TW202412922A - 過濾器監測系統與半導體裝置製造方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露針對各種方法及系統，用於監測過濾器的即時效率，以及用類似於過濾器之真實世界使用的測試來測試過濾器，以更新過濾器的技術規範。監測過濾器的即時效率的方法及系統可利用一或多個顆粒計數器以即時監測其效率。由顆粒計數器收集的資料可用於判定過濾器中之個別者是否需要藉由反沖洗再生製程來更換或再生。可利用自過濾器之真實世界測試更新的技術規範來判定是否需要更換或再生過濾器中之個別者。這些真實世界測試及即時監測降低工件曝光於污染物顆粒的可能性，從而降低報廢成本。

Description

過濾器分析及再生系統
無
一般而言，在晶圓廠(semiconductor manufacturing plant，FAB)內製造半導體裝置或封裝時，在晶圓廠(semiconductor fabrication plant，FAB)內儲存各種液體，並用於精細化及處理工件（例如，晶圓、基板等）。用於將各種流體輸送至FAB內的各種工件製程工具的系統可包括流體可通過以到達工件製程工具的管道。舉例而言，管道可自儲存流體的儲存罐延伸至工件製程工具。管道用以將流體自儲存罐輸送至工件製程工具。舉例而言，流體沿這些管道輸送並由工件製程工具接收，且工件製程工具以一些方式利用流體在工件製程工具處精細化或處理個別工件，以製造半導體裝置或封裝。
沿這些管道可存在過濾器，以在流體自儲存罐行進至工件製程工具時過濾流體。舉例而言，這些過濾器用於過濾流體，以移除流體內存在的污染物（例如，微粒、碎屑等）。當流體沿管道移動至工件製程工具時，這些過濾器分別捕集並擷取這些污染物。一旦過濾器到達其可用壽期之終點，則過濾器可經更換或再生。
無
以下揭示內容提供用於實施所提供標的物的不同特徵的許多不同實施例、或實例。下文描述組件及配置的特定實例以簡化本揭露。當然，這些僅為實例且非意欲為限制性的。舉例而言，在以下描述中第一特徵於第二特徵上方或上的形成可包括第一特徵與第二特徵直接接觸地形成的實施例，且亦可包括額外特徵可形成於第一特徵與第二特徵之間使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。此外，本揭露在各種實例中可重複參考數字及/或字母。此重複係出於簡單及清楚之目的，且本身且不指明所論述之各種實施例及/或組態之間的關係。
此外，為了便於描述，在本文中可使用空間相對術語，諸如「在……下方」、「在……之下」、「下部」、「在……之上」、「上部」、「左側」、「右側」、及類似者，來描述諸圖中繪示之一個元件或特徵與另一（多個）元件或特徵之關係。空間相對術語意欲涵蓋除了諸圖中所描繪的定向以外的裝置在使用或操作時的不同定向。器件可另外定向（旋轉90度或處於其他定向），且本文中所使用之空間相對描述符可類似地加以相應解釋。
一般而言，銷售並製造含有濾膜的濾芯的製造商為這些濾芯內的這些濾膜提供製造商技術規範或工具規範。舉例而言，提供濾膜的孔隙之平均尺寸，以判定可由濾膜捕集或過濾的顆粒尺寸。然而，由於製造半導體裝置及封裝易受污染物之影響，故濾膜中之至少一些可經測試，以判定製造商技術規範之準確性，以減少由於有缺陷濾膜或不在製造商技術規範的規定容許度內的濾膜而導致的製造有缺陷半導體裝置或封裝的可能性。
舉例而言，過濾器可定級為過濾出X奈米尺寸的顆粒，然而，過濾器可具有X+Y奈米的平均孔隙尺寸，超過過濾器的孔隙的相當大百分數。因此此類過濾器不適於自流體過濾出X奈米尺寸的顆粒。因此，儘管過濾器可用於自流體過濾出＞X+Y奈米的顆粒，但過濾器不能用於自流體有效過濾出＜X+Y奈米的顆粒。
鑒於上述情況，儘管製造商技術規範可斷言其過濾器可過濾出某些奈米尺寸的顆粒，但過濾器可能無法真正有效過濾出此類顆粒。因此，不能依賴於製造商技術規範，特別是在晶圓廠(semiconductor manufacturing plant，FAB)中未能過濾出此類顆粒可導致由FAB製造的有缺陷半導體裝置或封裝之數目增加。有缺陷半導體裝置或封裝之數目的這一增加導致增加的報廢成本及增加的材料成本，因為有缺陷半導體裝置或封裝可能不會出售給客戶，而係簡單地丟棄。
鑒於上述討論，本揭露中之至少一些係針對用於測試及判定濾膜之孔隙的孔隙尺寸以及濾膜之孔隙分佈的系統及方法。濾膜之孔隙尺寸及孔隙分佈可用於產生更新的技術規範，與製造商技術規範中斷言的濾膜效率相比，更新的技術規範在濾膜的真實世界效率方面更加準確。
根據本揭露的一些實施例，這些更新的技術規範可用於即時監測過濾器之濾膜的系統及方法中。舉例而言，在使用時即時監測過濾器之效率的這些即時監測系統及方法可利用更新的技術規範，以提供比使用製造商技術規範時更準確的判定。這些判定可包括是否需要更換個別濾膜，或是否需要執行反沖洗再生製程以再生或再現個別濾膜。這些監測過濾器之即時效率的方法及系統用於降低工件曝光於流體內污染物（例如，顆粒、碎屑等）的可能性，這可導致有缺陷半導體裝置或封裝之製造，這又至少會增加報廢成本及材料成本。
第1A圖係針對方法實例之流程圖100，該方法可用於測試及判定第1B圖中濾膜102之孔隙尺寸以產生更新的技術規範，或確認關於濾膜102的製造商技術規範是否真正準確。利用第1A圖中流程圖100中所示的方法以製備濾膜102之樣品112，接著將其置放於孔隙儀內，以利用樣品112測試及判定濾膜102本身之孔隙尺寸以及孔隙分佈。
在第一步驟104中，將濾膜102自包括容納於殼體106內的濾膜102的濾芯的殼體106移除。藉由切割或打破殼體106，將濾膜102自殼體106移除。這導致濾芯不再可用於過濾流體，因為切割或打破殼體106會破壞濾芯。舉例而言，可在殼體106的一個末端處切割殼體106，使得濾膜102可自殼體106移除。
當濾膜102存在於殼體106內時，濾膜102可處於壓縮狀態，以便濾膜102裝配於殼體106內。自殼體106移除濾膜102之後，如第1B圖中所示，濾膜102經扇出，使得濾膜102相對平坦地置於水準面上。如第1B圖中所示，殼體106基本上係圓柱形，而濾膜102基本上係環形形狀（例如，具有穿過圓心延伸的孔的圓環），並具有複數個凹槽。
在藉由切割及打破殼體106將濾膜102自殼體106移除的第一步驟104之後，執行第二步驟108。在第二步驟108中，利用切割工具110（見第1C圖）以切割樣品112（見第1D圖），樣品112係濾膜102的一小部分。藉由使用者將切割工具110定位於濾膜102上的一被選位置，樣品112自濾膜102切割開。一旦切割工具110定位於濾膜102上的被選位置上，則使用者將向下的壓力施加於切割工具上，從而自濾膜102切割並衝壓出樣品112。樣品112為圓環形狀，因為刀具110為圓環形狀。切割刀具110的圓環形狀在第1C圖中可容易地看到，而樣品112的圓環形狀可在第1D圖中容易地看到。
在樣品112自濾膜102切割開的第二步驟108之後，執行第三步驟114。在第三步驟114中，將樣品112置放於孔隙儀（未顯示）內，以測試及判定樣品112的孔隙尺寸以及樣品112的各種尺寸的孔隙之孔隙分佈。
在一些情況下，接著可根據「ASTM F316:2019藉由泡點及平均流量孔隙測試的膜過濾器之孔隙尺寸特性的標準測試方法」，利用孔隙儀在樣品112上進行毛細管流孔隙法(capillary flow porometery，CFP)測試。在CFP測試下，將液體引入樣品112中，使得樣品112的孔隙用液體飽和或填充。在孔隙已用液體飽和或填充之後，將氣體（例如，惰性氣體，其可係氮氣）引入樣品112以置換樣品112的孔隙內的液體。排空孔隙所需的氣體壓力經量測，且該壓力對應於自孔隙的最窄及最緊縮部分抽空液體所需的壓力。氣體穿過樣品112的速度經量測，以便可判定樣品112之孔隙尺寸，並相應地判定濾膜102之孔隙尺寸。這些孔隙尺寸係樣品112之孔隙的最窄及最緊縮部分的尺度。將氣體引入樣品112以排空並抽空孔隙可導致孔隙膨脹或樣品112損壞，使得這一測試可能無法提供容許度內的準確結果。在一些情況下，可自濾膜102提取或切割多個樣品112，以便可測試各個樣品。一般而言，可在濾膜102的樣品112上進行CFP測試，以量測15奈米至300微米範圍內的孔隙尺寸。
在一些情況下，可藉由孔隙儀（未顯示）在樣品112上進行液體-液體置換孔隙儀(liquid-liquid displacement porometery，LLDP)測試而非CFP測試。LLDP測試為已知測試。在LLDP測試下，將第一液體引入樣品112，使得樣品112之孔隙用第一液體飽和或填充。在孔隙已用第一液體飽和或填充之後，藉由將樣品112曝光於第二液體，利用比第一液體具有更高表面張力的第二液體來置換第一液體。與CFP測試不同，LLDP測試可在相對於CFP測試非常低的速度下完成，從而可判定較小的孔隙尺寸。相對於CFP測試，LLDP測試的低速度亦降低損壞孔隙或樣品112的可能性，使得LLDP測試可提供比CFP測試更準確的結果。否則，LLDP測試類似於CFP測試，藉由量測類似於CFP測試的壓力及速度來判定孔隙的最窄及最緊縮部分，並用於判定樣品112之孔隙尺寸。這些孔隙尺寸係樣品112之孔隙的最窄及最緊縮部分的尺度。一般而言，可在濾膜102之樣品112上進行LLDP測試，以量測2奈米至0.5微米範圍內的孔隙尺寸。
CFP及LLDP測試可在選自由濾芯製造商裝運至客戶的大量濾芯的一個濾膜102上進行。這一濾膜102可經測試以表示可在晶圓廠(semiconductor manufacturing plant，FAB)內利用的數百或數千個濾芯內的數百或數千個濾膜。
鑒於上述製程，當殼體106經切割並打破以接取殼體內的濾膜102時，濾芯經破壞，且濾膜102經切割，使得濾膜102不再可用。換言之，為了得到對待測試濾膜102的接取，濾芯經破壞，且濾膜102在切割開樣品112時經損壞，使得濾膜102不再可用。因為進行上述測試，濾芯經破壞且不再可用，會導致報廢成本。儘管可自濾膜102提取多個樣品112並連續進行測試，但反復執行這些測試需要時間並增加成本。
鑒於上述製程，樣品112僅為濾膜102的一小部分，並置放於孔隙儀中，這與濾芯在FAB內經實際展開並利用的方式不類似。換言之，在上述關於第1A圖至第1D圖的製程中測試樣品112不會再現濾膜102在真實世界使用中實際展開並利用的方式。因此，本揭露係針對用以分析並判定濾膜之孔隙尺寸的系統及方法，其使用比上文關於第1A圖至第1D圖討論的系統及方法更類似於濾膜之真實世界使用條件的系統及方法。此外，根據本揭露的實施例提供用於評估濾膜之性能及有效性而無需破壞濾膜的系統及方法。
第2A圖係針對根據一些實施例的用於在濾芯202上執行測試例如評估的系統200。待進行的測試將在本文稍後更詳細地討論，與上文關於第1A圖至第1D圖討論的測試方法相比，在更類似於濾芯202之真實世界使用的條件下進行，其中利用孔隙儀（未顯示）測試自濾膜102切割開的樣品112。
如第2A圖中所示，濾芯202之殼體204含有濾膜206。殼體204可與關於第1B圖討論的殼體106相同或類似，而濾膜206可與上文關於第1B圖討論的濾膜102相同或類似。濾膜206經壓縮，使得濾膜206封閉於殼體204內。濾芯202進一步包括可自殼體204之外表面接取的第一開口208（例如，入口或出口），及可自殼體204之外表面接取的第二開口210（例如，入口或出口）。
第一流體途徑212具有與第一開口208流體連通的末端，而第二流體途徑214具有與第二開口210流體連通的末端。取決於流體分別穿過第一流體途徑212及第一開口208以及第二流體途徑214及第二開口210的流動方向，第一開口208可係入口，而第二開口210可係出口。取決於流體分別穿過第一流體途徑212及第一開口208以及第二流體途徑214及第二開口210的流動方向，第一開口208可係出口，而第二開口210可係進口。
在如第2A圖中所示的系統之實施例中，流體依次流動穿過第一流體途徑212、第一開口208、第二開口210、及第二流體途徑214，由箭頭216表示。第一閥218沿著第一流體途徑212，而第二閥220沿著第二流體途徑214。第一閥218及第二閥220可打開及閉合，以將流體引入濾芯202中並穿過濾芯202。
第一感測器222（例如，FT/PT）沿第一流體途徑212存在，並位於第一閥218與第一開口208之間。第二感測器224（例如，PT）沿第二流體途徑214存在，並位於第二開口210與第二閥220之間。第一感測器222及第二感測器224可係單獨的感測器或一起工作的多個感測器。舉例而言，在如第2A圖中所示的這一實施例中，第一感測器222係或包括流體流動速率轉換器(fluid flow rate transducer，FT)及壓力轉換器(pressure transducer，PT)兩者，而第二感測器224係或包括壓力轉換器(pressure transducer，PT)。第一感測器222的流體流量感測器量測通過第一流體途徑212的流體流量，舉例而言，流體流動速率感測器（例如，FT）量測通過第一流體途徑212的流體速度，並利用該速度判定穿過第一流體途徑212的流體流量。第一感測器222及第二感測器224的壓力轉換器（例如，PT）分別量測穿過第一流體途徑212及第二流體途徑214的流體壓力。
處理器226（例如，電腦、智慧平板電腦、智慧手機等）與第一感測器222及第二感測器224進行電通訊，使得處理器226可容易地自第一感測器222及第二感測器224接收個別電訊號。處理器226用以接收並處理分別由第一感測器222及第二感測器224輸出的這些個別電訊號，舉例而言，以收集可用於在測試濾芯202時判定濾膜206之孔隙的孔隙尺寸以及濾膜206之孔隙分佈的資料。
系統200與濾芯202之真實世界使用相同或類似，鑒於本揭露中的以下討論，這將變得更加顯而易見。舉例而言，見本揭露中第3A圖及第5A圖的下述討論。除第3A圖及第5A圖中的個別過濾器用於自待提供至晶圓廠(semiconductor manufacturing plant，FAB)內的工件製程工具的流體過濾污染物，以精細化並處理工件（例如，晶圓、基板等）以外，第3A圖及第5A圖中的個別過濾器可以與如第2A圖中所示的濾芯202相同的方式設定。因此，藉由利用如第2A圖中所示的系統200，濾芯202可在其曝光於濾芯202之真實世界使用之後進行測試，並可將其重新投入使用。這與本文先前關於第1A圖至第1D圖討論的測試濾膜102的方法相反，該方法測試比整個濾膜206少的濾膜，且不允許濾膜206在測試之後重新投入使用。
系統200可用於判定封閉於濾芯202的殼體204內的濾膜206之孔隙的孔隙尺寸（例如，平均孔隙尺寸）。舉例而言，可進行CFP測試、LLDP測試、或兩者，以判定濾膜206之孔隙的孔隙尺寸以及濾膜206之孔隙尺寸分佈。儘管可在濾膜206上執行CFP測試、LLDP測試、或兩者，但在可能的情況下，大體上利用LLDP測試而非CFP測試，因為LLDP測試具有降低的損壞濾膜206的可能性，從而即使在LLDP測試下經測試以判定濾膜206之孔隙尺寸以及濾膜206之孔隙尺寸分佈之後，濾芯202仍然可用。利用系統200的濾芯202之LLDP測試將參考第2B圖進行更詳細的討論，如下所示。
在第2B圖中顯示流程圖228，流程圖228繪示利用系統200來測試濾芯202以判定濾膜206之孔隙的孔隙尺寸的方法。儘管以下關於流程圖228的討論的細節係關於用LLDP測試來測試濾芯202以判定濾膜206的孔隙之孔隙尺寸及孔隙尺寸分佈來討論的，但將容易理解，系統200可用於用CFP測試代替LLDP測試來測試濾芯202以判定濾膜206的孔隙之孔隙尺寸及孔隙分佈。舉例而言，當濾膜206具有孔隙尺寸為2奈米至0.5微米的孔隙時，可利用LLDP測試，而當濾膜206具有孔隙尺寸為15奈米至300微米的孔隙時，可利用CFP測試。或者，可在濾膜206上執行LLDP測試及CFP測試兩者，以收集關於濾膜206的孔隙之孔隙尺寸及孔隙分佈的額外資料點。
當利用系統200執行LLDP測試以判定濾芯202之濾膜206的孔隙孔隙之尺寸及孔隙分佈時，在方法的流程圖228的第一步驟230中，能夠潤濕濾膜206之經曝光表面的第一流體藉由使第一流體在箭頭216的方向上移動穿過第一流體途徑212、穿過第一開口208引入濾芯202的殼體204中。將第一流體引入濾芯202中可包括打開第一閥218及第二閥220，以引導第一流體穿過第一流體途徑212及第二流體途徑214。
一旦第一流體離開第一流體途徑212並穿過第一開口208進入殼體204，則第一流體與濾膜206接觸。第一流體途徑212穿過第一開口208連續引入殼體204中，直到濾膜206之孔隙用第一流體完全飽和並填充。舉例而言，當第一感測器222處的第一壓力基本上等於（例如，平衡）第二感測器224處的第二壓力時，濾膜206之孔隙可經完全飽和並填充。
在第一步驟230中濾膜206之孔隙經完全飽和並填充之後，執行方法的流程圖228中的第二步驟232。在第二步驟232中，藉由在箭頭216的方向上使第二流體移動穿過第一流體途徑212，將第二流體（例如，與第一流體不混溶並能夠潤濕孔隙之經曝光表面的流體）穿過第一開口208引入濾芯202的殼體204中。將第二流體引入濾芯202中可包括閉合第一閥218的第一流體開口並打開第一閥218的第二流體開口，使得第一流體停止流動進入第一流體途徑212，而第二流體可容易地流動進入第一流體途徑212並流動穿過第一開口208進入濾芯202的殼體204中。舉例而言，如第2A圖中所示，第二流體可藉由通過第三流體途徑219進入第一閥218。
一旦第二流體離開第一流體途徑212並穿過第一開口208進入殼體204，則第二流體與殼體204內的濾膜206接觸，且第二流體壓在存在於濾膜206之孔隙內的第一流體上。第二流體置換濾膜206之孔隙內的第一流體並填充濾膜206之孔隙。
當第二流體藉由穿過第一流體途徑212引入殼體204中而將第一流體自濾膜206之孔隙中置換出來時，第一感測器222及第二感測器224分別在第一流體途徑212及第二流體途徑214內收集關於第二流體及第一流體的資料。一旦判定第二流體已將所有第一流體自濾膜206之孔隙置換出來，例如，當由第一感測器222量測的壓力等於由第二感測器224量測的壓力時，第一資料及第二資料經收集。在其他實施例中，自啟動第二流體之流動的時間之前開始連續收集第一資料及第二資料。
在判定第二流體已將所有第一流體自濾膜206之孔隙置換出來之後，由第一感測器222收集的第一資料（例如，流動速率及壓力）作為第一電訊號發送至處理器226，第一電訊號表示第一資料。在判定第二流體已將所有第一流體自濾膜206之孔隙置換出來之後，由第二感測器224收集的第二資料（例如，壓力）作為第二電訊號發送至處理器226，第二電訊號表示第二資料。在一些實施例中，第二資料亦可包括在第二感測器224處量測的流動速率資料。處理器226用以分別處理及分析分別表示第一資料及第二資料並分別自第一感測器222及第二感測器224傳輸的第一電訊號及第二電訊號。
在方法的流程圖228中的第三步驟234中，一旦處理器226分別接收第一電訊號及第二電訊號，則處理器226分析這些第一電訊號及第二電訊號，並利用第一電訊號及第二電訊號來判定濾膜206的孔隙之孔隙尺寸及孔隙尺寸分佈。舉例而言，第一電訊號及第二電訊號可表示用於算法中的輸入值，諸如楊-拉普拉斯方程，以判定濾芯202的殼體204內的濾膜206之孔隙的平均孔隙尺寸及平均孔隙尺寸分佈。
與由第1A圖中所示的流程圖100所示的方法以及如關於第1A圖至第1D圖討論的方法不同，濾膜206未藉由自濾膜206切割開類似於如第1D圖中所示濾膜102之樣品112的樣品而經切割或汙損。與如第1A圖至第1D圖中討論的方法不同，濾芯202之濾膜206經完全無損測試，以便在更類似於殼體204內濾膜206的真實世界使用條件的條件下評估濾膜206，而非僅測試濾膜206的一小部分或利用會破壞濾膜的測試。與如第1D圖中所示的測試樣品112相比，在完全無損的情況下測試濾膜206而非僅測試濾膜206的一小部分（見樣品112）可提供經歷測試的濾膜206之孔隙的更大數目。經測試濾膜206之孔隙的這一更大數目導致更準確的結果，並提供關於濾膜206的孔隙尺寸及孔隙尺寸分佈的更可靠資訊，且因此，相對於當僅測試濾膜102之樣品112時，提供對濾膜206之孔隙的平均孔隙尺寸的更準確判定，如關於第1A圖至第1D圖所述。
與由如第1A圖中所示的流程圖100所示的方法以及關於第1A圖至第1D圖討論的方法不同，第2B圖的流程圖228中的方法與流程圖100中的方法相比可相對快速地進行。舉例而言，流程圖100中的方法讓使用者自殼體106移除濾膜102，判定濾膜102上的良好樣品位置，用切割工具110自濾膜102切割樣品112，接著用孔隙儀在樣品112上進行測試。或者，流程圖228中的方法簡單地允許使用者將濾芯202耦合至第一流體途徑212及第二流體途徑214，而無需花費額外的時間來判定濾膜206上的適當樣品位置或自濾膜206切割樣品。因此，相對於使用者執行流程圖100中的方法，流程圖228中的方法需要較少的時間來執行。相對於流程圖100中的方法，流程圖228中的方法的這一減少的執行時間會降低成本並提高效率，因為可在一次執行流程圖100中的方法的相同時間中利用流程圖228中的方法進行幾個測試。
第2C圖係針對圖形236。藉由利用如第2A圖中所示的系統200，利用如第2B圖中所示的流程圖228所示的方法測試濾芯202之濾膜206而收集的資料關聯並顯示於圖形236中。圖形236的X軸係以「巴」量測的壓力，而圖形236的Y軸係以「升/分鐘」(L/min)量測的流動速率。
圖形236包括乾曲線238。如第2A圖中所示，可利用系統200進行測試，在濾膜206用液體潤濕之前，使氣體（例如，惰性氣體，其可係氮氣）通過濾膜206。圖形236進一步包括半乾曲線240，其係藉由將乾曲線之流量值一分為二獲得的。圖形236進一步包括濕曲線242，其係藉由利用系統200進行CFP測試、LLDP測試、或兩者來測試濾膜206而判定的，如上文關於第2A圖及第2B圖所述。濕曲線242表示在利用系統200進行CFP測試、LLDP測試、或兩者來測試濾芯202之濾膜206時，在施加壓力（例如，流體、氣體、或液體）的情況下，穿過濾芯202內濾膜206的量測流量（例如，流體、氣體、或液體）。濕曲線242可與濾芯202之濾膜206的孔隙之孔喉尺寸成反比。
如圖形236中所示，乾曲線238、半乾曲線240、及濕曲線242針對彼此繪製。來自乾曲線238、半乾曲線240、及濕曲線242的資料可用於判定或提供關於濾芯202之濾膜206的多孔網路之資訊。當濾芯202用於真實世界系統中以過濾出流體內的污染物（例如，碎屑、顆粒等）、並由與處理器電通訊的一或多個感測器（例如，顆粒計數器、流量感測器、壓力感測器等）監測時，來自圖形236的這一資料可用於監測濾芯202之濾膜206的效率。
第一點244對應於濾膜206的最大孔隙尺寸。第一點244可稱為第一泡點。第二點246係在濕曲線242與半乾曲線240彼此相交的壓力下計算的平均流量孔隙，且第二點246對應於一孔隙尺寸，在該孔隙處可認為係總流量（例如，流體、氣體、或液體）的50%。第三點248對應於濾膜206的最小孔隙尺寸。孔徑分佈250自第一點244延伸至第三點248。沿如圖形236中繪製的個別曲線238、240、242關聯的這一資料可用於判定濾芯202之濾膜206的平均孔隙尺寸，以及這些平均孔隙尺寸孔隙的沿濾芯202之濾膜206的分佈。
第3A圖係針對根據本揭露的實施例的系統300，包括原材料罐302，其含有諸如流體的原材料。儲存於原材料罐302中的流體自原材料罐302幫浦至儲存罐304。流體由一或多個泵306自原材料罐302穿過第一流體途徑308幫浦至儲存罐304。第一過濾器310沿著第一流體途徑308，且流體通過第一過濾器310並由第一過濾器310過濾。在通過第一過濾器310之後，流體繼續穿過第一流體途徑308並進入儲存罐304。穿過第一流體途徑308的流體之流動由箭頭309表示。
當流體等待由工件製程工具311利用以在工件製程工具311處處理並精細化一或多個工件（例如，晶圓、基板等）時，可將流體儲存於儲存罐304內。舉例而言，工件製程工具311可係EUV微影術工具、蝕刻工具、光學微影術工具，或可係用以在晶圓廠(semiconductor manufacturing plant，FAB)內利用的一些其他類似或相似類型之工件製程工具。
當流體儲存於儲存罐304內時，可與儲存罐304一體的循環泵（未顯示）可沿第二流體途徑312及第三流體途徑314幫浦流體。第二過濾器316沿著第二流體途徑312。當流體穿過第二流體途徑312及第三流體途徑314循環時，第二過濾器316過濾流體。如第3A圖中所示，流體沿第二流體途徑312及第三流體途徑314的這一流動使得流體藉由第二過濾器316循環並過濾，由箭頭318表示。
閥320在第二流體途徑312、第三流體途徑314、及第四流體途徑322的接合面處。當流體穿過第二流體途徑312及第三流體途徑314循環時，閥320打開，使得流體可容易地自第二流體途徑312通過閥320進入第三流體途徑314中，但不會進入第四流體途徑322中。換言之，在這一情況下，閥320阻擋或阻止流體進入第四流體途徑322。
當工件製程工具311接收並利用來自儲存罐304的流體在工件製程工具311中處理一或多個工件時，閥320可打開及閉合，使得流體可進入第三流體途徑314，並通過閥320進入第四流體途徑322中同時阻擋流體進入第二流體途徑312。接著，流體沿第四流體途徑322行進至工件製程工具311，由箭頭324表示。
第一顆粒計數器326、第三過濾器328、及第二顆粒計數器330沿著第四流體途徑322，且流體在到達工件製程工具311之前通過第一顆粒計數器326、第三過濾器328、及第二顆粒計數器330。第三過濾器328在第一顆粒計數器326與第二顆粒計數器330之間。換言之，第一顆粒計數器326沿第四流體途徑322位於第三過濾器328的上游，而第二顆粒計數器330沿第四流體途徑322位於第三過濾器328的下游。第一顆粒計數器326及第二顆粒計數器330兩者均可稱為液體顆粒計數器(liquid particle counter，LPC)。
以上關於第3A圖所述的第一過濾器310、第二過濾器316、及第三過濾器328可與如關於第2A圖所述的濾芯202相同或類似。換言之，第一過濾器310、第二過濾器316、及第三過濾器328可包括如第2A圖中所示的濾芯202的特徵中之至少一些。
第一顆粒計數器326及第二顆粒計數器330分別可與諸如對應於美國公開專利申請案第2020/00056978號的美國專利申請案第16/103934號中描述的顆粒計數器相同或類似。因此，為了本揭露的簡單及簡潔，本文不再詳細描述第一顆粒計數器及第二顆粒計數器的結構特徵。
第一顆粒計數器326及第二顆粒計數器330分別用以在流體分別行進穿過第一顆粒計數器326及第二顆粒計數器330時對流體內的污染物顆粒進行計數。第一顆粒計數器326在流體由第三過濾器328過濾之前對污染物顆粒進行計數並判定流體內污染物顆粒的尺寸，而第二顆粒計數器330在流體由第三過濾器328過濾之後對污染物顆粒進行計數並判定流體內污染物顆粒的尺寸。換言之，第一顆粒計數器326及第二顆粒計數器330可分別對污染物顆粒進行計數，並判定分別通過第一顆粒計數器326及第二顆粒計數器330的污染物顆粒的尺寸，如第3A圖中所示。
處理器332分別與第一顆粒計數器326及第二顆粒計數器330進行電通訊。第一顆粒計數器326輸出表示經計數的污染物顆粒以及在由第三過濾器328過濾之前流體內污染物顆粒之尺寸的第一電訊號，而第二顆粒計數器330輸出表示經計數的污染物顆粒以及由第三過濾器328過濾之後的流體內污染物顆粒之尺寸的第二電訊號。
處理器332可預加載第三過濾器328的更新的技術規範，其比第三過濾器的製造商技術規範更準確。舉例而言，藉由利用上述系統200執行流程圖228中所述的方法來判定第三過濾器328之個別濾膜的孔隙之孔隙尺寸及孔隙尺寸分佈，第三過濾器328的更新的技術規範可已自製造商技術規範判定或更新為比製造商技術規範更準確。這一更新的技術規範允許處理器332在利用更新的更準確的技術規範而非製造商技術規範時，對過濾器328的性能做出更準確及精確的判定，而製造商技術規範又不如更新的技術規範準確。更新的技術規範可包括類似於由第2C圖中所示的圖形236表示的資料。
由處理器332自第一顆粒計數器326接收的第一電訊號表示由第三過濾器328過濾之前流體內污染物顆粒的不同尺寸者的一或多個第一顆粒計數。由處理器332自第二顆粒計數器330接收的第二電訊號表示由第三過濾器328過濾之後流體內污染物顆粒的不同尺寸者的一或多個第二顆粒計數。處理器332利用第三過濾器328的第一顆粒計數、第二顆粒計數、及更新的技術規範（再次利用流程圖228中所示的方法判定），以判定第三過濾器328在使用中且正在過濾流體時的即時效率。舉例而言，如第3B圖中所示，第三過濾器328的這一效率可係通過第三過濾器328之後仍然存在於流體內的污染物顆粒的多個不同尺寸者的多個顆粒保留百分數。這些顆粒保留百分數可藉由以下公式計算： x 100 在以上公式中，「上游」表示由第一顆粒計數器326計數的污染物顆粒之第一顆粒計數，而「下游」表示由第二顆粒計數器330計數的污染物顆粒之第二顆粒計數。如第3B圖的圖形334中所示，這一顆粒保留百分數可針對通過第三過濾器328的污染物顆粒的各個不同尺寸者進行計算。
參考回第3A圖，顯示器333（例如，電腦螢幕、電視螢幕、智慧裝置螢幕等）與處理器332進行電通訊。顯示器333顯示自處理器332接收的關於第三過濾器328的即時特性（例如，顆粒保留效率）、第一顆粒計數器326的即時特性（例如，第一顆粒計數）、第二顆粒計數器330的即時特性（例如，第二顆粒計數）、及在流體通過第四流體途徑322時流體的即時特性（例如，壓力、流動速率等）的即時資訊及資料。儘管未顯示，但諸如流動速率感測器、壓力感測器、或一些其他類似或相似類型之感測器的額外感測器可沿著系統300的個別流體途徑308、312、314、322。這些額外感測器可與處理器332進行電通訊，並可由處理器332利用以監測第三過濾器328、第一顆粒計數器326、第二顆粒計數器330、及在流體沿系統300的個別流體途徑308、312、314、322移動時流體的各種特性。
第3B圖係針對圖形334，繪示由處理器332利用來自第一顆粒計數器326的第一顆粒計數、來自第二顆粒計數器330的第二顆粒計數、及關於第三過濾器328的更新的技術規範進行即時處理的比較。圖形334包括以奈米顆粒尺寸的X軸及顆粒保留百分數(%)的Y軸。
圖形334包括第一線336，其係實線。第一線336表示當第三過濾器328係全新的時第三過濾器328的顆粒保留效率百分數。第一線336基於利用系統200產生的更新的技術規範及如上所述的流程圖228中的方法來判定及設定。第一線336包括當第三過濾器328係全新的、幾乎從未使用過的時，或已在第三過濾器328上執行反沖洗再生製程以再生並再現第三過濾器328之後，污染物顆粒的不同尺寸者的顆粒保留百分數。
圖形334進一步包括第二線338，其係虛線。第二線338表示當第三過濾器328在使用且正在自流體過濾污染物顆粒時，第三過濾器328的即時（例如，現在且當前）顆粒保留效率。可藉由利用由處理器332分別自第一顆粒計數器326及第二顆粒計數器330接收的最新顆粒計數來即時判定並持續更新第三過濾器328的這一即時污染物顆粒保留效率(%)。在接收到最新顆粒計數之後，處理器332可利用這些最新顆粒計數即時更新第二線338，以在第三過濾器328自流體持續過濾污染物顆粒時即時表示第三過濾器328的顆粒保留效率(%)。
箭頭340表示隨著越來越多的流體通過第三過濾器328，第三過濾器328的顆粒保留效率(%)的衰減。換言之，第三過濾器328用於自流體過濾污染物顆粒越多，第三過濾器328的顆粒保留效率(%)衰減得越多，使得當流體沿第四流體途徑322通過第三過濾器328時，第三過濾器328可能無法自流體有效地過濾污染物顆粒。
在第二線338已減小至超過被選臨限值之後，處理器332可發送訊號至顯示器333，以在顯示器333上輸出通知，被選臨限值可係基於利用系統200以及如第2A圖及第2B圖中所示流程圖228中的方法測試第三過濾器328而選擇的。通知可係警告或通知，即第三過濾器328可能需要更換，或可能需要藉由執行反沖洗再生製程來再生。若在過去已對第三過濾器328執行一或多次反沖洗再生製程，則處理器332可輸出替換警告或通知，而非輸出反沖洗再生警告或通知。換言之，處理器332可分析顆粒計數以及其他因數或參數，以判定在第三過濾器328到達其可用壽期之終點時是否必須更換第三過濾器328，或反沖洗再生製程是否可能成功地再生及再現第三過濾器328。
第4A圖係針對第3A圖的第三過濾器328的放大視圖，並係出於描述在如第3A圖中所示的第三過濾器328上執行反沖洗再生製程的目的而提供的。儘管第3A圖中未顯示，但第一閥342沿著第四流體途徑322，而第二閥344沿著第四流體途徑322。在如第4A圖中所示的實施例中，第一閥342在第一顆粒計數器326與第三過濾器328之間，使得第一閥342位於第一顆粒計數器326的下游及第三過濾器328的上游。在如第4A圖中所示的實施例中，第二閥344在第二顆粒計數器330與第三過濾器328之間，使得第二閥344位於第三過濾器328的下游及第二顆粒計數器330的上游。
如第4A圖中所示，第三過濾器328進一步包括殼體346及濾膜348。殼體346可與如第2A圖中所示的濾芯202的殼體204相同或類似，而濾膜348可與如第2A圖中所示的濾芯202之濾膜206相同或類似。
在第4A圖的實施例中，搖動單元350延伸至第三過濾器328的殼體346中，並由濾膜348圍繞。搖動單元350可與第三過濾器328一體，使得搖動單元350係第三過濾器328本身之部分。舉例而言，當第三過濾器328經去耦並自第四流體途徑322移除時，搖動單元350可係第三過濾器328的部分，使得搖動單元350與第三過濾器328一起移除。當在第三過濾器328已劣化至其可用壽期之終點之後或在第三過濾器328已到達其可用壽期之終點的稍許時間之前用新過濾器更換第三過濾器328時，可將第三過濾器328去耦並自第四流體途徑322移除。根據本揭露的其他實施例，存在搖動單元350。
超純水(ultrapure water，UPW)源352穿過自UPW源352延伸至第二閥344的第五流體途徑354與第二閥344流體連通。當第二閥344打開時，UPW源352將UPW提供至第三過濾器328，以允許UPW沿第五流體途徑354行進至第二閥344、通過第二閥344進入第四流體途徑322中、並通過第四流體途徑322進入第三過濾器328的殼體346中，以將濾膜348曝光於UPW。如第4A圖中所示，箭頭356表示UPW的流動方向。第二閥344亦阻擋或阻止來自UPW源的UPW沿第四流體途徑322行進至第二顆粒計數器330。
基於如第4A圖中所示的定向，可在如第4A圖中所示的第三過濾器328的殼體346的頂側處接取殼體346的反沖洗出口358。反沖洗出口358可與個別廢液途徑（未顯示）連通，廢液途徑可將填充有污染物顆粒359的UPW輸送至廢水再循環系統、裝置、或器件，或可將填充有污染物顆粒359的UPW輸送至廢物位置以供處置。箭頭360表示填充有污染物顆粒359的UPW穿過反沖洗出口358離開第三過濾器328的殼體346。污染物顆粒359可係導電顆粒，使得第一顆粒計數器326及第二顆粒計數器330分別可偵測並計數污染物顆粒359以及判定污染物顆粒359之尺寸。
下文將詳細討論的反沖洗再生製程至少利用第一閥342、第二閥344、搖動單元350、及UPW源352，以在濾膜348用污染物顆粒359飽和並填充時再生並再現濾膜348。在反沖洗再生製程的第一步驟中，閉合第一閥342，使得來自UPW源352的UPW不容易沿第四流體途徑322行進至第一顆粒計數器326，且打開第二閥344，使得來自UPW源352的UPW可沿第五流體途徑354行進、穿過第二閥344、並穿過第四流體途徑322，如由箭頭356所示，以將UPW自UPW源352引入第三過濾器346的殼體346中。當UPW流動至殼體346中時，來自UPW源352的UPW在與由第3A圖中箭頭324表示的流體之流動相反的方向上通過濾膜348。在這一相反方向上行進穿過濾膜348的UPW用UPW反沖洗濾膜348，並自濾膜348釋放污染物顆粒359中之至少一些。
來自UPW源352的UPW通過濾膜348之後，自濾膜348釋放的污染物顆粒359在UPW內，且填充有這些污染物顆粒359的UPW穿過反沖洗出口358離開殼體346，反沖洗出口358在反沖洗再生製程期間打開，以自濾膜348並自第三過濾器328的殼體346移除污染物顆粒359。
在反沖洗再生製程的一些實施例中，可係超聲波搖動單元的搖動單元350開啟，以搖動並振動濾膜348及第三過濾器328的殼體346，以取出由濾膜348捕集或擷取的污染物顆粒359，從而增加自濾膜348移除並穿過反沖洗出口358離開殼體346的污染物顆粒359的量。
在已完成反沖洗再生製程以自第三過濾器328的濾膜348及殼體346移除污染物顆粒359的至少一些（較佳為大部分）之後，閉合第二閥344，以阻擋來自UPW源352的UPW通過第二閥344進入第四流體途徑322中，打開第二閥344以允許流體如第3A圖中所示通過第二閥344，並打開第一閥342以允許流體如關於第3A圖所述流動穿過第四流體途徑322、第一顆粒計數器326及第二顆粒計數器330、及第三過濾器328，由如第3A圖中所示的箭頭324表示。在打開第一閥342之前，提前閉合殼體的反沖洗出口358，以便如第3A圖中討論的流體不會輕易穿過反沖洗出口離開殼體346。
第4B圖係針對圖形362，其中第一線364表示當第三過濾器328係全新的時，由第三過濾器328的濾膜348捕集及擷取污染物顆粒359的不同尺寸者的顆粒保留效率(%)，及第二線366，其表示已在第三過濾器328上執行如關於第4A圖討論的反沖洗再生製程之後，第三過濾器328捕集及擷取污染物顆粒359的不同尺寸者的顆粒保留效率(%)。如第4B圖中所示，當第三過濾器328係新的（見圖形362中繪製的第一線364）時，與已利用第三過濾器328一段時間以自流體過濾污染物顆粒359、接著在第三過濾器328上執行反沖洗再生製程以再生並再現第三過濾器328（見如圖形362中繪製的第二線366）相比，濾膜348具有更佳的污染物顆粒保留效率(%)。
已利用第三過濾器328的濾膜348一段時間之後，濾膜348可以低於如圖形362中所示的第二線366的效率捕集及擷取污染物顆粒359。然而，在第三過濾器328的濾膜348上已執行反沖洗再生製程之後，針對遞增尺寸A、B、C、D及E的污染物顆粒359的濾膜348之污染物顆粒保留效率(%)大部分或完全經再生及再現。這表現為第一線364的第一點368幾乎等於第二線366的相應第二點370，如圖形362中所繪製。
在濾膜348上已完成反沖洗再生製程之後，尺寸為C及E的污染物顆粒359的污染物顆粒保留效率(%)大部分或部分地經再生並再現。舉例而言，與當濾膜348為全新的時相比，針對C尺寸的污染物顆粒359，在反沖洗再生製程已完成之後，污染物顆粒保留效率(%)的70%以上經再生或再現。第三過濾器328的濾膜348的這一再生允許增加第三過濾器328內濾膜348的有用壽期。增加第三過濾器328內濾膜348的有用壽期會降低成本，因為第三過濾器328不必定期更換，使得新過濾器的購買頻率降低，從而降低運營晶圓廠(semiconductor manufacturing plant，FAB)的總體成本。
儘管第4A圖及第4B圖中未顯示，但第3A圖中所示的處理器332可與第一閥342、第二閥344、搖動單元350、及UPW源352進行電通訊。隨著濾膜348自流體收集、捕集、及過濾污染物顆粒359時，如上文關於第3A圖所述，濾膜348變得用污染物顆粒359飽和並填充，使得濾膜348在收集、捕集、及過濾製程中效率降低，使得由第二顆粒計數器330計數的污染物顆粒359的顆粒計數可增加。第二顆粒計數器330處的顆粒計數的這一增加單獨或與可由與處理器332電通訊的其他感測器（例如，流體流量感測器、壓力、感測器等）監測的其他因數結合，可由處理器332利用，以判定是否需要執行反沖洗再生製程以再生並再現濾膜348。執行這一反沖洗再生製程可降低由工件製程工具311處理的工件曝光於流體內的污染物顆粒359的可能性。一旦處理器332判定待執行這一反沖洗再生製程，則處理器332可自主地將控制或指令訊號發送至第一閥342、第二閥344、搖動單元350、及UPW源352，以便在濾膜348上執行上文關於第4A圖及第4B第討論的反沖洗再生製程。舉例而言，處理器332可將控制或指令訊號發送至第一閥342以閉合第一閥342，發送至第二閥344以允許來自UPW源352的UPW通過第二閥344同時關斷自第二閥344延伸開至第二顆粒計數器330的第四流體途徑322，及發送至搖動單元350使得搖動單元350開始搖動或振動濾膜348及第三過濾器328的殼體346。
第5A圖係針對系統400，包括儲存原材料的一或多個第一罐402，原材料穿過各個流體途徑並穿過系統400的淨化部分404輸送至系統400的第二罐406。一或多個第一罐402可係儲存接收自卡車408的原材料的卡車罐。原材料可包括非所需材料，例如，溶解或存在於原材料中的金屬。此類溶解或存在的金屬可係金屬元素，例如， Na、Mg、K、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Cs、Ba、Pb或Al，或其可係包括諸如Fe或Al鹽的此類金屬的含金屬化合物。可係流體的原材料可穿過一或多個循環線410循環，以過濾一或多個第一罐402內的原材料，以自原材料移除不需要的溶解或存在的原材料。一或多個循環線中之各者包括一或多個第一過濾器412，原材料穿過一或多個第一過濾器412循環以過濾原材料（例如，自原材料移除不需要的溶解或存在的材料以及其他不需要的污染物顆粒）。原材料可穿過這些一或多個循環線410循環多次，以進一步過濾原材料。參考第5A圖至第5D圖，經過濾原材料將在本文中稱為流體。
在原材料藉由如第5A圖中所示的一或多個循環線410過濾之後，流體接著沿第一流體途徑414輸送並移動至淨化部分404。流體接著通過一或多個第二過濾器416，第二過濾器416進一步過濾並淨化流體，接著將流體沿第一流體途徑輸送並移動至儲存罐406，儲存罐406可係日用罐，儲存當天待由FAB內的工件製程工具417利用的流體。相對於第一過濾器412，第二過濾器416可過濾出較小的污染物顆粒及/或溶解材料，第一過濾器412可過濾出較大的污染物顆粒及/或溶解材料。流體可藉由第三流體途徑423輸送至工件製程工具417，第三流體途徑423自第二罐406延伸至工件製程工具417。
還原劑取樣系統418經由第二流體途徑419與淨化部分404流體連通，如第5A圖中所示。還原劑取樣系統418遞送還原劑，例如，將與流體中的溶解材料反應並使其不溶於流體的試劑。舉例而言，還原劑可還原溶解於流體中的金屬離子，並使其自溶液沉澱出來，從而形成較大的不溶性顆粒，不溶性顆粒的尺寸可由諸如下文所述的顆粒計數器440的感測器偵測。處理器420與還原劑取樣系統418進行電通訊，且顯示器421與處理器420進行電通訊。
第5B圖係如第5A圖中所示橫截面5B-5B的放大視圖，顯示第5A圖中未顯示的額外細節。第一閥422沿著第一流體途徑414，並位於一或多個第二過濾器416的上游。第二閥424沿著第一流體途徑414，基於如第5B圖中所示的定向，位於淨化部分404右側上的下部第二過濾器416的下游，且基於如第5B圖中所示的定向，位於淨化部分404右側上的上部第二過濾器416的上游。第二閥424在淨化部分404的右側上的下部第二過濾器416與上部第二過濾器416之間。如第5A圖及第5B圖中所示，淨化部分404的右側上的最上第二過濾器416及最下第二過濾器416彼此串聯，而淨化部分404的左側上的第二過濾器416彼此平行。
在淨化部分404的右側處，在淨化部分404的下部第二過濾器416的下游及淨化部分404的上部第二過濾器416的上游的取樣點426處，第二流體途徑419具有與第一流體途徑414流體連通的末端。取樣點426在第二閥424與下部第二過濾器416之間。第三閥428沿著第二流體途徑419並在取樣點426與還原劑取樣系統418之間。第三閥428可稱為取樣閥。
第5C圖係與處理器420進行電通訊的還原劑取樣系統418的詳細方塊圖。還原劑取樣系統418由虛線封閉，如第5C圖中所示。
還原劑取樣系統418的第一泵430（其可係可選的）與第二流體途徑419的一末端流體連通，該末端與第二流體途徑419在取樣點426處的末端相對。可提供第一泵430以將通過第一流體途徑414的流體自取樣點426幫浦至還原劑取樣系統418的攪拌器432。攪拌器432可稱為線上攪拌器。
還原劑取樣系統418的還原劑罐434與攪拌器432流體連通。第二泵436在還原劑罐434與攪拌器432之間，而閥438在還原劑罐434與攪拌器432之間。第二泵436在閥438與還原劑罐434之間，而閥438在第二泵436與攪拌器432之間。還原劑罐434含有還原劑，藉由打開閥438並利用第二泵436將還原劑自還原劑罐434幫浦至攪拌器432，將還原劑引入攪拌器432中，在攪拌器432中，還原劑與來自線419的流體混合。
顆粒計數器440位於攪拌器432的下游。顆粒計數器440可與上文關於第3A圖討論的第一顆粒計數器326及第二顆粒計數器330類似或相同。顆粒計數器440可稱為液體顆粒計數器(liquid particle counter，LPC)。顆粒計數器440對通過或經過顆粒計數器440並在由攪拌器432輸出的混合流體內的不溶性顆粒（例如，不溶於流體的顆粒）進行計數。在一些實施例中，顆粒計數器係光學顆粒計數器，且可偵測較大的未溶解顆粒，例如，具有大於50奈米的尺寸的顆粒。在其他實施例中，顆粒計數器係電顆粒計數器，且可偵測較小的顆粒，例如，具有小於50奈米的尺寸的顆粒。在一些實施例中，顆粒計數器440與取樣點之間的距離係，使得在取樣點426處抽出樣品與該樣品到達顆粒計數器之間的時間小於1分鐘。將這一時間間隔保持在一分鐘以內可降低不溶性顆粒溶解及金屬返回溶液中的可能性，或降低不溶性顆粒變大從而對顆粒計數器的精度產生不利影響的可能性。不溶性顆粒可係導電顆粒，諸如金屬或含金屬顆粒。在一些實施例中，不溶性顆粒部分源於流體中的溶解材料與由還原劑取樣系統引入流體中的還原劑之間的交互作用。混合流體係來自取樣點426的流體與來自還原劑罐434的還原劑之混合物，通過顆粒計數器440或經過顆粒計數器440，使得顆粒計數器440對通過顆粒計數器440或經過顆粒計數器440的不溶性顆粒進行計數。
顆粒計數器440與處理器420進行電通訊，使得顆粒計數器440將表示由顆粒計數器440計數的不溶性顆粒之計數的電訊號輸出至處理器420。由處理器420利用由處理器420接收的由顆粒計數器440輸出的這些電訊號來判定自取樣點426獲取的流體內的溶解材料的量，這些溶解材料可係溶解金屬。舉例而言，流體中不溶性顆粒的計數可表示流體內溶解材料的量。在一些實施例中，將進行調整以考慮不溶性材料中金屬離子的數目，以便提供對流體中未溶解材料的量的更準確預測。
還原劑取樣系統418進一步包括位於攪拌器432及顆粒計數器440的下游的排放管442。排放管442用以輸送流體以離開還原劑取樣系統418。
第5D圖係針對方法的流程圖600，方法利用還原劑取樣系統418及處理器420來判定在流體已通過如第5A圖及第5B圖中所示的淨化部分404的右側處的下部第二過濾器416之後，取樣點426處的流體內的溶解材料（例如，溶解金屬或含溶解金屬的顆粒）的量。利用還原劑取樣系統418判定取樣點426處流體中溶解材料的量，允許判定或預測淨化部分404的下部第二過濾器416是否在容許度內運作，及下部第二過濾器416的下游的流體是否用過量的溶解材料（例如，溶解金屬或含溶解金屬的顆粒）污染，指示第二過濾器416未自流體過濾足量的溶解材料。
在第一步驟602中，藉由將流體穿過第一閥422引導至淨化部分404的右側上的下部第二過濾器416、使流體通過下部第二過濾器416、閉合第二閥424、及打開第三閥428，自取樣點426收集流體之樣品。藉由以這一方式分別打開及閉合第一閥422、第二閥424、及第三閥428，取樣點426處的流體之樣品進入第二流體途徑419、通過第三閥428、並行進至還原劑取樣系統418以供分析。流體之樣品可藉由第一泵430穿過第二流體途徑419幫浦至攪拌器432，第一泵430可係可選的。
流體之樣品到達還原劑取樣系統418之後，樣品進入攪拌器432。在流體之樣品進入攪拌器432之後，在流程圖600的第二步驟604中，打開閥438並開啟第二泵436，以將還原劑罐434內的還原劑幫浦至含有流體之樣品的攪拌器432中。來自還原劑罐434的還原劑行進穿過第二泵436及閥438，使得還原劑進入攪拌器432。
一旦流體之樣品及還原劑存在於攪拌器432內，則開啟攪拌器432，將流體之樣品與還原劑混合在一起。在其他實施例中，當流體及/或還原劑引入攪拌器中時，攪拌器可能已在運行。將流體之樣品與還原劑混合在一起可減少溶解材料（例如，溶解金屬或含溶解金屬的材料），並將溶解材料轉化成可由顆粒計數器440偵測的不溶性材料（例如，不溶性金屬或含金屬的顆粒）。溶解材料可係流體之樣品中的溶解鐵(Fe)顆粒，且還原劑可係親核氫化物顆粒（例如，1A鹼金屬氫化物，諸如NaBH 4、LiAlH 4、或一些其他類似或相似的親核氫化物，其可用於還原溶解金屬顆粒並啟動溶解金屬顆粒至不溶性金屬顆粒之轉化）。
一旦流體之樣品與還原劑在被選時間段之後完全混合成混合溶液，則在方法的流程圖600的第三步驟606中，關斷攪拌器432，並使流體之樣品與還原劑之混合的混合溶液通過還原劑取樣系統418的顆粒計數器440。混合溶液含有由還原劑還原溶解材料（例如，溶解金屬顆粒）而產生的不溶性顆粒（例如，不溶性金屬顆粒）。當含有不溶性顆粒的混合溶液通過顆粒計數器440時，顆粒計數器440對不溶性顆粒之數目進行計數，並判定不溶性顆粒的尺寸。
顆粒計數器440接著將表示經計數不溶性顆粒之總數以及經計數不溶性顆粒之尺寸的電訊號輸出至處理器420。不溶性顆粒之計數及不溶性顆粒之尺寸的這一資料可用於繪製類似於如第3B圖中所示第二線338的圖形。如上所述，這一線可與顆粒保留%與顆粒尺寸%之曲線圖（例如，第3B圖中的線336，自利用如第2B圖中所示方法的流程圖228判定的更新的技術規範來判定）進行比較。換言之，處理器420可完成這兩個曲線圖之間的比較，類似於關於第3B圖討論的由處理器332完成的比較。
處理器420分析來自顆粒計數器440的這一資訊，以判定是否將控制或指令訊號提供至顯示器421，以在顯示器421上輸出通知。這一通知可係警告或通知，淨化部分404的右側上的下部第二過濾器416可能需要更換，或可能需要藉由執行反沖洗再生製程來再生。若在過去已在下部第二過濾器416上進行一或多個反沖洗再生製程，則處理器420可在無需反沖洗再生警告或通知的情況下輸出更換警告或通知。換言之，處理器420可分析其他因數或參數，以判定是否必須更換下部第二過濾器416，因為下部第二過濾器416正在到達可用壽期之終點，或反沖洗再生製程是否可能成功地再生下部第二過濾器416。
處理器420可與系統400的未顯示的其他感測器（例如，壓力感測器、流動速率感測器、溫度感測器等）進行電通訊。處理器420可利用自其他感測器收集的這一資訊以及自顆粒計數器440收集的資訊來進行其他判定，以即時控制及監測系統400之功能性。
在流體之樣品已自顆粒計數器440向下游移動之後，流體之樣品穿過排放管442離開還原劑取樣系統418。穿過排放管442離開還原劑取樣系統418的流體之樣品可沿流體途徑輸送至廢物位置以供處置或廢水再循環系統、裝置、或器件，以進行清洗及再利用。
在第三步驟606之後的第四步驟608中，若處理器420判定待更換下部第二過濾器416，則將下部第二過濾器416自第一流體途徑414去耦並移除，且在沿第一流體途徑414的先前存在下部第二過濾器416的位置處將新的替換過濾器耦接至第一流體途徑414。或者，若處理器420判定反沖洗再生製程可成功地再生下部第二過濾器416，則可在下部第二過濾器416上進行反沖洗再生製程。反沖洗再生製程可與上文關於第4A圖及第4B圖討論的反沖洗再生製程相同或類似。
鑒於本揭露的上述討論，本文描述的個別系統與方法可組合在一起利用，以改善在晶圓廠(semiconductor manufacturing plant，FAB)的各種系統內使用時對個別過濾器的效率進行即時及真實世界監控。藉由組合本文所述的這些系統與方法來監測這些個別過濾器的即時及真實世界效率，工件（例如，晶圓、基板、矽基板等）曝光於污染物顆粒的可能性降低。降低曝光於這些污染物顆粒的可能性可提高由FAB輸出的半導體裝置或封裝的良率，因為工件曝光於這些污染物顆粒的可能性較小，這進而將降低成本，因為由於由FAB輸出或製造的有缺陷半導體裝置或封裝更少而導致報廢成本更低。
鑒於本揭露的上述討論，本文中的方法及系統中之至少一些用於即時監測過濾器，減少出於評估過濾器狀況的目的而關閉製程的需要。出於評估過濾器狀況的目的而減少關閉製程的需要，藉由不因關閉而降低製程之產量，改善了製程的整體效率。
鑒於本揭露的上述討論，本文所述的方法及系統中之至少一些用於評估並可能地更新不準確的過濾器的製造商技術規範。藉由用更準確的更新的技術規範替換製造商技術規範，更新的技術規範可用以更準確地監測個別過濾器之效率，並更準確地判定是否需要更換個別過濾器，或是否需要在一或多個個別過濾器上執行反沖洗再生製程。這會改善過濾器的效率，並因此降低工件曝光於污染物顆粒的可能性，這進而降低成本，因為由於由FAB輸出或製造的有缺陷半導體裝置或封裝而導致的報廢成本更低。
系統可概括為包括儲存罐；儲存於儲存罐內的流體；管道，其包括：在儲存罐處且與儲存罐流體連通的末端；及自末端延伸的流體途徑，流體途徑用以將流體輸送至與儲存罐間隔開的位置；沿著管道之流體途徑的過濾器，過濾器用以在流體沿著管道之流體途徑通過過濾器時對流體進行過濾；沿著流體途徑並在過濾器的上游的第一顆粒計數器，用以在操作中在流體沿流體途徑通過時，對流體內的顆粒進行計數；及沿著流體途徑並在過濾器的下游的第二顆粒計數器，用以在操作中在流體沿流體途徑通過時，對流體內的顆粒進行計數。
一種方法可概括為包括使流體在第一方向上引入管道之末端中；使流體在第一方向上穿過管道之流體途徑移動至沿著管道之流體途徑的第一顆粒計數器；當流體在第一方向上通過第一顆粒計數器時，用第一顆粒計數器對流體內的污染物顆粒進行計數；將由第一顆粒計數器輸出的第一訊號發送至與第一顆粒計數器電通訊的處理器；在第一方向上使流體穿過管道之流體途徑，遠離第一顆粒計數器移動至第一流體顆粒計數器的下游的過濾器；當流體在第一方向上通過過濾器時，用過濾器對流體進行過濾；使流體在第一方向上穿過管道之流體途徑移動至在第一顆粒計數器的下游及過濾器的下游的第二顆粒計數器；當流體通過第二顆粒計數器時，用第二顆粒計數器對流體內的污染物顆粒進行計數；將由第二顆粒計數器輸出的第二訊號發送至與第二顆粒計數器電通訊的處理器；及用處理器處理第一訊號及第二訊號並輸出關於過濾器的通知。
該通知可係更換過濾器通知或執行反沖洗再生通知。
當通知係更換過濾器通知時，方法可進一步包括更換過濾器。
方法可進一步包括藉由在與第一方向相反的第二方向上使個別流體移動穿過流體途徑，並在第二方向上使個別流體通過過濾器來執行過濾器的反沖洗再生。
個別流體可能與該流體不同。
執行過濾器的反沖洗再生進一步可包括超聲波搖動過濾器。
輸出通知可包括將通知輸出至與處理器電通訊的顯示器。
一種方法可概括為包括製造半導體裝置，包括：將包括材料層的基板定位於製程工具的製程腔室中；使化學流體流動穿過具有與製程腔室流體連通的末端的管道之流體途徑，使化學流體流動穿過管道之流體途徑，包括使化學流體在第一方向上沿管道遠離第一顆粒計數器流動至過濾器，並使化學流體在第一方向上沿管道流動至在第一顆粒計數器的下游的第二顆粒計數器；當在製程腔室內時，將來自管道的化學流體施加於材料層上；及當存在於製程腔室內時，在材料層上執行精細化製程。
系統可概括為包括流體途徑的管道；沿著管道之流體途徑的過濾器，過濾器用以在操作中對移動穿過流體途徑並通過過濾器的流體進行過濾；與流體途徑流體連通並位於過濾器的下游的取樣閥，取樣閥包括打開位置及閉合位置；及與取樣閥流體連通的還原劑取樣系統，還原劑取樣系統用以在操作中在取樣閥處於打開位置時接收流體，將溶解於流體中的材料轉化成由還原劑取樣系統接收的流體內的不溶性顆粒，及將溶解的顆粒轉化成不溶性顆粒之後，對流體內的不溶性顆粒進行計數。
前述內容概述若干實施例的特徵，使得熟習此項技術者可更佳地理解本揭露的態樣。熟習此項技術者應瞭解，其可易於使用本揭露作為用於設計或修改用於實施本文中引入之實施例之相同目的及/或達成相同優勢之其他製程及結構的基礎。熟習此項技術者亦應認識到，此類等效構造並不偏離本揭露的精神及範疇，且此類等效構造可在本文中進行各種改變、取代、及替代而不偏離本揭露的精神及範疇。
100:流程圖 102:濾膜 104:第一步驟 106:殼體 108:第二步驟 110:切割工具 112:樣品 114:第三步驟 200:系統 202:濾芯 204:殼體 206:濾膜 208:第一開口 210:第二開口 212:第一流體途徑 214:第二流體途徑 216:箭頭 218:第一閥 219:第三流體途徑 220:第二閥 222:第一感測器 224:第二感測器 226:處理器 228:流程圖 230:第一步驟 232:第二步驟 234:第三步驟 236:圖形 238:曲線 240:曲線 242:曲線 244:第一點 246:第二點 248:第三點 250:孔徑分佈 300:系統 302:原材料罐 304:儲存罐 306:泵 308:第一流體途徑 309:箭頭 310:第一過濾器 311:工件製程工具 312:第二流體途徑 314:第三流體途徑 316:第二過濾器 318:箭頭 320:閥 322:第四流體途徑 324:箭頭 326:第一顆粒計數器 328:第三過濾器 330:第二顆粒計數器 332:處理器 333:顯示器 334:圖形 336:第一線 338:第二線 340:箭頭 342:第一閥 344:第二閥 346:殼體 348:濾膜 350:搖動單元 352:UPW源 354:第五流體途徑 356:箭頭 358:反沖洗出口 359:污染物顆粒 360:箭頭 362:圖形 364:第一線 366:第二線 368:第一點 370:第二點 400:系統 402:第一罐 404:淨化部分 406:第二罐 408:卡車 410:循環線 412:第一過濾器 414:第一流體途徑 416:第二過濾器 417:工件製程工具 418:還原劑取樣系統 419:第二流體途徑 420:處理器 421:顯示器 422:第一閥 423:第三流體途徑 424:第二閥 426:取樣點 428:第三閥 430:第一泵 432:攪拌器 434:還原劑罐 436:第二泵 438:閥 440:顆粒計數器 442:排放管 600:流程圖 602:第一步驟 604:第二步驟 606:第三步驟 608:第四步驟
本揭露的態樣在與隨附圖式一起研讀時自以下詳細描述內容來最佳地理解。應注意，根據行業中的標準規範，各種特徵未按比例繪製。實際上，各種特徵的尺寸可為了論述清楚經任意地增大或減小。 第1A圖繪示測試濾芯之濾膜的方法實例之流程圖。 第1B圖繪示如第1A圖中所示的方法實例之第一步驟； 第1C圖繪示如第1A圖中所示的方法實例之第二步驟； 第1D圖繪示自如第1B圖中所示的過濾器切割的樣品實例； 第2A圖繪示根據一些實施例的用以測試濾芯之濾膜的系統。 第2B圖繪示根據一些實施例的利用如第2A圖中所示的用以測試濾芯之濾膜的系統的方法之流程圖。 第2C圖繪示根據一些實施例的利用如第2A圖中所示的用以測試濾芯之濾膜的系統關聯在一起的各種資料之圖形。 第3A圖繪示根據一些實施例的包括經即時監測的過濾器的系統。 第3B圖繪示根據一些實施例的關於即時監測如第3A圖中所示的系統之過濾器的圖形。 第4A圖繪示根據一些實施例的當在過濾器上執行反沖洗再生製程時，如第3A圖中所示的系統之過濾器的放大視圖。 第4B圖繪示根據一些實施例的針對在如第4A圖中所示的過濾器上執行反沖洗再生製程的結果之圖形。 第5A圖繪示根據一些實施例的包括經即時監測的過濾器的系統。 第5B圖繪示根據一些實施例的如第5A圖中所示的橫截面5B-5B的放大視圖。 第5C圖繪示根據一些實施例的如第5A圖及第5B圖中所示的系統之系統還原劑取樣系統之方塊圖。 第5D圖繪示根據一些實施例的利用如第5A圖至第5C圖中所示的系統之系統還原劑取樣系統的方法之流程圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
300:系統
302:原材料罐
304:儲存罐
306:泵
308:第一流體途徑
309:箭頭
310:第一過濾器
311:工件製程工具
312:第二流體途徑
314:第三流體途徑
316:第二過濾器
318:箭頭
320:閥
322:第四流體途徑
324:箭頭
326:第一顆粒計數器
328:第三過濾器
330:第二顆粒計數器
332:處理器
333:顯示器

Claims (20)

  1. 一種過濾器監測系統，包含： 一儲存罐； 一流體，儲存於該儲存罐內； 一管道，包括： 一末端，在該儲存罐處並與該儲存罐流體連通；及 一流體途徑，自該末端延伸，該流體途徑用以將該流體輸送至與該儲存罐間隔開的一位置； 一過濾器，沿著該管道之該流體途徑，該過濾器用以在該流體沿該管道之該流體途徑通過該過濾器時對該流體進行過濾； 一第一顆粒計數器，沿著該流體途徑並位於該過濾器的上游，該第一顆粒計數器用以在操作中在該流體沿該流體途徑通過時對該流體內的多個顆粒進行計數；及 一第二顆粒計數器，沿著該流體途徑並位於該過濾器的下游，該第二顆粒計數器用以在操作中在該流體沿該流體途徑通過時對該流體內的該些顆粒進行計數。
  2. 如請求項1所述之系統，進一步包含與該第一顆粒計數器及該第二顆粒計數器進行電通訊的一處理器，該處理器用以在操作中接收來自該第一顆粒計數器的一第一訊號及來自該第二顆粒計數器的一第二訊號。
  3. 如請求項2所述之系統，其中： 該第一訊號表示由該第一顆粒計數器計數的該些顆粒的一數目的一第一計數；且 該第二訊號表示由該第二顆粒計數器計數的該些顆粒的一數目的一第二計數。
  4. 如請求項1所述之系統，其中該處理器用以利用該第一訊號及該第二訊號以輸出一採取行動通知。
  5. 如請求項4所述之系統，其中該採取行動通知包括一更換通知及一反沖洗再生通知中之至少一者。
  6. 如請求項1所述之系統，進一步包含： 一閥，沿著該管道之該流體途徑並位於該過濾器的上游； 一循環管道，包括： 一第一末端，在該儲存罐處並與該儲存罐流體連通； 一第二末端，與該第一末端相對，該第二末端在該閥處並與該閥流體連通；及 一流體途徑，自該第一末端延伸至該第二末端；及 一循環過濾器，沿著該循環管道之該流體途徑。
  7. 如請求項6所述之系統，其中該閥用以在操作中閉合，且從而引導該流體穿過該循環管道之該流體途徑並穿過該循環過濾器，並使該流體依次通過該閥及該管道之該流體途徑，到達與該儲存罐流體連通的該管道之該末端。
  8. 一種半導體裝置製造方法，包含以下步驟： 製造一半導體裝置，包括以下步驟： 將包括一材料層的一基板定位於一製程工具的一製程腔室中； 使一化學流體流動穿過具有與該製程腔室流體連通的一末端的一管道的一流體途徑，該化學流體穿過一管道之一流體途徑的該流動包括使該化學流體在一第一方向上沿該管道遠離一第一顆粒計數器流動至一過濾器，並使該化學流體在該第一方向上沿該管道流動至該第一顆粒計數器的下游的一第二顆粒計數器； 當在該製程腔室中時將來自該管道的該化學流體施加於該材料層上；及 當存在於該製程腔室內時在該材料層上執行一精細化製程。
  9. 如請求項8所述之方法，進一步包含以下步驟： 當該化學流體在該第一方向上通過該第一顆粒計數器時，用該第一顆粒計數器對該化學流體中的多個污染物顆粒進行計數； 將由該第一顆粒計數器輸出的一第一訊號發送至與該第一顆粒計數器進行電通訊的一處理器； 當該化學流體通過該第二顆粒計數器時，用該第二顆粒計數器對該化學流體中的該些污染物顆粒進行計數； 將由該第二顆粒計數器輸出的一第二訊號發送至與該第二顆粒計數器進行電通訊的該處理器； 用該處理器處理該第一訊號及該第二訊號並輸出關於該過濾器的一通知，該通知係一更換過濾器通知及一執行反沖洗再生通知中之至少一者。
  10. 如請求項9所述之方法，進一步包含以下步驟：在該通知為該更換過濾器通知時更換該過濾器。
  11. 如請求項9所述之方法，進一步包含以下步驟：藉由在與該第一方向相反的一第二方向上使一個別流體移動穿過該流體途徑並使該個別流體在該第二方向上通過該過濾器，對該過濾器執行一反沖洗再生。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該個別流體與該化學流體不同。
  13. 如請求項11所述之的方法，其中對該過濾器的該反沖洗再生之執行進一步包括以下步驟：使用超聲波搖動該過濾器。
  14. 如請求項8所述之方法，其中輸出該通知之步驟包括以下步驟：將該通知輸出至與該處理器進行電通訊的一顯示器。
  15. 一種過濾器監測系統，包含： 一管道，包括一流體途徑； 一過濾器，沿著該管道之該流體途徑，該過濾器用以在操作中對移動穿過該流體途徑並通過該過濾器的一流體進行過濾； 一取樣閥，與該流體途徑流體連通並位於該過濾器的下游，該取樣閥包括一打開位置及一閉合位置；及 一還原劑取樣系統，與該取樣閥流體連通，該還原劑取樣系統用以在操作中在該取樣閥處於該打開位置時接收該流體，將溶解於該流體中的材料轉化成由該還原劑取樣系統接收的該流體內的多個不溶性顆粒，及在該些溶解顆粒轉化成多個不溶性顆粒之後，對該流體內的該些不溶性顆粒進行計數。
  16. 如請求項15所述之系統，其中該還原劑取樣系統進一步包括： 一取樣管，與該取樣閥流體連通，該取樣管包括與取樣閥流體連通的一取樣流體途徑； 一還原劑罐，位於該取樣閥的下游； 一還原劑泵，與該還原劑罐及該取樣流體途徑流體連通，該還原劑泵用以在操作中將儲存於該還原劑罐中的一還原劑引入該取樣流體途徑中；及 一顆粒計數器，位於該還原劑泵的下游，該顆粒計數器用以在操作中在將該還原劑引入該取樣流體途徑之後，對該流體中的該些不溶性顆粒之一數目進行計數。
  17. 如請求項16所述之系統，進一步包含與該顆粒計數器進行電通訊的一處理器，該處理器用以在操作中自該顆粒計數器接收表示由該顆粒計數器計數的該些不溶性顆粒的一電訊號，並利用該電訊號以輸出關於該過濾器的一通知。
  18. 如請求項17所述之系統，其中該通知係一更換過濾器通知或一反沖洗再生通知。
  19. 如請求項18所述之系統，其中： 當顆粒之該數目大於一第一臨限值時，該通知為該更換過濾器通知； 當顆粒之該數目大於一第二臨限值時，該通知為該反沖洗再生通知；且 該第二臨限值與該第一臨限值不同。
  20. 如請求項16所述之系統，其中該溶解材料為鐵，且該還原劑為一親核氫化物。
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