合劑或密封劑材料以接合方式進(jìn)行組裝。

池可由導(dǎo)熱材料制作且并入有熱傳遞組件或能力，使得光/輻射與池中的流體的相互作用在特定溫度下進(jìn)行。出于此目的，池可經(jīng)制作使得確保等溫操作，其中腔在光學(xué)反射室內(nèi)各處的溫度是接近一致的。出于此目的，加熱器元件或熱傳遞通路可設(shè)置于腔壁及/或蓋部件中。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的多程池子組合件的透視示意圖。此池子組合件包含底安裝凸緣420，弧形外接部件200以其中配置有光輸入端口220的圓柱形壁的形式從所述底安裝凸緣向上延伸，如所展示。

圓柱形壁中包含沿壁的圓周范圍的介于壁的上端與下端中間的一系列接納開口422，所述接納開口包含光輸入端口開口及光輸出端口開口。在接納開口中，除用于光輸入端口及光輸出端口的開口之外的其余開口安置有反射鏡424以用于產(chǎn)生照在其上的輻射的反射性通路。在圓柱形壁的上部端處設(shè)置有o型環(huán)接納凹槽426，從而容納插入其中的用于密封光學(xué)反射室的o型環(huán)。

圖8是包含圖7的子組合件的多程池組合件的透視示意圖。多程池組合件100包含光輸入結(jié)構(gòu)214以及相關(guān)聯(lián)光源106及光檢測(cè)器108。池組合件包括殼體102及蓋部件104。

圖9是圖7的多程池子組合件的仰視透視圖，其展示底安裝凸緣420、接納開口422及反射鏡424。

圖10是圖9的多程池子組合件的示意性立面圖。如所圖解說明，光源106與光輸入結(jié)構(gòu)相關(guān)地進(jìn)行布置以將輸入光束引入到光學(xué)反射室中。連同光輸出結(jié)構(gòu)216一起圖解說明池子組合件的接納開口422，所述光輸出結(jié)構(gòu)接收來自光學(xué)反射室的輸出光束且將此射束引導(dǎo)到組合件的檢測(cè)器。

圖11是多程池組合件的俯視透視圖，其展示所述多程池組合件中的流體入口結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。如所圖解說明，弧形外接部件200外接光學(xué)反射室318在池組合件殼體102中，且流體入口(/出口)端口110經(jīng)設(shè)置用于將流體引入到光學(xué)反射室中以流過所述光學(xué)反射室。

圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多程池組合件的俯視透視圖，所述多程池組合件的特征為池組合件包含蓋裝式ir源及蓋裝式ir檢測(cè)器。

圖12中所展示的池組合件蓋部件104上安裝有光源106及光檢測(cè)器108(其間具有電子器件模塊112)以用于實(shí)施監(jiān)測(cè)操作且產(chǎn)生監(jiān)測(cè)輸出信號(hào)。

圖13是圖12的多程池組合件的立面圖。如所圖解說明，池組合件殼體102嚙合池組合件蓋部件104，且蓋部件104上安裝有光源106、光檢測(cè)器108及相關(guān)聯(lián)電子器件模塊112。

圖14是圖12及13中所展示的類型的多程池組合件的透視圖，所述多程池組合件進(jìn)一步包含氣體流動(dòng)回路，所述氣體流動(dòng)回路包含耦合到多程池的氣體入口及出口線路。氣體流動(dòng)回路包含氣體入口線路114，所述氣體入口線路被裝成歧管式以經(jīng)由池組合件殼體102內(nèi)的光學(xué)反射室的底中的經(jīng)間隔開流體入口端口引入流體穿過所述室的所述底。氣體出口線路116經(jīng)設(shè)置以用于在流體與光學(xué)反射室中的多程光相互作用之后將流體從光學(xué)反射室排出。

圖15是圖14的多程池組合件100的透視圖，所述多程池組合件展示為具有質(zhì)量流量控制器120以指示多程池組合件的相對(duì)尺寸大小特性。

圖16是多程池組合件監(jiān)測(cè)蒸汽流得到的輸出數(shù)據(jù)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，所述蒸汽流包含來自供應(yīng)羰基鎢前驅(qū)物蒸汽的氣化器的蒸汽及氮載體氣體，所述蒸汽流表示在氣相沉積操作中用于半導(dǎo)體襯底的鎢金屬化的蒸汽流。

用于產(chǎn)生圖16的數(shù)據(jù)的氣化器在55℃的溫度及40托的壓力下以脈沖流格式進(jìn)行操作以遞送經(jīng)組合氬/氮載體氣體流中的羰基鎢前驅(qū)物蒸汽，所述經(jīng)組合氬/氮載體氣體流處于500sccm的氬載體氣體流動(dòng)速率及50sccm的氮載體氣體流動(dòng)速率。根據(jù)本發(fā)明，包含載體氣體及羰基鎢前驅(qū)物蒸汽的綜合蒸汽流動(dòng)到多程池組合件，其中多程池組合件包含4通道紅外檢測(cè)器。輸入到池組合件的光學(xué)反射室的輻射為紅外輻射。

四通道檢測(cè)器中監(jiān)測(cè)一氧化碳(co)的第一通道由藍(lán)色線指示，監(jiān)測(cè)二氧化碳(co2)的第二通道由洋紅色線指示，監(jiān)測(cè)羰基鎢前驅(qū)物的第三通道由綠色線指示，且第四通道是參考通道、由紅色線指示。

圖16的曲線圖的數(shù)據(jù)指示多程池組合件在表征氣體流關(guān)于co、co2及羰基鎢化合物的成分方面且在展示氣化器提供羰基鎢前驅(qū)物蒸汽的性能質(zhì)量方面是高度有效的。

圖17是結(jié)合控制系統(tǒng)一起利用本發(fā)明的多程池組合件的半導(dǎo)體制造工藝系統(tǒng)的示意性表示，所述控制系統(tǒng)用于響應(yīng)于多程池組合件感測(cè)而調(diào)制系統(tǒng)操作。

多程池組合件100位于氣相沉積工具124下游(或替代地，多程池組合件可位于氣相沉積工具上游)，舉例來說，所述氣相沉積工具可包括設(shè)置在半導(dǎo)體制造設(shè)施中的化學(xué)氣相沉積工藝室。

此工藝系統(tǒng)中的氣相沉積工具124經(jīng)布置以接收來自前驅(qū)物源器皿126的前驅(qū)物蒸汽及來自載體氣體源器皿128的載體氣體。相應(yīng)前驅(qū)物及載體氣體流經(jīng)組合以形成前驅(qū)物氣體混合物，所述前驅(qū)物氣體混合物沿前驅(qū)物氣體混合物饋送線路130流動(dòng)到氣相沉積工具。在氣相沉積工具124中進(jìn)行的氣相沉積工藝會(huì)產(chǎn)生流出物，所述流出物沿流出物排出線路134從工具排出且傳遞到多程池組合件100。流出氣體在多程池組合件中被監(jiān)測(cè)且作為最終流出物沿排氣線路136從此組合件被排出。

多程池組合件100監(jiān)測(cè)流出氣體且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)輸出，所述輸出沿輸出信號(hào)傳輸線路138被傳輸?shù)街醒胩幚砥鲉卧?cpu)132。cpu132可以編程方式進(jìn)行布置以處理來自輸出信號(hào)傳輸線路138的輸出信號(hào)且響應(yīng)地產(chǎn)生相關(guān)控制信號(hào)，所述相關(guān)控制信號(hào)沿控制信號(hào)傳輸線路140及控制信號(hào)傳輸線路142被輸出。在此布置中，線路140中的控制信號(hào)用于調(diào)制氣相沉積工具124的操作，且線路142中的控制信號(hào)用于調(diào)制來自相應(yīng)前驅(qū)物器皿126及載體氣體器皿128的前驅(qū)物及載體氣體的供應(yīng)。

按照此布置，氣相沉積工具124中或與氣相沉積工具124相關(guān)聯(lián)的工藝條件可以可控制方式進(jìn)行調(diào)整以使鎢在工具中被金屬化的襯底上的沉積最大化，同時(shí)避免前驅(qū)物蒸汽發(fā)生否則可能產(chǎn)生不期望水平的固體微?；蚱渌廴疚锏牟幌Ｍ狈磻?yīng)。信號(hào)傳輸線路142中的控制信號(hào)可對(duì)應(yīng)地用于(例如)通過調(diào)制與器皿126及128相關(guān)聯(lián)的流量控制閥而調(diào)整前驅(qū)物在沿線路130流動(dòng)到工具的前驅(qū)物氣體混合物中的濃度，以借此實(shí)現(xiàn)前驅(qū)物在前驅(qū)物氣體混合物中的所要濃度。

多程池組合件除用于工藝控制目的外還可用于檢測(cè)工藝操作的結(jié)束點(diǎn)或含有前驅(qū)物及載體氣體的供應(yīng)器皿接近耗盡的條件，并對(duì)應(yīng)地終止工藝的操作。用于此目的的cpu132可包括任何適合處理器組件及配置，且可(舉例來說)包括經(jīng)編程以用于監(jiān)測(cè)及控制利用多程池組合件的工藝系統(tǒng)的專用處理器?；蛘撸琧pu可包括微處理器、可編程邏輯控制器或其它控制器組件。

從前述內(nèi)容將了解，本發(fā)明的多程池組合件通常可用于各種各樣的流體監(jiān)測(cè)操作及應(yīng)用中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)流體及含有流體的材料的基于經(jīng)延長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度輻射的監(jiān)測(cè)，且多程池組合件因本文中所描述的結(jié)構(gòu)布置而可以如例如半導(dǎo)體制造等應(yīng)用中期望的極緊湊形式部署，在所述緊湊形式中，工藝組件的占用面積及體積合意地被最小化。從前述論述還將明了，本發(fā)明的多程池組合件具有相當(dāng)簡(jiǎn)單形式，且適于具成本效益的制造、組裝、裝設(shè)及操作。

本發(fā)明的多程池組合件有利地可在各種實(shí)施例中用于監(jiān)測(cè)供應(yīng)到工藝系統(tǒng)中的氣體利用配備的工藝流的選定氣體組分。一實(shí)例是使用此多程池組合件來監(jiān)測(cè)工藝氣體流中被供應(yīng)到制造工藝系統(tǒng)中用于將鎢沉積在襯底上的氣相沉積工具的六羰基鎢w(co)6。此應(yīng)用中的氣相沉積工具可(舉例來說)包括化學(xué)氣相沉積(cvd)處理工具或原子層沉積(ald)處理工具。包含本發(fā)明的多程池組合件的制造工藝系統(tǒng)可用于生產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)品、平板顯示器、太陽(yáng)能面板或其它產(chǎn)品。

在此些應(yīng)用中，包含界定多程光學(xué)反射室的弧形外接部件的多程池組合件可用于改進(jìn)與對(duì)應(yīng)線性監(jiān)測(cè)池組合件相關(guān)的監(jiān)測(cè)信號(hào)的信噪比特性而不具有總體信號(hào)強(qiáng)度的可感知降低(即使圓形幾何形狀與線性池組合件相比提供增大的光學(xué)表面)。

在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的多程池組合件可如圖18中所展示配置在殼體內(nèi)、由電力纜線耦合到適合電能源且具有附接到池以用于將監(jiān)測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)较嚓P(guān)聯(lián)處理器的usb纜線，所述相關(guān)聯(lián)處理器可包括微處理器、可編程邏輯裝置、專用可編程計(jì)算機(jī)等等，所述相關(guān)聯(lián)處理器經(jīng)配置以處理監(jiān)測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)且提供對(duì)應(yīng)輸出，例如，用于監(jiān)測(cè)及控制用于供應(yīng)被監(jiān)測(cè)的氣體的氣體供應(yīng)裝備的目的的輸出。氣體供應(yīng)裝備可(舉例來說)包括通過以下方式產(chǎn)生的前驅(qū)物蒸汽：加熱含有固體前驅(qū)物的對(duì)應(yīng)氣化器器皿，使得固體前驅(qū)物揮發(fā)以形成用于遞送到下游處理工具的對(duì)應(yīng)前驅(qū)物蒸汽。在此情況中的多程池組合件可配備有加熱器護(hù)套以防止前驅(qū)物蒸汽或其組分發(fā)生凝結(jié)或凝固，使得監(jiān)測(cè)操作以有效方式被實(shí)施。

如圖18中所展示的類型的多程池組合件可配置有以適當(dāng)頻率產(chǎn)生脈沖且以其它方式被構(gòu)成以在操作中提供適當(dāng)信噪比的適合射束源，例如紅外源。在特定實(shí)施例中，脈沖頻率為10hz。多程池組合件經(jīng)構(gòu)造且經(jīng)布置以減少熱漂移且使外來噪聲最小化，且在具有低熱漂移、小占用面積及模塊化設(shè)計(jì)的情況下提供適當(dāng)快速響應(yīng)時(shí)間。

圖19及20是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多程池組合件的經(jīng)3d打印鋁復(fù)合組件的透視圖，所述經(jīng)3d打印鋁復(fù)合組件利用涂覆有金的反射鏡且經(jīng)配置使得在組裝之后不需要光學(xué)對(duì)準(zhǔn)。

圖21是結(jié)合圖18到20中所描述的多程池組合件中可利用的紅外源的立面圖。如所指示，紅外源可以適合頻率(例如，10hz)產(chǎn)生脈沖、具有緊湊設(shè)計(jì)且展現(xiàn)低功率消耗。

圖22是結(jié)合圖18到20所描述的多程池組合件中可利用的4通道檢測(cè)器的立面圖。所述檢測(cè)器可如所展示以緊湊“四”板配置而設(shè)置，所述檢測(cè)器經(jīng)構(gòu)造以展現(xiàn)適當(dāng)?shù)蜏孛舾行约霸肼暶舾行蕴匦浴?/p>

圖23是上文所描述的多程池組合件的仰視平面圖，其中展示到單元的氣體連接，所述氣體連接用于將氣體傳輸?shù)接糜诒O(jiān)測(cè)操作的池中且用于將所監(jiān)測(cè)氣體從所述池排出。圖24是具有附加氣體流動(dòng)線路的此類氣體連接的透視圖。

圖25是線性池組合件監(jiān)測(cè)蒸汽流得到的輸出數(shù)據(jù)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，所述蒸汽流包含來自供應(yīng)羰基鎢前驅(qū)物蒸汽的氣化器的蒸汽及氮載體氣體，所述蒸汽流表示在氣相沉積操作中用于半導(dǎo)體襯底的鎢金屬化的蒸汽流。

圖25的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是在55℃的溫度及40托的壓力下針對(duì)氣體流而產(chǎn)生，所述氣體流包括經(jīng)組合氬/氮載體氣體流中的羰基鎢前驅(qū)物蒸汽，所述經(jīng)組合氬/氮載體氣體流處于500sccm的氬載體氣體流動(dòng)速率及50sccm的氮載體氣體流動(dòng)速率。包含載體氣體及羰基鎢前驅(qū)物蒸汽的綜合蒸汽流動(dòng)到線性池組合件，且所述組合件包含4通道紅外檢測(cè)器。輸入到線性池組合件的輻射是紅外輻射。

四通道檢測(cè)器中監(jiān)測(cè)一氧化碳(co)的第一通道由藍(lán)色線指示，監(jiān)測(cè)二氧化碳(co2)的第二通道由洋紅色線指示，監(jiān)測(cè)羰基鎢前驅(qū)物的第三通道由綠色線指示，且第四通道是參考通道、由紅色線指示。

圖26是本發(fā)明的多程池組合件在對(duì)應(yīng)于用于產(chǎn)生圖25的曲線圖中的數(shù)據(jù)的操作條件的操作條件下監(jiān)測(cè)蒸汽流得到的輸出數(shù)據(jù)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，所述蒸汽流包含來自供應(yīng)羰基鎢前驅(qū)物的氣化器的蒸汽以及氮載體氣體，所述蒸汽流表示在氣相沉積操作中用于半導(dǎo)體襯底的鎢金屬化的蒸汽流。

因此，圖26的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也是在55℃的溫度及40托的壓力下針對(duì)氣體流而產(chǎn)生，所述氣體流包括經(jīng)組合氬/氮載體氣體流中的羰基鎢前驅(qū)物蒸汽，所述經(jīng)組合氬/氮載體氣體流處于500sccm的氬載體氣體流動(dòng)速率及50sccm的氮載體氣體流動(dòng)速率。包含載體氣體及羰基鎢前驅(qū)物蒸汽的綜合蒸汽流動(dòng)到本發(fā)明的多程池組合件，且所述組合件包含4通道紅外檢測(cè)器。輸入到多程池組合件的輻射是紅外輻射。

與多程池組合件相關(guān)聯(lián)的四通道檢測(cè)器中監(jiān)測(cè)一氧化碳(co)的第一通道由藍(lán)色線指示，監(jiān)測(cè)二氧化碳(co2)的第二通道由洋紅色線指示，監(jiān)測(cè)羰基鎢前驅(qū)物的第三通道由綠色線指示，且第四通道是參考通道、由紅色線指示。

圖25的曲線圖中關(guān)于線性池組合件的數(shù)據(jù)與圖26的曲線圖中關(guān)于本發(fā)明的多程池組合件的數(shù)據(jù)的比較指示多程池組合件在監(jiān)測(cè)氣體流關(guān)于co、co2及羰基鎢化合物的成分方面是高度有效的。在多程池組合件中未注意到體積滯留或凝結(jié)。

圖27是1m長(zhǎng)線性池組合件在55℃的溫度及40托的壓力下監(jiān)測(cè)氣體流得到的輸出數(shù)據(jù)(2個(gè)脈沖)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，所述氣體流包括處于500sccm的氣體流動(dòng)速率的氬。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括包含4通道紅外檢測(cè)器的線性池組合件。輸入到線性池組合件的輻射是紅外輻射。脈沖操作包含針對(duì)1m長(zhǎng)線性池持續(xù)時(shí)間為5秒的脈沖“接通”及持續(xù)時(shí)間為10秒的脈沖“關(guān)斷”，其中數(shù)據(jù)收集以4hz的速率進(jìn)行。

圖28是本發(fā)明的多程池組合件在55℃的溫度及40托的壓力下監(jiān)測(cè)氣體流得到的輸出數(shù)據(jù)(2個(gè)脈沖)與時(shí)間的關(guān)系的對(duì)應(yīng)曲線圖，所述氣體流包括處于500sccm的流動(dòng)速率的氬載體氣體。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括包含4通道紅外檢測(cè)器的多程池組合件。輸入到多程池組合件的輻射是紅外輻射。脈沖操作包含針對(duì)多程池持續(xù)時(shí)間為5秒的脈沖“接通”及持續(xù)時(shí)間為10秒的脈沖“關(guān)斷”，其中數(shù)據(jù)收集以10hz的速率進(jìn)行。圖27與28的比較展示本發(fā)明的多程池組合件與線性監(jiān)測(cè)池組合件相比提供更快總體響應(yīng)、具備更多信息且具備可見的脈沖形狀。

圖29是本發(fā)明的多程池組合件在55℃的溫度及40托的壓力下監(jiān)測(cè)氣體流得到的輸出數(shù)據(jù)(22個(gè)脈沖)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，所述氣體流包括處于500sccm的流動(dòng)速率的氬載體氣體。多程池的脈沖操作包含持續(xù)時(shí)間為5秒的脈沖“接通”及持續(xù)時(shí)間為10秒的脈沖“關(guān)斷”，其中數(shù)據(jù)收集以10hz的速率進(jìn)行。

圖30是關(guān)于羰基鎢前驅(qū)物蒸汽的輸出數(shù)據(jù)與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，所述曲線圖呈本發(fā)明的多程池組合件的濃度梯度測(cè)量的形式。羰基鎢前驅(qū)物流處于55℃的溫度且處于40托的壓力、具有50sccm的氮載體氣體流動(dòng)速率。多程池組合件的性能針對(duì)6次重復(fù)隨時(shí)間仍相同。

總的來說，本發(fā)明的多程池組合件展現(xiàn)與線性池組合件一致的大體性能趨勢(shì)，且在關(guān)于溫度波動(dòng)的經(jīng)改進(jìn)行為、關(guān)于電子噪聲的經(jīng)改進(jìn)行為及更快信號(hào)響應(yīng)時(shí)間方面顯現(xiàn)出優(yōu)于線性池組合件的優(yōu)勢(shì)，其中未觀察到滯留。

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雖然本文中已參考特定方面、特征及說明性實(shí)施例陳述了本發(fā)明，但將了解，本發(fā)明的效用不限于此，而是擴(kuò)展到且涵蓋如本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員基于本文中的說明將想到的眾多其它變化形式、修改形式及替代實(shí)施例。相應(yīng)地，本發(fā)明如下文所主張打算廣泛地解釋并詮釋為包含在本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)的所有此些變化形式、修改形式及替代實(shí)施例。