TWI903534B - 液體微粒子計數方法與系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種液體微粒子計數方法與系統， 其中該液體微粒子計數系統包括有液體微粒計數器、用以放置待測物的測試槽、接收由測試槽溢流出來的液體的取樣槽以及量測取樣槽內的液體微粒子計數器。透過將待測物放入至測試槽，然後對該測試槽進行注入液體程序，並使液體由測試槽溢流至取樣槽。最後，進行一取樣量測程序，使液體微粒計數器從取樣槽抽取液體，並測試液體內的微粒數量。

Description

液體微粒子計數方法與系統

本發明為一種粒子量測技術，特別是指一種量測液體內粒子數量的一種液體微粒子計數方法與裝置。

電漿反應腔體必須經過清洗流程以避免電漿反應腔體在製造晶圓過程遭到微粒子汙染影響良率。因此需透過液體微粒子計數器檢測電漿反應腔體經過清洗後的微粒子數量。

現有的微粒清潔度偵測方式，如圖1所示，包括有槽體10，內含有液體100。在槽體10一側具有液體注入管路11、與液體粒子計數器12相連接且延伸至槽體10內部液體100的抽取管路12、以及排液管路13。在槽體10內具有待測物14，通常是將清洗後的電漿反應腔體，待測物14置入液體100內浸泡。之後，透過抽取管路12抽取槽體10內部的液體100，然後再使用液體微粒計數器(Liquid Particle Counter，簡稱LPC)對浸泡液中的微粒數量進行偵測，經由偵測微粒數量來判斷清洗後的微粒數量是否符合標準。

現有偵測方法無穩定流量以及即時連續取樣偵測，無法確定微粒背景值範圍，使得判斷微粒數量是否符合標準難以確立規範，易於加入個人主 觀判斷，從而對偵測結果的可靠性產生影響，難以制定品保標準，進而對半導體製程產生微粒汙染的風險。

綜合上述，因此需要一種液體微粒子計數方法與系統，以解決習用技術的問題。

在上述背景說明段落中所揭露之內容，僅為增進對本發明之背景技術的瞭解，因此，上述之內容含有不構成阻礙本發明之先前技術，且應為本領域習知技藝者所熟知。

本發明提供一種液體微粒子計數方法與裝置，由測試槽、取樣槽、溢流槽、液體粒子計數器以及泵浦所構成。透過背景值範圍的建立，以提升量測粒子數量的精準度，進而建立即時穩流微粒偵測系統，監控半導體設備部件在清洗流程之後的潔淨度，以提升品保標準，防止微粒子汙染風險的效果。

在一實施例中，本發明提供一種液體微粒子計數方法，包括有下列步驟：首先，提供液體微粒計數系統，包括有用以放置待測物的測試槽、接收由測試槽溢流出來的液體的取樣槽以及液體微粒計數器。然後，將待測物放入至測試槽。接下來對測試槽進行注入液體程序，並使液體由測試槽溢流至取樣槽。進行取樣量測程序，使液體粒子計數器從取樣槽抽取液體，並測試液體內的微粒數量。

在一實施例中，本發明提供一種液體微粒子計數系統，包括容器本體、測試槽、取樣槽以及液體微粒計數器。其中，容器本體具有容置空間。測試槽設置於容置空間內，測試槽用以容置待測物，測試槽藉由管路模組注入 液體。取樣槽設置於容置空間內，且位於測試槽的一側，取樣槽接收由測試槽溢出的液體。液體微粒計數器與取樣槽相連通，液體微粒計數器從取樣槽吸取液體，然後對液體內的微粒進行計數，並產生計數訊號。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚瞭解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合圖式，詳細說明如下。

2、2a:液體微粒子計數方法

20~23:步驟

200~205:步驟

220~223:步驟

230-236:步驟

3:液體微粒計數系統

30:容器本體

300:容置空間

301:步驟

31:測試槽

311:排液管路

312:排液閥門

32:取樣槽

320:槽壁

321:排液管路

322:排液閥門

33:液體微粒計數器

330:取樣管路

331:控制閥門

34:管路模組

340:第一管路

341:第二管路

342a、342b:進液閥門

343:流量計

35:溢流槽

350:排液管路

351:排液閥門

37:流量計

38:泵浦

39:監控控制部

390:監控器

391:控制電腦

90:待測物

91:液體

所包括的圖式用來提供對本申請實施例的進一步的理解，其構成了說明書的一部分，用於例示本申請的實施方式，並與文字描述一起來闡釋本申請的原理。顯而易見地，下面描述中的圖式僅僅是本申請的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些圖式獲得其他的圖式。在圖式中：圖1為習用之液體微粒子計數系統示意圖；圖2為本發明之液體微粒子計數方法之一實施例流程示意圖；圖3為本發明之液體微粒子計數系統之一實施例示意圖；圖4A為本發明注入液體的程序之一實施例流程示意圖；圖4B為本發明取樣量測程序之一實施例流程示意圖；圖5A為本發明之液體微粒子計數方法之另一實施例流程示意圖；及圖5B為本發明之背景範圍測試步驟另一實施例流程示意圖。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明之優點及特徵以及達到其方法將參照例示性實施例及附圖進行更詳細地描述而更容易理解。然而，本發明可以不同形式來實現且不應該被理解僅限於此處所陳述的實施例。相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的此些實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇，且本發明將僅為所附加的申請專利範圍所定義。在圖中，元件的尺寸及相對尺寸為了清晰易懂而以誇示方法表示。整篇說明書中，某些不同的元件符號可以是相同的元件。本文所公開的具體結構和功能細節僅僅是代表性的，並且是用於描述本發明的示例性實施例的目的。但是本發明可以通過許多替換形式來具體實現，並且不應當被解釋成僅僅受限於本文所闡述的實施例。

除非另外定義，所有使用於後文的術語(包含科技及科學術語)具有與本發明所屬該領域的技術人士一般所理解相同的意思。將更可理解的是，例如於一般所使用的字典所定義的那些術語應被理解為具有與相關領域的內容一致的意思，且除非明顯地定義於後文，將以所屬技術領域通常知識者所理解的一般意義所理解。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”等應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相 連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個組件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

本文所使用的術語僅僅是為了描述具體實施例而非意圖限制示例性實施例。除非上下文明確地另有所指，否則本文所使用的單數形式“一個”、“一項”還意圖包括複數。還應當理解的是，本文所使用的術語“包括”及/或“包含”規定所陳述的特徵、整數、步驟、操作、單元和/或組件的存在，而不排除存在或添加一個或更多其他特徵、整數、步驟、操作、單元、組件和/或其組合。

以下將配合圖式詳細敘述例示實施例。然而，這些實施例可以包含於不同的形式中，且不應被解釋為用以限制本發明之申請專利範圍。這些實施例之提供使得本發明之揭露完整與明暸，熟知此技術之人將能經由該些實施例瞭解本發明之範疇。

請參閱圖2所示，該圖為本發明之液體微粒子計數方法之一實施例流程示意圖。在本實施例中，該方法2首先進行步驟20提供液體微粒計數系統。在一實施例中，如圖3所示，步驟20的液體微粒計數系統3包括有容器本體30、測試槽31、取樣槽32以及液體微粒計數器33。其中，容器本體30具有容置空間300。測試槽31設置於容置空間300內，測試槽31用以容置待測物90，測試槽31藉由管路模組34注入液體91至測試槽31內。本實施例中，液體91為水，但不以此為限制。在本實施例中，管路模組34包括有第一管路340、第二管路341分別透過進液閥門342a與342b來控制液體流入至測試槽，其中，第一管路340用來進行注入液體91至測試槽31內，第一管路340注入至測試槽時並不需要特別進行流量控制，可以用來做清洗或大流量的對測試槽31注入 液體。第二管路341與測試槽31之間更連接有流量計343，可以作為對注入測試槽31的液體91進行流量監控與控制的依據。

取樣槽32設置於容置空間300內，且位於測試槽31的一側，取樣槽32接收由測試槽31溢出的液體。在本實施例中，透過槽壁320在容置空間300隔出了一個大槽，然後在透過槽壁320設置在大槽內部，使得大槽內分出了測試槽31與取樣槽32，其中槽壁320的高度低於槽壁310，使得在測試槽31內的液體91可以從槽壁320溢流至取樣槽32。要說明的是，構成測試槽31與取樣槽32的方式，並無一定的限制，例如：也可以利用兩個獨立的槽體相互拼接形成，因此，並不以圖3所示的實施例為限制。在槽壁310與容器本體30的壁面301之間形成有溢流槽35，使得從該測試槽31過量的的液體可以溢流到溢流槽35內。

在本實施例中，測試槽31的底部設置有排液管路311以及排液閥門312，透過排液閥門312的開關，可以調節測試槽31內的液體91量或者是用來排出測試槽31內的液體。同樣地，在取樣槽32底部也連接有排液管路321以及排液閥門322，用來調節取樣槽31內的液體91量或者是用來排出取樣槽32內的液體，以及溢流槽35底部也連接有排液管路350以及排液閥門351，用來排出溢流的液體。

液體微粒計數器33與取樣槽32相連通，在本實施例中，液體微粒計數器33透過取樣管路330從取樣槽32吸取液體，然後對液體內的微粒進行計數，並產生計數訊號。在一實施例中，取樣管路330上設置有控制閥門331用來控制取樣管路330的開啟或關閉。本實施例中，液體微粒計數器33更連接有流量計37，用以監控液體微粒計數器33從取樣槽32吸取液體的流量。流量 計37更與泵浦38連接。泵浦38提供從取樣槽32吸取液體所需要的負壓。本實施例中，泵浦38為齒輪泵，但不以此為限制。

在一實施例中，液體微粒計數系統3更包括有監控控制部39，包括有監控器390以及控制電腦391，其中監控器39用以取得液體微粒計數器33量測數據，並根據該量測數據產生監控訊息，例如：警報聲、語音或者是警示訊息等，但不以此為限制。控制電腦391與監控器390電性連接，控制電腦391接收由監控器390回傳的量測數據儲存在資料庫內。控制電腦391可以根據回傳的量測數據進行統計，並顯示出相對應的量測數據資訊。在另一實施例中，控制電腦391更可以根據量測需要，控制各個進液閥門342a、342b、排液閥門312、351、322c或控制閥門3331的開啟關閉，以及控制泵浦38的啟動或關閉或控制泵浦38調節吸取液體91的流量。

再回到圖2所示，接著進行步驟21，將待測物90放入至測試槽31內，本實施例中，待測物90可以為半導體製程中所使用的電漿反應腔體，或者是可能被汙染的元件，但不以此為限制。要說明的是，待測物放入測試槽31內之前，更可以先進行清潔程序，例如：利用IPA擦拭清潔待測物，然後再放任測試槽31內。放入測試槽31內之後，進行步驟22，對測試槽31進行注入液體程序，並使液體由測試槽31溢流至取樣槽32。在本步驟中，控制電腦391可以控制進液閥門342a或342b的開啟，以及根據流量計343的資訊，來調節與控制進入測試槽31內的液體量。在一實施例中，如圖4A所示，注入液體的程序更包括有先以步驟220對透過控制電腦391或人工方式打開進液閥門342a，使得液體91經由管路340流入測試槽31，並溢流至取樣槽32，以及打 開取樣槽32的排液閥門322，使取樣槽322內的液體91經由排液管路321排出一段時間，例如：2分鐘，其時間長度並無一定限制。

接著進行步驟221，關閉液體微粒計數器33以及泵浦38並且透過關閉進液閥門342a停止注入液體91至測試槽31，並打開測試槽31的排液閥門312，將液體91透過排液管路311排出，以排空測試槽31內的液體。接著進行步驟222，對測試槽注入液體，使液體從測試槽31溢流至取樣槽32達到第一水位。在步驟222中，同樣再次打開進液閥門342a先大量快速的注入液體91進入測試槽31內，使其達到測試槽31的二分之一液位高度。要說明的是第一水位並不以本步驟實施例中二分之一液位高度為限制，使用者可以根據需要設定第一水位的高度。當到達第一水位之後，接著進行步驟223，關閉進液閥門342a，打開進液閥門342b，透過流量計343來監管與調節特定流量注入液體91至測試槽31內，並使液體91從測試槽31溢流至取樣槽32達到第二水位。在步驟223，中第二水位，設定為取樣槽32的八分滿，流量設定為10ml/min(每分鐘10毫升)，其係根據使用者需求而定，並不以前述之量值為限制。

再回到圖2所示，步驟22之後進行步驟23之後，進行取樣量測程序，使液體微粒計數器33從取樣槽32抽取液體，並測試液體91內的微粒數量。在步驟23中，如圖4B所示，更包括有進行步驟230，控制從取樣槽抽取至液體微粒計數器33的液體流量。在步驟230中，控制電腦391啟動泵浦38，使泵浦38穩定地從取樣槽32抽取液體91，然後輸入至液體微粒計數器33。在本實施例中，泵浦391以流量設定為10ml/min(每分鐘10毫升)來抽取液體91。之後，進行步驟231，當流量穩定時，啟動液體微粒計數器33開始在前述流量下量測一段時間，本實施例為25分鐘，但不以此為限制。之後透過步驟232 判斷是否合乎標準，在本實施例中，標準為0.3μm的微粒子，數量設定150，也就是說根據液體微粒計數器33量測的數值中，如果0.3μm的微粒子數量小於150，則代表待測物90合格，然後進入到步驟233完成測試，待測物90可以取出裝設到機台設備上；反之，如果大於150則進入步驟234，量測不合格，則待測物90取出之後，進行步驟235還需要再進行清潔，然後進行步驟236再進行測試，直到符合標準。要說明的是，前述的標準並無一定的限制，使用者可以根據需求自行設定適合的標準。

請參閱圖5A與圖5B所示，其中圖5A為本發明之液體微粒子計數方法之另一實施例流程示意圖，圖5B為本發明之背景範圍測試步驟另一實施例流程示意圖。在圖5A中，基本上與圖2類似，差異的是，本實施例中，在待測物90放入至測試槽31之前，更包括有步驟20a進行背景範圍測試。步驟20a會關係到實際進行量測時的準確度，因此在本實施例中，在進行量測之前，會先進行背景範圍測試。步驟20a的背景範圍測試更包括有步驟200，對測試槽31進行至少一次的注液與排液。步驟200的實施例係進行兩次，打開進液閥門342a注入液體到測試槽31內，蓄積至到特定位高，可以視需求而定，然後再打開排液閥門312，將測試槽31內的液體排出。

之後，進行步驟201，對測試槽31注入液體，使液體從測試槽31溢流至取樣槽32達到第三水位。在步驟201中，打開進液閥門341a，並且關閉排液閥門312，然後注入液體至測試槽31使其溢流至取樣槽32內，並達到取樣槽32的二分之一水位。之後進行步驟202，以特定流量注入液體，使液體從測試槽31溢流至取樣槽32達到第四水位。在步驟202中，特定流量設定為10ml/min(每分鐘10毫升)，第四水位為取樣槽32的八分滿。實施方式為關閉進 液閥門341a並且打開進液閥門342b之後，液體經過流量計343可以控制進入測試槽31的流量，本實施例為10ml/min。接著進行步驟203，啟動泵浦38穩定控制流量。在步驟203中，係透過控制泵浦38穩定抽取10ml/min的流量，讓其穩定從取樣槽32被抽取通過液體微粒計數器33。然後進行步驟204，啟動液體微粒計數器33從被收取的液體量測微粒數。

最後進行步驟205，當該粒子數滿足背景標準時，開始進行待測物測試。在步驟205中，背景標準為0.3μm的微粒子數量是否小於100，如果小於背景標準，代表測試槽31與取樣槽32的狀態是可以進行測試待測物的狀態，因此可以繼續進行步驟21~23，其係如前所述，在此不做贅述。反之，如果大於標準，亦即為0.3μm的微粒子數量是否大於100，則代表測試槽31與取樣槽32的狀態是無法進行測試待測物，因此，此時會關閉液體微粒計數器33，並將測試槽31與取樣槽32的液體排掉，然後再回到步驟201重新開始背景範圍測試程序。要說明的是，前述的背景標準測試程序僅為說明的一實施例，並非本發明之限制，使用者可以根據需求自訂合理標準。

綜合上述，本發明之液體微粒子計數方法與裝置，由測試槽、取樣槽、溢流槽、液體粒子計數器以及泵浦所構成。透過背景值範圍的建立，以提升量測粒子數量的精準度，進而建立即時穩流微粒偵測系統，監控半導體設備部件在清洗流程之後的潔淨度，以提升品保標準，防止微粒子汙染風險的效果。

以上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本 發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

綜觀上述，可見本發明在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所顯而易見，其所具之新穎性、進步性及實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

2:液體微粒子計數方法

20~23:步驟

Claims (7)

1. 一種液體微粒子計數方法，包括： 提供一液體微粒計數系統，包括有用以放置待測物的一測試槽、接收由該測試槽溢流出來的一液體的一取樣槽以及一液體微粒計數器； 將一待測物放入至該測試槽； 對該測試槽進行一注入液體程序，並使該液體由該測試槽溢流至該取樣槽，其中該注入液體程序更包括對該測試槽注入液體，並溢流至該取樣槽以及打開該取樣槽的排液閥門，使該取樣槽排該液體一段時間，停止注入該液體至該測試槽，並打開測試槽的排液閥門，將該液體排空，對該測試槽注入液體，使該液體從該測試槽溢流至該取樣槽達到一第一水位，以及以特定流量注入液體，使該液體從該測試槽溢流至該取樣槽達到一第二水位，其中該特定流量係透過流量計來監管與調節該特定流量以注入該液體至該測試槽內，並使該液體從該測試槽溢流至該取樣槽達到一第二水位；以及 進行一取樣量測程序，使該液體微粒計數器從該取樣槽抽取液體，並測試該液體內的微粒數量。
2. 如請求項1所述之液體微粒子計數方法，其中在該待測物放入至該測試槽之前，更包括有一背景範圍測試的步驟，其係包括： 對該測試槽進行至少一次的注液與排液； 對該測試槽注入液體，使該液體從該測試槽溢流至該取樣槽達到一第三水位； 以特定流量注入液體，使該液體從該測試槽溢流至該取樣槽達到一第四水位； 控制注入至該測試槽的液體流量； 使該液體微粒計數器測試該液體的微粒數；以及 當該微粒數量滿足一背景標準時，將該待測物放入至該測試槽。
3. 如請求項1所述之液體微粒子計數方法，其中該取樣量測程序更包括： 控制從取樣槽抽取至該液體微粒計數器的液體流量；以及 當流量穩定時，啟動該液體微粒計數器開始量測一時間區間。
4. 一種液體微粒子計數系統，包括： 一容器本體，具有一容置空間； 一測試槽，設置於該容置空間內，該測試槽用以容置一待測物，該測試槽藉由一管路模組注入液體； 一取樣槽，設置於該容置空間內，且位於該測試槽的一側，該取樣槽接收由該測試槽溢出的液體；以及 一液體微粒計數器，與該取樣槽相連通，該液體微粒計數器從該取樣槽吸取液體，然後對該液體內的微粒進行計數，並產生一計數訊號； 其中，該注入液體更包括對該測試槽注入液體，並溢流至該取樣槽以及打開該取樣槽的排液閥門，使該取樣槽排該液體一段時間，停止注入該液體至該測試槽，並打開測試槽的排液閥門，將該液體排空，對該測試槽注入液體，使該液體從該測試槽溢流至該取樣槽達到一第一水位，以及以特定流量注入液體，使該液體從該測試槽溢流至該取樣槽達到一第二水位，其中該特定流量係透過流量計來監管與調節該特定流量以注入該液體至該測試槽內，並使該液體從該測試槽溢流至該取樣槽達到一第二水位。
5. 如請求項4所述之液體微粒子計數系統，其係更包括： 一監控器，與該液體微粒計數器電性連接，用以接收該計數訊號； 一計算機，與該監控器電性連接，用以接收該計數訊號；以及 一泵浦，與該液體微粒計數器相連接，用以控制該液體微粒計數器從該取樣槽抽取液體的流量。
6. 如請求項5所述之液體微粒子計數系統，其係更包括一流量計設置於該泵浦與該液體微粒計數器連接，用以顯示流量。
7. 如請求項4所述之液體微粒子計數系統，其係更包括一溢流槽，該溢流槽設置於該測試槽與該取樣槽的外圍。