半導體環境露點儀是用于測量半導體生產環境中氣體露點溫度的儀器。露點是指氣體中的水蒸氣在冷卻過程中開始凝結的溫度，它反映了氣體中水分的含量。在半導體制造過程中，對氣體中水分的含量有高的要求，因為水分的存在可能會影響半導體材料的性能和成品的質量。因此，半導體環境露點儀在半導體生產中扮演著至關重要的角色。
1、傳感器
電容式傳感器：利用親水性材料或憎水性材料作為介質，構成電容。當含水份的氣體流經時，介電常數或電導率發生變化，通過測量電容值來確定氣體水分含量，進而得出露點溫度。這種傳感器精度較高，響應速度快，但在高濕度環境下可能會受到一定影響，且需要定期校準。
電解法傳感器：利用五氧化二磷等材料吸濕后分解成極性分子，在電極上積累電荷的特性來設計。通過檢測電解電流的大小，可以計算出氣體中的水分含量，從而得到露點溫度。其精度也較高，但對氣體的腐蝕性及清潔性要求較高。
晶體振蕩式傳感器：基于晶體沾濕后振蕩頻率改變的特性來測量露點。當晶體表面吸附水分后，其振蕩頻率會發生相應變化，通過檢測頻率的變化量，再結合特定的算法和校準數據，就可以確定露點溫度。不過目前該技術尚處于發展階段，精度和穩定性有待進一步提高。
紅外式傳感器：利用氣體中的水分對紅外光譜吸收的特性進行測量。由于不同波長的紅外光在水分中的吸收程度不同，通過檢測透過氣體后的紅外光強度變化，就可以推算出氣體中的水分含量和露點溫度。但該技術在測量低露點時存在一定困難，因為紅外探測器的峰值探測率還達不到微量水吸收的量級，且容易受到氣體中其他成分的干擾。
半導體傳感器：每個水分子都具有自然振動頻率，當進入半導體晶格的空隙時，會與受到充電激勵的晶格產生共振，使半導體結放出自由電子，導致晶格的導電率增大、阻抗減小。通過測量阻抗的變化，就可以得知氣體中的水分含量，進而計算出露點溫度。這種傳感器具有響應速度快、體積小等優點，但在高精度測量方面相對較弱。
2、制冷系統
熱電制冷器（Peltier元件）：一些便攜式或小型的半導體環境露點儀會采用熱電制冷器來實現降溫。當電流通過由兩種不同導體材料組成的熱電偶時，會在結點處吸收熱量，從而實現制冷效果。通過控制電流的大小和方向，可以調節制冷速度和溫度，使鏡面或傳感器達到所需的低溫狀態，以便進行露點測量。熱電制冷器的優點是體積小、重量輕、無機械運動部件，可靠性高；缺點是制冷效率相對較低，制冷量有限，不適用于大規模制冷需求。
液氮制冷系統：對于需要極低溫度測量的精密露點儀，可能會采用液氮制冷。液氮溫度極低，能夠提供強大的制冷能力，可將鏡面或傳感器迅速冷卻到很低的溫度，滿足超低溫環境下的露點測量要求。但液氮制冷系統需要配備專門的液氮儲存容器和輸送管道，設備相對復雜，且液氮的使用和儲存需要一定的安全措施。
高壓空氣制冷系統：部分露點儀也會使用高壓空氣制冷的方式來降低溫度。通過將空氣壓縮并使其膨脹，利用空氣在膨脹過程中的吸熱效應來實現制冷。這種方法可以實現較低的溫度，且成本相對較低，但制冷速度可能較慢，且需要配備壓縮空氣源和相應的控制系統。
3、光學檢測系統
光電二極管陣列：在冷鏡式露點儀中，通常采用光電二極管陣列作為光學檢測元件。當鏡面形成露滴時，光線的反射和散射特性會發生變化，光電二極管陣列能夠檢測到這種變化，并將其轉化為電信號。通過對電信號的分析和處理，就可以確定露點的生成時刻和溫度。光電二極管陣列具有較高的靈敏度和響應速度，能夠實現較為準確的露點測量。
激光光源與探測器：在一些高精度的露點儀中，會采用激光作為光源，配合高靈敏度的探測器來檢測露層的形成。激光具有良好的方向性和單色性，能夠提供更精確的光學信號。當鏡面上出現露滴時，激光的反射光強會發生變化，探測器能夠及時捕捉到這一變化，并將其轉化為電信號進行處理，從而實現高精度的露點測量。
4、氣路系統
進氣口和出氣口：用于將待測氣體引入露點儀并進行測量后排出。進氣口通常會配備過濾器，以防止灰塵、雜質等進入儀器內部，影響測量結果或損壞儀器部件。出氣口則連接到排氣管道或安全排放區域，確保測量后的氣體能夠安全地排出。
流量計：安裝在氣路中，用于測量進入露點儀的氣體流量。氣體流量的大小會影響露點的測量結果，因此需要準確測量和控制。流量計可以根據不同的測量原理和精度要求選擇不同的類型，如質量流量計、體積流量計等。
流量控制器：根據測量需求，對進入露點儀的氣體流量進行調節和控制。流量控制器可以保證氣體以恒定的流量流過傳感器和制冷系統，提高測量的準確性和穩定性。它可以通過調節閥門的開度或使用質量流量控制器等方式來實現對氣體流量的精確控制。
5、顯示與控制系統
顯示屏：用于顯示測量結果、儀器狀態、設置參數等信息。顯示屏可以是液晶顯示屏（LCD）、發光二極管顯示屏（LED）或觸摸屏等，方便操作人員查看和操作儀器。一些高的露點儀還具備圖形化界面，能夠直觀地展示測量數據的趨勢和變化情況。
操作按鈕或觸摸面板：用于設置儀器的工作參數、啟動和停止測量、切換顯示模式等操作。操作按鈕或觸摸面板的設計應簡潔明了，易于操作人員使用。同時，為了防止誤操作，一些重要的操作可能需要通過密碼或確認步驟才能執行。
微處理器控制系統：是露點儀的核心控制部件，負責整個儀器的運行和管理。微處理器接收來自傳感器的信號，經過數據處理和分析后，將結果顯示在顯示屏上，并根據預設的程序和算法對儀器進行控制和調節。例如，控制制冷系統的啟動和停止、調節光學檢測系統的參數、進行數據存儲和傳輸等。微處理器控制系統還可以具備自診斷功能，能夠及時發現和提示儀器出現的故障或異常情況。
