TWI833904B - 測定一流體樣本之顆粒特性及/或測定該流體樣本之污染特性的方法 - Google Patents

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Abstract

根據本發明，提供一種測定一流體樣本之顆粒特性及/或測定該流體樣本之污染特性的方法，該方法包含下列步驟：(a)在一基材之一表面上沈積一金屬膜，以在該基材上提供一平滑金屬表面；b)使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸；(c)從該金屬表面去除與該金屬表面接觸之該流體樣本，如此僅該流體樣本中之顆粒殘留在該基材之該金屬表面上；(d)在該金屬表面及殘留在該基材之該金屬表面之該顆粒上沈積一金屬層，如此在每個該顆粒上提供一各自的金屬層及在該金屬表面無顆粒之區域上提供一金屬層，其中，對於每個顆粒，在該顆粒上之該金屬層與該金屬表面上之該金屬層之間存在一間隔；(e)用電磁射線照射在該等顆粒及該金屬表面上之該等金屬層，如此該電磁射線被該等顆粒上之金屬層散射而產生各別的散射電磁射線；或用電磁射線照射該等顆粒及該金屬表面上之該等金屬層，如此該電磁射線之至少一部分被該等顆粒上之金屬層吸收，及該電磁射線之另一部分被該基材上之該金屬表面反射而產生反射電磁射線；(f)在一光二極體陣列處接收該散射電磁射線；或在一光二極體陣列處接收該反射電磁射線；(g)形成一影像，其包含像素，其中該影像中之每個像素對應於該陣列中各別的光二極體，其中該影像中每個像素之亮度對應於與該像素相應的光二極體所接收之電磁射線的強度；(h)處理該形成的影像以測定該等顆粒之特性及/或處理該形成的影像以測定該流體樣本之污染特性。

Description

測定一流體樣本之顆粒特性及/或測定該流體樣本之污染特性的方法
發明領域
本發明有關一種測定一流體樣本之顆粒特性的方法；特別是有關，但不限於，一種方法，其涉及在黏至一基材之一金屬表面之顆粒上及該基材之該金屬表面上提供一金屬層；用電磁射線照射在該等顆粒及該基材之該等金屬表面上之該等金屬層；使用散射電磁射線或反射電磁射線形成一影像；及處理該影像，以測定該流體樣本之顆粒特性及/或該流體樣本之污染特性。
相關技術的描述
目前用於表徵顆粒(其定義樣本流體中之雜質)之現存技術仍不足。例如，測定一樣本流體中之顆粒濃度的現存技術仍不足。
基于光散射之暗場成像廣泛地應用於檢測沈積在一表面上之顆粒。光散射截面與顆粒半徑之六次方成正比。因此，小顆粒(如，半徑小於50-nm-直徑之顆粒)之檢測需要強照明源及靈敏的光二極體。此外，使用強照明源及靈敏的光二極體之方法對來自表面上之本質缺陷(諸如表面粗糙)的背景雜訊非常敏感。不利地，沈積的顆粒與表面粗糙二者均會以相似的強度散射光，使得在沈積於表面上之顆粒與表面粗糙之間的區分成為一項挑戰。
在另一方法方面，使用基于光吸收及散射之明場成像來檢測沈積在表面上之顆粒；在此方法中，收集反射光並用於形成明場影像，然後從此明場影像中檢測顆粒的存在。表面上的顆粒由於其等之光吸收而在明場影像中產生較暗的像素色調。在此情況下，背影訊號是亮的，因為從平坦表面的反射較強。然而，大部分的顆粒具有非常小的光吸收，使得很難使用此明場成像技術來檢測其等。
本發明之目的是減輕或消除與該現存技術相關的缺點。
發明概要
根據本發明，此等目的經由具有本申請案之獨立請求項1中所述的步驟之方法達成；其中依附項敘述較佳實施例之任擇的特徵。
有利地，在本發明之方法中，達到放大顆粒(其定義流體樣本中之雜質)所引起的光散射及吸收；據此，可達成從光學影像(如，暗場影像；及/或明場影像)中更精確的檢測到該等顆粒之特徵。
本發明之可能實施例的詳細說明 一種測定一流體樣本之顆粒特性及/或測定該流體樣本之污染特性的方法，該方法包含下列步驟： (a)在一基材之一表面上沈積一金屬膜，以在該基材上提供一平滑金屬表面； (b)使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸； (c)從該金屬表面去除與該金屬表面接觸之該流體樣本，如此僅該流體樣本中之顆粒殘留在該基材之該金屬表面上； (d)在該金屬表面及殘留在該基材之該金屬表面之該顆粒上沈積一金屬層，如此在每個該顆粒上提供一各別的金屬層及在該金屬表面無顆粒之區域上提供一金屬層，其中，對於每個顆粒，在該顆粒上之該金屬層與該金屬表面上之該金屬層之間存在一間隔； (e)用電磁射線照射在該等顆粒及該金屬表面上之該等金屬層，如此該電磁射線被該等顆粒上之金屬層散射而產生各別的散射電磁射線；或用電磁射線照射該等顆粒及該金屬表面上之該等金屬層，如此該電磁射線之至少一部分被該等顆粒上之金屬層吸收，及該電磁射線之另一部分被該基材上之該金屬表面反射而產生反射電磁射線； (f)在一光二極體陣列處接收該散射電磁射線；或在一光二極體陣列處接收該反射電磁射線； (g)形成一影像，其包含像素，其中該影像中之每個像素對應於該陣列中各別的光二極體，其中該影像中每個像素之亮度對應於與該像素相應的光二極體所接收之電磁射線的強度； (h)處理該形成的影像以測定該等顆粒之特性，及/或處理該形成的影像以測定該流體樣本之污染特性。
在一實施例中，該方法包含下列步驟： (a)在一基材之一表面上沈積一金屬膜，以在該基材上提供一平滑金屬表面； (b)使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸； (c)從該金屬表面去除與該金屬表面接觸之該流體樣本，如此僅該流體樣本中之顆粒殘留在該基材之該金屬表面上； (d)在該金屬表面及殘留在該基材之該金屬表面之該顆粒上沈積一金屬層，如此在每個該顆粒上提供一各別的金屬層及在該金屬表面無顆粒之區域上提供一金屬層，其中，對於每個顆粒，在該顆粒上之該金屬層與該金屬表面上之該金屬層之間存在一間隔； (e)用電磁射線照射在該等顆粒及該金屬表面上之該等金屬層，如此該電磁射線被該等顆粒上之金屬層散射而產生散射電磁射線； (f)在一光二極體陣列處接收該散射電磁射線； (g)形成一暗場影像，其包含像素，其中該影像中之每個像素對應於該陣列中各別的光二極體，其中該影像中每個像素之亮度對應於與該像素相應的光二極體所接收之散射光的強度； (h)處理該暗場影像以測定該等顆粒之特性，及/或處理該暗場影像以測定該流體樣本之污染特性。
較佳地，該散射電磁射線是雷萊(Rayleigh)散射電磁射線。
在另一實施例中，該方法包含下列步驟： (a)在一基材之一表面上沈積一金屬膜，以在該基材上提供一平滑金屬表面； (b)使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸； (c)從該金屬表面去除與該金屬表面接觸之該流體樣本，如此僅該流體樣本中之顆粒殘留在該基材之該金屬表面上； (d)在該金屬表面及殘留在該基材之該金屬表面之該顆粒上沈積一金屬層，如此在每個該顆粒上提供一各別的金屬層及在該金屬表面無顆粒之區域上提供一金屬層，其中，對於每個顆粒，在該顆粒上之該金屬層與該金屬表面上之該金屬層之間存在一間隔； (e)用電磁射線照射在該等顆粒與該金屬表面上之該等金屬層，如此該電磁射線之至少一部分被該等顆粒上之金屬層吸收，及該電磁射線之另一部分被該基材上之該金屬表面反射而產生反射電磁射線； (f)在一光二極體陣列處接收該反射電磁射線； (g)形成一明場影像，其包含像素，其中該明場影像中之每個像素對應於該陣列中各別的光二極體，其中該明場影像中每個像素之亮度對應於與該像素相應的光二極體所接收之光的強度； (h)處理該明場影像以測定該等顆粒之特性，及/或處理該明場影像以測定該流體樣本之污染特性。
在一較佳實施例中，該流體樣本經測定的污染特性，是該流體樣本污染一表面之能力。例如，在一較佳實施例中，該流體樣本經測定的污染特性，是該流體樣本污染一表面(污染一表面包括，但不限於，在該表面上沈積不想要的顆粒及/或在該表面上產生缺陷)之統計機率。
在本發明之一實施例中，該顆粒不溶於該流體樣本。在本發明之一實施例中，該顆粒可溶於該流體樣本。在又另一實施例中，該顆粒包含不溶於該流體樣本之顆粒及可溶於該流體樣本之顆粒。步驟(a) – 在基材之表面上沈積一金屬膜：
較佳地，在一基材之一表面上沈積一金屬膜，以在該基材上提供一平滑金屬表面之步驟，包含先提供一基材。在該較佳實施例中，該基材較佳地為剛性的；更佳地該基材之表面沒有任何外來顆粒(諸如灰塵或污垢)，換句話說，該基材之表面較佳地為乾淨的。假如該基材之表面是乾淨的，則在一基材之一表面上沈積一金屬膜之步驟，較佳地包含沈積厚度大於30nm，更佳地厚度大於50nm之金屬膜。應理解的是，該基材可採用任何適合的形式；在一實施例中，該基材是矽晶圓；或選擇地該基材可包含金屬。
應了解的是，可提供任何尺寸的基材；然而更佳地該基材之直徑為至少1cm，以避免具不同表面能之邊緣區。更佳地，該基材之尺寸介於2.5cm (1吋)與450cm (17.7吋)之間。在又另一實施例中，該基材亦可為較大基材之切塊(例如，較佳晶圓之片段)。在此情況下，該切塊晶圓件之尺寸較佳地大於1cm x1cm。該基材可包含矽、金屬、塑料、玻璃及/或石英。最佳地該基材為矽晶圓。
該金屬膜可包含任何適合的材料。該金屬膜可包含單一類型的金屬或不同金屬之組成如合金。典型地，該金屬膜之組成將取決於該流體樣本之組成。例如，假如該流體樣本包含如H2 SO4 或HCl之酸，則該金屬膜較佳地包含金或鉑；假如該流體樣本包含H2 SO4 及/或H2 O2 (食水魚溶液；Piranha solution)，則該金屬膜較佳地包含金或鉑；假如該樣本包含超純水(UPW)，則該金屬膜較佳地包含金或鉑。在又另一範例中，假如該流體樣本不具腐蝕性(如，假如該樣本流體包含異丙醇)，則該金屬膜可包含金屬，諸如銀、銅及/或鋁等等。
較佳地，該金屬膜進一步包含天然氧化物層。
在一實施例中，該方法進一步包含在該基材之表面上提供一黏著層；及之後在該黏著層上提供該金屬膜之步驟。在此實施例中，該金屬膜不是直接施加於該基材之表面上，而是施加至該黏著層上；據此，在此實施例中，該金屬膜是間接地沈積在該基材之表面上。通常，在該基材之表面上提供一黏著層之步驟，是在當使用預期對該基材之表面具有低附著性之金屬膜時進行。該黏著層可包含鉻(Cr)及/或鈦(Ti)。例如，該方法可進一步包含在該基材之表面上沈積包含Cr或Ti之黏著層；然後在該Cr或Ti黏著層上沈積該金屬膜之步驟。較佳地，該黏著層具有大於5nm之厚度。亦較佳地是在沈積該黏著層之前清潔該基材之表面；清潔該基材之表面的步驟可包含用輝光放電清潔該基材之表面、用氧電漿清潔該基材之表面、使用濕式清潔方法及UV光或進行前述清潔步驟之任一組合來清潔該基材之表面。
應理解的是，在該基材之表面上(或該黏著層上)沈積該金屬膜，可使用任何適合的沈積方法。在一實施例中，沈積該金屬膜之步驟可包含使用物理氣相沈積法(PVD)沈積該金屬膜；例如，沈積該金屬膜之步驟可包含使用電子束蒸發、熱蒸發、脈衝雷射沈積、陰極電弧沈積或濺射法沈積該金屬膜。在又另一實施例中，沈積該金屬膜之步驟可包含使用化學氣相沈積法(CVD)沈積該金屬膜。在又另一實施例中，沈積該金屬膜之步驟可包含通過在該基材之表面上電鍍該金屬膜來沈積該金屬膜。在又另一實施例中，沈積該金屬膜之步驟可包含通過原子層沈積法(ALD)來沈積該金屬膜。
典型地，該金屬膜以每秒1-3埃之沈積速率沈積；最佳地該金屬膜以每秒2埃之沈積速率沈積。
較佳地，在該基材之表面上提供該金屬膜之後，基本上立即使用帶有該金屬膜之基材，以便限制污染。換句話說，在該基材之表面上提供該金屬膜之後，基本上立即進行該方法中之下個步驟。
通常在該基材之表面上沈積該金屬膜之後，將其用於本發明之方法的後續步驟之前，會先將該基材儲存一段時間。儲存期間，外來顆粒可能會聚集在該金屬膜上，所以在從儲存中取出該基材後，較佳地先清潔該金屬膜，之後再將其用於本發明之方法中的後續步驟。最佳地，在從儲存中取出該基材後，使用適合的清潔方法清潔該金屬膜，之後再將其用於本發明之方法中的後續步驟(即，在使該樣本流體與該金屬表面直接接觸，以致該流體樣本中之顆粒能黏至該金屬表面之前進行)。該清潔步驟較佳地不會損害或氧化該金屬膜。最佳地，使用空氣或氧電漿清潔該基材之表面上之金屬膜；例如，假如該金屬在短暫的氧電漿曝露下是安定的(諸如金)，則可於該金屬膜上施加氧電漿1秒至15秒的時間。不建議施加氧電漿於諸如銀之金屬上，因為其等之表面會因氧電漿而產生化學變化。步驟(b) – 使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸：
直接在一基材之一表面上沈積一金屬膜(或通過將該金屬膜沈積在提供於該基材之表面上之黏著層而間接地沈積在該基材之表面上)，以在該基材上提供一平滑金屬表面之後，進行使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸之步驟。將在下文中更詳細的說明的，使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸之步驟可以多種不同的方式進行；例如，可在該金屬表面靜止不動時，將一預定量的該流體樣本分配到該金屬表面上；或可在該金屬表面旋轉時，將一預定量的該流體樣本分配到該金屬表面上；或可將該基材提供在含有氣體(其定義該流體樣本)的室中，如此該基材之該金屬表面曝露於該氣態流體樣本中(較佳地歷時一預定時間長度)。
該流體樣本可包含任何適合的組成；該流體樣本可包含氣體、液體或光阻(聚合物樹脂，其可能溶於溶劑中)。例如，假如該流體樣本是液體，則其可包含超純水(UPW)、酒精、酸、離子溶液、氧化物中之任何一種或多種及/或此等之任一混合物。例如，假如該流體樣本是氣體，則其可包含N2 、O2 、CO2 、Ar、He、NH3 或半導體產業中所使用的任何處理氣體中之任何一種或多種。使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸之步驟進行之方式，可隨著該流體樣本是液體或光阻或氣體而變化。
在其中該流體樣本包含液體之實施例中，旋轉該基材，並在該基材旋轉時，將該流體樣本分配至該基材之該金屬表面上。較佳地，該基材以低於400rpm之非零速率旋轉。更佳地，將該樣本流體塗抺在該基材之整個金屬表面上(通常該基材之旋轉會使該樣本流體塗抹在該基材之整個金屬表面上)。當該流體樣本接觸該基材之該金屬表面時，存在該流體樣本中之顆粒(其定義雜質)會黏至該基材之該金屬表面上。在其中該流體樣本包含液體之另一實施例中，該基材靜止不動(即，有固定位置，沒有旋轉)，並將該流體樣本分配至該基材之該金屬表面上。較佳地，將分配至該基材之該金屬表面上之流體樣本安排成覆蓋該金屬表面之整個表面。當該流體樣本接觸該基材之金屬表面時，存在該流體樣本中之顆粒(其定義雜質)會黏至該基材之該金屬表面上。
在其中該流體樣本包含氣體之實施例中，只需將該基材置於含有該氣體樣本之圍罩中歷時一預定時間長度。該基材曝露於該氣體之時間長度，較佳地應可反映出一生產物件，如用於半導體產業之矽晶圓曝露於該圍罩中之氣體樣本的時間長度。在該圍罩中，存在該氣態流體樣本中之顆粒(其定義雜質)於該基材之該金屬表面曝露於該氣態流體樣本之預定時間期間，會沈積在該基材之該金屬表面上。在另一實施例中，除了黏至該金屬表面之顆粒外，其它分子亦可能凝結或再固化在該基材之該金屬表面上。
在其中該流體樣本包含液體之另一實施例中，只需將該基材浸到含有該流體樣本之容器中歷時一預定時間。該基材曝露於該液體之預定時間長度，較佳地應可反映出生產物件，如用於半導體產業之矽晶圓曝露於該容器中之該液體樣本的時間長度；理想地，該預定時間長度取決於應用、液體純度及/或金屬表面；最佳地，該預定時間長度將使表面上之顆粒與液體中之顆粒之間的相關性最大化；最佳地，該預定時間長度不要短到對相同的液體具有很大的差異，且不要長到導致對不同純度位準的液體具有相同數量的顆粒在該金屬表面上。在該容器中，存在該液態流體樣本中之顆粒(其定義雜質)於該基材之該金屬表面浸到該液態流體樣本中之預定時間期間，會黏至該基材之該金屬表面上。
在其中該流體樣本包含液體之另一實施例中，該方法包含將該基材安排成傾斜取向之步驟；及在該基材維持在其傾斜取向時，進行使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸之步驟。在此實施例中，將該流體樣本分配至該基材之該金屬表面；在該基材呈傾斜取向時，分配至該金屬表面之流體樣本在重力的影響下會從金屬表面流走。
在其中該流體樣本包含光阻(如，聚合物樹脂，其較佳地溶於溶劑中)之實施例中，旋轉該基材，並在該基材旋轉時，將該光阻分配至該基材之該金屬表面上。較佳地，該基材以低於400rpm之非零速率旋轉。最佳地，將該光阻塗抺在該基材之整個金屬表面上(通常，該基材之旋轉會導致該光阻塗抺在該基材之整個金屬表面上)。
在其中該流體樣本包含光阻(聚合物樹脂，其較佳地溶於溶劑中)之另一實施例中，該基材靜止不動(即，有固定位置，沒有旋轉)，並將該光阻分配至該基材之該金屬表面上。較佳地，將分配至該基材之該金屬表面上之光阻安排成覆蓋該金屬表面之整個表面。
在其中該流體樣本包含液體之另一實施例中，使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸之步驟，包含通過從無污染的分配器尖端(較佳地該分配器尖端由化學安定塑料構成，例如全氟烷氧基烷烴(PFA)或聚四氟乙烯(PTFE))逐滴分配該流體樣本而提供該流體樣本至該基材之該金屬表面上。最佳地，從該尖端分配出之每個液滴的體積落在一預定範圍內(較佳地該預定範圍為1-100微升)；可使用業界已知之任何適合的方式控制每個液滴的體積，例如使用泵(如，注射泵)、流量計、液滴成像相機、測量液滴重量的秤等等。最佳地，從分配器尖端將連續液滴分配至該基材之該金屬表面上之速率，落在一預定範圍內(較佳地該預定範圍為1– 240秒)。步驟(c) – 從該金屬表面去除與該金屬表面接觸之該流體樣本，如此僅該流體樣本中之顆粒殘留在該基材之該金屬表面上：
在其中該基材旋轉時(如，以低於400rpm之非零速率)使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸之實施例中，從該金屬表面去除與該金屬表面接觸之該流體樣本，如此僅該流體樣本中之顆粒殘留在該基材之該金屬表面上的步驟，包含提高旋轉速率。最佳地，將該基材之旋轉速率提高至1000rpm與4000rpm範圍內之速率。在此實施例中，大部分之該流體樣本通過離心力而從該金屬表面上去除，一些透過蒸發。在去除該樣本流體後，僅顆粒(其定義該流體樣本中之雜質)殘留黏至該基材之該金屬表面。
在其中該基材靜止不動時(即，不旋轉)使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸之實施例中，從該金屬表面去除與該金屬表面接觸之該流體樣本，如此僅該流體樣本中之顆粒殘留在該基材之該金屬表面上之步驟，包含旋轉該基材。最佳地，將該基材之旋轉速率提高至1000rpm與4000rpm範圍內之速率。此乾燥方法稱作旋轉乾燥。此過程期間，大部分之該液態流體樣本藉由離心力而從該金屬表面去除，一些透過蒸發。在此實施例中，大部分之該液態流體樣本藉由離心力而從該金屬表面去除，一些則透過蒸發。在去除該樣本流體後，僅顆粒(其定義該流體樣本中之雜質)殘留黏至該基材之該金屬表面。
如上文中所提及的，在將該基材安排成傾斜取向之另一實施例中；從該金屬表面去除與該金屬表面接觸之該流體樣本，如此僅該流體樣本中之顆粒殘留在該基材之該金屬表面上之步驟，包含使與該基材之該金屬表面接觸之該流體樣本在重力的影響下從金屬表面流走。在此實施例之變型中，該方法進一步包含提供一乾空氣流，其將該流體樣本從該金屬表面上吹走；較佳地使用加壓空氣槍提供該乾空氣流。
在其中該流體樣本包含光阻之另一實施例中，去除與該基材之該金屬表面接觸之該流體樣本之步驟，包含去除與該金屬表面接觸的大部分光阻。去除與該金屬表面接觸的大部分光阻之步驟包含以一預定範圍內之速率旋轉該基材，例如，在1000rpm與4000rpm間之速率下旋轉該基材(該基材從靜止位置旋轉至在該預定範圍內之速率，或該基材已經在旋轉，將旋轉速率提高至該預定範圍內)。在該光阻與該基材之該金屬表面接觸後，以該預定範圍內之速率旋轉該基材，可確保光阻塗抹在該基材之整個金屬表面，因此在該基材之該金屬表面上形成一光阻層；較佳地該光阻層具有均一厚度。最佳地，該光阻層包含光阻樹脂(其較佳地不含任何溶劑)。在一實施例中，可在加熱板上烘烤該光阻層，以便從該光阻層中去除溶劑(該加熱板之溫度較佳地介於60與160℃之間)。
該方法可進一步包含固化該光阻層之步驟(固化該光阻層，改變該光阻之化學結構，例如使該光阻產生聚合反應)；固化該光阻層之步驟可包含提供入射至該光阻層之電磁射線或加熱該光阻層。
旋轉及固化步驟取決於該光阻的類型。理想上，施用針對該光阻樣本實際上用於半導體製造製程之相同的旋轉及固化參數，以評估所使用的旋轉及固化製程之污染。
較佳地，之後去除固化的光阻層。在一實施例中，使用乾式方法如施用氧電漿至該光阻層來去除該光阻層。該光阻層包含聚合基質，施加氧電漿至該光阻層將會去除該聚合基質。
在去除該光阻層之聚合基質後，顆粒(其定義該光阻中之雜質)殘留在該基材之該金屬表面上。該殘留顆粒代表該原始流體樣本(即，與該基材之該金屬表面接觸之原始光阻)之污染能力。
在一實施例中，由於該光阻之聚合物結構在其生產或儲存期間之化學降解，所以在該光阻固化(如，UV處理)及後續去除(如，用TMAH、丙酮或另一濕式清潔方法去除光阻層)之後，顆粒殘留物可能殘留在該基材之該金屬表面上。此缺失之最可能的原因源自在UV處理期間聚合物沒有成功的交聯。在此情況下，在整個過程後，大部分沈積在該表面上之顆粒不是來自光阻中之顆粒雜質，而僅是有缺陷的光阻聚合物結構。
在另一實施例中，該基材之該金屬表面上之該光阻層係用濕式清潔方法剝除(或去除)；例如施用TMAH (氫氧化四甲銨)至該光阻層，或施用丙酮至該光阻層。施用TMAH或丙酮於該光阻層可去除該聚合基質。在去除該光阻層之聚合基質後，顆粒(其定義該光阻之雜質)殘留在該基材之該金屬表面上。該殘留顆粒代表該原始流體樣本(即，與該基材之該金屬表面接觸之原始光阻)與TMAH或丙酮集體地污染能力。
在其中該樣本流體是氣體及該金屬表面曝露於該圍罩中之氣體之實施例中，去除與該基材之該金屬表面接觸之該流體樣本之步驟，包含從該圍罩中移除該基材。最佳地，在一預定時間後，從該圍罩中移除該基材。在從該圍罩中移除該基材後，顆粒(其定義該氣體中之雜質)殘留在該基材之該金屬表面上；該顆粒包含黏至該金屬表面之顆粒及凝結或再固化在該金屬表面上之分子。
在其中該流體樣本包含液體及只需將該基材浸到含有該流體樣本之容器中歷時一預定時間之實施例中，去除與該基材之該金屬表面接觸之該流體樣本之步驟，包含從該流體樣本之容器中移除該基材。在從該容器中移除該基材後，顆粒(其定義該流體樣本之雜質)殘留在該基材之該金屬表面上。最佳地，該方法進一步包含在從該容器中移除該基材後，提供一乾燥氣流吹過該金屬表面，以便乾燥該金屬表面之步驟。例如，該乾燥氣體可包含氮氣及/或氬氣。可使用加壓空氣槍提供該乾燥氣流。
在又另一實施例中，該樣本流體包含液體。在此實施例中，使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸之步驟，包含通過從無污染的分配器尖端(較佳地該分配器尖端由化學安定塑料構成，例如全氟烷氧基烷烴(PFA)或聚四氟乙烯(PTFE))逐滴分配該流體樣本而提供該流體樣本至該基材之該金屬表面上。最佳地，從該尖端分配出之每個液滴的體積落在一預定範圍內(較佳地該預定範圍為1-100微升)；可使用業界已知之任何適合的方式控制每個液滴的體積，例如使用泵(如，注射泵)、流量計、液滴成像相機、測量液滴重量的秤等等。最佳地，從分配器尖端將連續液滴分配至該基材之該金屬表面上之速率，落在一預定範圍內(較佳地該預定範圍為1– 240秒)。
關於其中該樣本流體包含液體，及其中使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸之步驟包含通過從無污染的分配器尖端逐滴(每個液滴較佳地具有一預定體積)分配該流體樣本而提供該流體樣本至該基材之該金屬表面上之實施例，去除與該基材之該金屬表面接觸之該流體樣本之步驟，包含在每個各別液滴與該金屬表面接觸之後將其蒸發，或容許多個樣本流體之液滴與該金屬表面接觸，然後將該多個液滴集體蒸發。換句話說，在一實施例中，在每個連續液滴被分配至該基材之該金屬表面後，使該液滴中之流體從該基材之該金屬表面蒸發。在另一實施例中，在每個連續液滴被分配至該基材之該金屬表面後，使該液滴中之流體從該基材之該金屬表面部分地蒸發(較佳地使該液滴體積的65% - 90%蒸發)，之後分配下個液滴至該基材之該金屬表面且部分地蒸發(較佳地對被分配至該金屬表面之每個連續液滴重覆此等步驟)。選擇性地在又另一實施例中，在所有的液滴均被分配至該基材之該金屬表面之後，使該等液滴中之流體從該基材之該金屬表面蒸發。換句話說，使該基材之該金屬表面上之流體蒸發，可在從該分配器尖端將每個連續液滴分配至該基材之該金屬表面後進行，或選擇性地在從該分配器尖端將所有的液滴分配至該基材之該金屬表面後進行。在該流體蒸發後，存在該液態流體樣本中之顆粒(在此實施例中其為非揮發性顆粒及分子；且其定義雜質)殘留黏至該基材之該金屬表面。在每個各別液滴與該金屬表面接觸之後將其蒸發，或集體蒸發該多個液滴之步驟，包含使用任何適合的加熱方式加熱該金屬表面上之液滴/集體液滴。總結，如此段落所述，使該流體樣本逐滴與該基材之該金屬表面接觸至少有三種變型：沈積全部液滴並將全部液滴一起蒸發；沈積一液滴，使該液滴部分蒸發，然後沈積下個液滴，並重複多次；沈積一液滴，使該液滴完全蒸發，然後沈積下個液滴，並重複多次。
為促使快速蒸發已分配至該基材之該金屬表面上之樣本流體的每個液滴，或蒸發已分配至該基材之該金屬表面上之樣本流體的集體液滴，提高該金屬表面之溫度(較佳地至低於該液體樣本之沸點之值)。較佳地利用從位在該基材下面之熱源傳遞的熱提高溫度；該熱源較佳地安排成與該基材之和該金屬表面相反的表面機械接觸。在一實施例中，該熱源包含一電阻加熱器。最佳地，該熱源之溫度低於該流體樣本之沸點溫度。在另一實施例中，該熱源配置成可射出電磁射線，其入射至該金屬表面上以加熱該金屬表面及/或該液滴。在一實施例中，該電磁射線是光譜紅外線區內之射線。在進一步實施例中，快速蒸發可通過進一步進行提供一氣流吹過該基材之該金屬表面之步驟而達成；該氣體較佳地包含乾空氣、乾氮氣或乾氬氣。
最佳地，在該樣本流體之液滴已被分配至該基材之該金屬表面後，使該液滴之流體蒸發之速率，較佳地係防止該液滴之流體與該金屬表面之邊緣接觸之速率。該金屬表面上分配的樣本流體之液滴擴展的面積，取決於存在該基材之該金屬表面上之液滴的總體積。較佳地，將分配的每個液滴的體積及分配的連續液滴之速率，調整至確保該樣本流體不會擴展超過該基材之該金屬表面的80%而與該金屬表面之邊緣接觸。步驟(d) – 在該金屬表面及殘留在該基材之該金屬表面之顆粒上沈積一金屬層，如此在每個該顆粒上提供一各別的金屬層及在該金屬表面無顆粒之區域上提供一金屬層，其中，對於每個顆粒，在該顆粒上之該金屬層與該金屬表面上之該金屬層之間存在一間隔：
在已進行了使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸，及從該金屬表面上去除該流體樣本，如此在該樣本流體中之顆粒殘留在該金屬表面上之步驟後，進行下一個在該金屬表面及殘留在該金屬膜之顆粒上沈積一金屬層，如此在每個殘留在該金屬膜之顆粒上提供一各別的金屬層及在該金屬表面無顆粒之區域上提供一金屬層，其中，對於每個顆粒，在該顆粒上之該金屬層與該金屬表面上之金屬層之間存在一間隔之步驟。每個顆粒上之每個金屬層與該金屬表面上之金屬層之間之間隔，將有利於提供擴大的光散射及/或擴大的光吸收。最佳地，在該金屬表面及殘留在該基材之該金屬表面之顆粒上沈積一金屬層之步驟(c)，包含使用物理氣相沈積法，如濺射、脈衝雷射沈積、電子束蒸發或熱蒸發，於該金屬表面及該金屬表面之顆粒上沈積該金屬層。
重要的是，提供在該金屬表面上之該金屬層之厚度不延伸超過一預定厚度；該預定厚度定義可被檢測之最小尺寸的顆粒。例如，假如顆粒具有5nm之半徑，且提供在該金屬表面上之金屬層具有大於5nm之厚度，則討論中的顆粒可能會完全地被埋在提供在該基材之該金屬表面上之該金屬層內；結果討論中的顆粒不會超出提供在該基材之該金屬表面上之該金屬層，因此不會散射光及/或吸收光，如此最終不會被檢測到。為了顆粒能被檢測到，該顆粒之一部分必須延伸超過提供在該基材之該金屬表面上之該金屬層，如此該部分的顆粒可被提供其各自的金屬層，且在該顆粒之該金屬層與提供在該基材之該金屬表面上之該金屬層之間存在一間隔。因此，使用者選擇他們想到檢測的最小尺寸，然後確保提供在該基材之該金屬表面上之該金屬層的預定厚度小於該選定的最小顆粒尺寸；此可確保全部具有尺寸大於該選定的最小顆粒尺寸之顆粒會突出提供在該基材之該金屬表面上之該金屬層，因此可被提供一各別的金屬層，且在該顆粒上之各別的金屬層與該基材之該金屬表面上之金屬層之間會存在一間隔。
據此，提供在該基材之該金屬表面上之該金屬層之厚度較佳地小於該選定的最小粒徑。然而，較佳地該各別的顆粒上之該金屬層與該基材之該金屬表面上之該金屬層之間之間隔是小的(較佳地介於1-5nm之間)，因為較小的間隔在較低頻率下會產生強混合電漿共振，在該間隔處產生較強的電場增強，最後產生擴大的光吸收及散射，其反過來促進顆粒的檢測。
最佳地，提供在該基材之該金屬表面上之該金屬層之厚度至多為最小粒徑的一半；此可確保待檢測之顆粒不會完全被埋在提供在該金屬表面上之該金屬層中，亦可促進形成夠小的間隔，以便達成良好的擴大光散射，如此容許可靠的檢測該顆粒。例如，在該基材之該金屬表面上提供具有介於3-7nm之間的厚度之金屬層，容許檢測粒徑10nm或更大之顆粒。
該各別顆粒上之該金屬層可由單一金屬顆粒構成，或多個金屬顆粒構成(如，多個緊密聚集的金屬奈米顆粒)。步驟(e) – (g) ；(e) 用電磁射線照射該顆粒及該金屬表面上之該金屬層，如此該電磁射線被該顆粒上之該金屬層散射而產生各別的散射電磁射線；或用電磁射線照射該顆粒及該金屬表面上之該金屬層，如此該電磁射線之至少一部分被該顆粒上之該金屬層吸收，及該電磁射線之另一部分被該基材上之該金屬表面反射而產生反射電磁射線；(f) 在一光二極體陣列處接收該散射電磁射線；或在一光二極體陣列處接收該反射電磁射線；(g) 形成一影像，其包含像素，其中該影像中之每個像素對應於該陣列中各別的光二極體，其中該影像中每個像素之亮度對應於與該像素相應的光二極體所接收之電磁射線的強度：
接下來用電磁射線照射每個該各別顆粒及該金屬表面上之該各別的金屬層，如此該電磁射線被該顆粒上之該金屬層散射而產生各別的散射電磁射線(較佳地該散射電磁射線包含雷萊散射電磁射線)；或用電磁射線照射每個該各別顆粒及該金屬表面，如此該電磁射線之至少一部分被該顆粒上之金屬層吸收，及該電磁射線之另一部分被該基材上之該金屬表面反射而產生反射電磁射線。之後，在一光二極體陣列處接收該散射電磁射線；或在一光二極體之陣列處接收該散射電磁射線。之後，一影像是其中該影像中之每個像素對應於該陣列中之各別的光二極體，其中該影像中之每個像素之亮度對應於與該像素相應的光二極體所接收之電磁射線的強度。
在一實施例中，在暗場設置下用電磁射線照射該顆粒及該金屬表面上之該金屬層，及該電磁射線之至少一部分被該顆粒上之該金屬層散射而產生散射電磁射線(如，雷萊散射)。該散射電磁射線在一光二極體陣列處被接收，然後形成一暗場影像，其包含像素，其中該暗場影像中之每個像素對應於該陣列中之各別的光二極體。該暗場影像中之每個像素之顏色對應於該像素相應的光二極體所接收之散射電磁射線的強度。接收較高比例的散射電磁射線之光二極體，將會比對應於接收較低比例的散射電磁射線之光二極體的像素還亮。換句話說，該暗場影像中每個像素具有一顏色，其對應於該陣列中相應的光二極體所接收之散射電磁射線的強度。被該顆粒上之該金屬層散射之電磁射線，會在該暗場影像中產生亮色像素。在一實施例中，該暗場影像包含一單色影像；在另一實施例中，該暗場影像包含一多色影像。使用多色影像容許測定有關顆粒共振頻率的資訊(在該顆粒頂部上的金屬層及該顆粒頂部上的金屬層與該基材之該金屬表面上之金屬層間之間隔)，其與粒徑有關。選擇性地，為產生多色影像，在散射或反射電磁波入射至光二極體上之前，先令其等通過濾波器；較佳地可使用繞射光柵，以便在使用光二極體或多色光感應器之前先分開波長。
在前述使用暗場影像之實施例中，較佳地該電磁射線以對該基材之該金屬表面上之該金屬層的表面之平面偏離90度之角度入射在該顆粒及該金屬表面之該金屬層上。較佳地，通過用寬帶照明(例如用白光)照射該顆粒及該金屬表面上之該金屬層，提供該電磁射線。
在另一實施例中，在明場設置中用電磁射線照射該顆粒及該金屬表面上之該金屬層，及該電磁射線之至少一部分被該顆粒上之該金屬層吸收，及該電磁射線之另一部分被該基材上之該金屬表面反射而產生反射電磁射線。該反射電磁射線在一光二極體陣列處被接收，然後形成一明場影像，其包含像素，其中該明場影像中之每個像素對應於該陣列中各別的光二極體。該明場影像中每個像素之顏色對應於該像素相應的光二極體所接收之反射電磁射線的強度。接收較高比例的反射電磁射線之光二極體將具有一相對的像素，其會表現出比對應於接收較低比例的反射電磁射線之光二極體的像素還亮。在此實施例中，因為該電磁射線之一部分被該顆粒上之該金屬層吸收，所以此將導致某些光二極體接收的電磁射線之數量減少。
該明場影像中之每個像素具有一顏色，其對應於該陣列中相應的光二極體所接收之反射電磁射線的強度。被該顆粒上之該金屬層吸收之電磁射線，會在該明場影像中產生較暗色的像素，因為由於該等電磁射線被該顆粒上之該金屬層吸收，所以對應於該等像素之光二極體將接收到較少的電磁射線。在一實施例中，該明場影像包含一單色影像，在另一實施例中，該明場影像包含多色影像 。使用多色影像容許測定有關顆粒共振頻率的資訊，其與粒徑有關。選擇性地，為產生多色影像，在該電磁波入射至光二極體上之前，先令其等通過濾波器；較佳地可使用繞射光柵，以便在使用光二極體或多色光感應器之前先分開波長。
在前述使用明場影像之實施例中，較佳地該電磁射線以對該基材之該金屬表面上之該金屬層的表面之平面實質上90度之角度入射在該顆粒及該金屬表面之該金屬層上。較佳地，通過用寬帶照明(例如用白光)照射該顆粒及該金屬表面上之該金屬層，提供該電磁射線。
在各上述實施例中，較佳地通過用寬帶照明(例如用白光)照射該顆粒及該金屬表面上之該金屬層，提供電磁射線照射該顆粒及該金屬表面上之該金屬層。
在又另一實施例中，在明場設置及暗場設置二者中用電磁射線照射該顆粒及該金屬表面上之該金屬層，如此形成一明場影像及一暗場影像。
在上述實施例之任一變型中，為了拍攝該暗場影像或明場影像，用電磁射線照射該顆粒及該金屬表面上之該金屬層係以不同的光源照射；換句話說，照射該顆粒及該金屬表面上之該金屬層之電磁射線係由多個不同的光源提供。最佳地，該多個光源包含多個不同的光源，每個具有不同的頻帶；此容許測定有關該顆粒之共振頻率的資訊，其與粒徑有關。步驟(h) – 處理該形成的影像以測定該顆粒特性及/ 或處理該形成的影像以測定該流體樣本之污染特性：
接下來處理在前述步驟中形成的影像(即，暗場影像及/或明場影像)。通常，處理該影像之步驟係通過將該影像輸入至一預定模型來進行；在此該預定模型定義預定影像特性之不同組合，及與該預定影像特性之每個不同組合相關聯的顆粒(在該樣本流體中或該表面上)之任一預定特性(如，尺寸；濃度；類型)。該模型接收該影像；從該接收的影像中擷取特性；及識別符合該擷取特性之預定影像特性的組合；及輸出與所識別之符合該擷取特性之預定影像特性的組合相關聯的指定特性。應理解的是，該預定模型可採用任何適合的形式；特別是該顆粒之預定特性可為任何適合的特性(如，尺寸；濃度；類型)。
例如，在一實施例中，處理所形成的影像以測定該流體樣本中之顆粒濃度：在此實施例中，將拍攝的影像輸入一預定模型中，其中該預定模型定義預定影像特性之不同組合，及與該預定影像特性之每個不同組合相關聯的顆粒濃度。該模型接收該影像；從該接收的影像中擷取特性；及識別符合該擷取特性之預定影像特性的組合；及輸出與所識別之符合該擷取特性之預定影像特性的組合相關聯之顆粒濃度。該輸出的顆粒濃度定義在該表面上之顆粒的濃度。在另一實施例中，該輸出的顆粒濃度定義該流體樣本中之顆粒濃度。
例如，在一實施例中，該模型從該接收的影像中擷取具有高於一預定灰度閾值之灰度值之像素的數目之特性；及從該高於該預定灰度閾值之像素的數目，測定被該各別顆粒上之金屬層占據之面積。然後，該模型從該面積得出該流體樣品中之顆粒濃度。
在另一範例中，處理所形成的影像以測定黏至該基材之該金屬表面之顆粒尺寸：在此實施例中，將拍攝的影像輸入一預定模型中，其中該預定模型定義預定影像特性之不同組合，及與該預定影像特性之各個不同組合相關聯的粒徑。該模型接收該影像；從該接收的影像中擷取特性；及識別符合該擷取特性之預定特性的組合；及輸出與所識別之符合該擷取特性之預定影像特性的組合相關聯之粒徑。該輸出的粒徑定義該流體樣本中之顆粒尺寸。具體地，該輸出粒徑定義在該金屬表面上之顆粒尺寸，其定義與該金屬表面接觸之該流體樣本中之顆粒尺寸。
在另一範例中，處理所形成的影像以測定黏至該基材之該金屬表面之顆粒類型：在此實施例中，將拍攝的影像輸入一預定模型中，其中該預定模型定義預定影像特性之不同組合，及與該預定影像特性之各個不同組合相關聯的顆粒類型。該模型接收該影像；從該接收的影像中擷取特性；及識別符合該擷取特性之預定影像特性的組合；及輸出與所識別之符合該擷取特性之預定影像特性的組合相關聯之顆粒類型。該輸出的顆粒類型定義該流體樣本中之顆粒類型。具體地，該輸出的粒徑定義該金屬表面上之顆粒尺寸，其定義與該金屬表面接觸之流體樣本中之顆粒尺寸。
在又另一範例中，處理所形成的影像以測定該流體樣本中之顆粒數：在此實施例中，將拍攝的影像輸入一預定模型中，其中該預定模型定義預定影像特性之不同的組合，及與該預定影像特性之各個不同的組合相關聯的顆粒數。該模型接收該影像；從該接收的影像中擷取特性；及識別符合該擷取的特性之預定影像特性的組合；及輸出與該識別之符合該擷取特性之預定影像特性的組合相關聯的顆粒數。該輸出的顆粒數定義在該表面上之顆粒數。在另一實施例中，該輸出的顆粒濃度定義該流體樣本中之顆粒濃度。
在一較佳實施例中，處理所形成的影像以評估該流體樣本之污染特性。在此實施例中，將拍攝的影像輸入一預定模型中，其中該預定模型定義預定影像特性之不同的組合，及該流體樣本之污染特性。該模型接收該影像；從該接收的影像中擷取特性；及識別符合該擷取的特性之預定影像特性的組合；及輸出與該識別之符合該擷取的特性之預定影像特性的組合相關聯的流體樣本之污染特性。該流體樣本之污染特性，較佳地為該流體樣本污染一表面之能力。最佳地，該流體樣本污染一表面之能力，是當該流體樣本接觸該表面時，該流體樣本污染該表面(如，矽晶圓之表面)之統計機率。任擇地重覆使用該基材：
任擇地，用於前述步驟之基材可重覆使用。為了製備可供重覆使用以便對另一流體樣本進行上述步驟之基材。但必須先準備好基材，然後才能供重覆使用。為了製備供重覆使用之基材，在該基材之該金屬表面上及已黏至該基材之該金屬表面之各別的顆粒上之該金屬層上，進一步沈積一金屬膜。該新的金屬膜將提供該基材新的金屬表面，然後對其它流體樣本進行步驟(b)-(g)。
根據本發明之進一步態樣，進一步提供一總成，其可操作執行任一個上述的方法實施例，該總成包含：一第一工作站，其包含用於在一基材之一表面上沈積一金屬膜之構件，以在該基材上提供一平滑金屬表面；一第二工作站，其包含用於使該流體樣本流過該金屬表面之構件，如此該流體樣本中之顆粒可黏至該金屬表面；一工作站，其包含一用於在該金屬表面及黏至該金屬膜之顆粒上沈積一金屬層之構件，如此在黏至該金屬膜之每個顆粒上提供一各別的金屬層及在該金屬表面無顆粒之區域上提供一金屬層，其中，對於每個顆粒，在該顆粒上之該金屬層與該金屬表面上之該金屬層之間存在一間隔；及一第四工作站，其包含一用於以電磁射線照射該顆粒及該金屬表面上之該金屬層之構件，如此該電磁射線可被該顆粒上之該金屬層散射而產生雷萊散射；一光二極體陣列，其可接收該散射電磁射線；一用於形成一影像之構件，該影像包含像素，其中該影像中之每個像素對應於該陣列中各別的光二極體，且其中每個像素之顏色對應於相應的二極體所接收之電磁射線的強度；及一用於處理該形成的影像之構件，以測定該流體樣本之顆粒特性。
在沒有逸離附件申請專利範圍所界定之本發明的範疇之情況下，針對本發明所述的實施例之各種修飾及變化，對熟悉此技藝之人士而言是顯而易見的。雖然結合具體較佳實施例來說明本發明，但應了解，所主張保護的本發明不應被不當地限制至此具體實施例。
在以圖式舉例說明實施例之幫助下，將可更暸解本發明，其中： 圖1顯示進行根據本發明之方法時所採用之步驟的流程圖； 圖2顯示進行根據本發明之一個實施例之方法時所採用之步驟的流程圖； 圖3顯示進行根據本發明之另一個實施例之方法時所採用之步驟的流程圖。

Claims (13)

  1. 一種用以測定一流體樣本中之顆粒之特性及/或測定該流體樣本之污染特性的方法，該方法包含下列步驟：(a)在一基材之一表面上沈積一金屬膜，以在該基材上提供平滑的一金屬表面；(b)使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸；(c)從該金屬表面去除與該金屬表面接觸之該流體樣本，如此僅該流體樣本中之顆粒殘留在該基材之該金屬表面上；(d)在該金屬表面及殘留在該基材之該金屬表面之該等顆粒上沈積一金屬層，如此在該等顆粒之各者上提供一個別的金屬層，且在該金屬表面之無顆粒之區域上提供一金屬層，其中，對於每個顆粒，在該顆粒上之該金屬層與該金屬表面上之該金屬層之間存在一間隔；(e)用電磁射線照射在該等顆粒及該金屬表面上之該等金屬層，如此該等電磁射線被該等顆粒上之金屬層散射而產生個別的散射電磁射線；或用電磁射線照射該等顆粒及該金屬表面上之該等金屬層，如此該等電磁射線之至少一部分被該等顆粒上之金屬層吸收，而該等電磁射線之另一部分被該基材上之該金屬表面反射而產生反射電磁射線；(f)在一光二極體陣列處接收該等散射電磁射線，其中該等散射電磁射線包含雷萊(Rayleigh)散射電磁射線；或在一光二極體陣列處接收該等反射電磁射線；(g)形成包含數個像素的一影像，其中該影像中之每個像素對應於該陣列中一個別的光二極體，其中該影像中每個像素之亮度對應於與該像素相應的光二極體所接收之該等電磁射線的強度；(h)處理所形成的影像以測定該等顆粒之特性，及/或處理該所形成的影像以測定該流體樣本之污染特性。
  2. 如請求項1之方法，其中該方法包含下列步驟：(a)在一基材之一表面上沈積一金屬膜，以在該基材上提供平滑的一金屬表面；(b)使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸；(c)從該金屬表面去除與該金屬表面接觸之該流體樣本，如此僅該流體樣本中之顆粒殘留在該基材之該金屬表面上；(d)在該金屬表面及殘留在該基材之該金屬表面之該等顆粒上沈積一金屬層，如此在該等顆粒之各者上提供一個別的金屬層，且在該金屬表面之無顆粒之區域上提供一金屬層，其中，對於每個顆粒，在該顆粒上之該金屬層與該金屬表面上之該金屬層之間存在一間隔；(e)用電磁射線照射在該等顆粒及該金屬表面上之該等金屬層，如此該等電磁射線被該等顆粒上之金屬層散射而產生散射電磁射線；(f)在一光二極體陣列處接收該等散射電磁射線；(g)形成包含數個像素的一暗場影像，其中該影像中之每個像素對應於該陣列中一個別的光二極體，其中該影像中每個像素之亮度對應於與該像素相應的光二極體所接收之散射光的強度；(h)處理該暗場影像以測定該等顆粒之特性，及/或處理該暗場影像以測定該流體樣本之污染特性。
  3. 如請求項1之方法，其中該方法包含下列步驟：(a)在一基材之一表面上沈積一金屬膜，以在該基材上提供平滑的一金屬表面；(b)使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸；(c)從該金屬表面去除與該金屬表面接觸之該流體樣本，如此僅該流體樣本中之顆粒殘留在該基材之該金屬表面上； (d)在該金屬表面及殘留在該基材之該金屬表面之該等顆粒上沈積一金屬層，如此在該等顆粒之各者上提供一個別的金屬層，且在該金屬表面之無顆粒之區域上提供一金屬層，其中，對於每個顆粒，在該顆粒上之該金屬層與該金屬表面上之該金屬層之間存在一間隔；(e)用電磁射線照射在該等顆粒及該金屬表面上之該等金屬層，如此該等電磁射線之至少一部分被該等顆粒上之金屬層吸收，而該等電磁射線之另一部分被該基材上之該金屬表面反射而產生反射電磁射線；(f)在一光二極體陣列處接收該等反射電磁射線；(g)形成包含數個像素的一明場影像，其中該明場影像中之每個像素對應於該陣列中一個別的光二極體，其中該明場影像中每個像素之亮度對應於與該像素相應的光二極體所接收之光的強度；(h)處理該明場影像以測定該等顆粒之特性，及/或處理該明場影像以測定該流體樣本之污染特性。
  4. 如請求項1之方法，其中該流體樣本之污染特性，是當該流體樣本與一表面接觸時，該流體樣本污染該表面之能力。
  5. 如請求項1之方法，其中處理該所形成的影像以測定該流體樣本中之顆粒之特性的步驟包含處理該所形成的影像以測定下列項目中之一或多者：該流體樣本中之顆粒數；該流體樣本中之顆粒濃度；該流體樣本中之顆粒類型；及/或該流體樣本中之顆粒尺寸。
  6. 如請求項1之方法，其進一步包含在使該樣本流體與該基材之該金屬表面接觸時，旋轉該基材之步驟。
  7. 如請求項1之方法，其進一步包含從該金屬表面蒸發該樣本流體之步驟。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包含選擇其特性待測定之該等顆 粒的最小尺寸；及其中在該金屬表面及該金屬膜上之顆粒上沈積一金屬層之步驟包含在該金屬表面及該等顆粒上沈積具有小於所選擇之該等顆粒的最小尺寸的一厚度之一金屬層。
  9. 如請求項1之方法，其中處理該所形成的影像以測定該流體樣本中之顆粒之特性之步驟包含將該影像輸入至一預定模型中，其中該預定模型定義預定影像特性之不同組合，及與該等預定影像特性之各個不同組合相關聯之該等顆粒的一預定特性；從該影像中擷取特性；及識別符合所擷取之特性之一預定影像特性組合；及輸出與所識別之符合該所擷取之特性之該預定影像特性組合相關聯的一預定特性。
  10. 如請求項1之方法，該方法進一步包含在該基材之該表面上沈積一黏著層之步驟，及其中步驟(a)包含在該黏著層上沈積該金屬膜。
  11. 如請求項1之方法，其中該方法進一步包含在該等顆粒及該基材之該金屬表面上之該等金屬層上沈積一另外的金屬膜，以便在該基材上提供一新的金屬表面，如此可重覆使用該基材。
  12. 如請求項11之方法，其中該方法進一步包含使用該基材，對另一流體樣本重複至少步驟(b)至步驟(h)。
  13. 一種可操作來執行如請求項1之方法之總成，該總成包含：包含用以進行下述作業之構件的一第一工作站：使該流體樣本與該基材之該金屬表面接觸；包含用以進行下述作業之構件的一第二工作站：從該金屬表面去除與該金屬表面接觸之該流體樣本，如此僅該流體樣本中之顆粒殘留在該基材之該金屬表面上；包含用以進行下述作業之構件的一第三工作站：在該金屬表面及殘留在該基材之該金屬表面之該等顆粒上沈積一金屬層，如此在該等顆粒之各者上提供 一個別的金屬層，且在該金屬表面之無顆粒之區域上提供一金屬層，其中，對於每個顆粒，在該顆粒上之該金屬層與該金屬表面上之該金屬層之間存在一間隔；包含用以進行下述作業之構件的一第四工作站：以電磁射線照射該等顆粒及該金屬表面上之該等金屬層，如此該等電磁射線被該等顆粒上之該金屬層散射而產生個別的散射電磁射線；或以電磁射線照射該等顆粒及該金屬表面上之該等金屬層，如此該等電磁射線之至少一部分被該等顆粒上之該等金屬層吸收，且該等電磁射線之另一部分被該基材上之該金屬表面反射而產生反射電磁射線；包含一光二極體陣列的一第五工作站，該光二極體陣列可在光二極體陣列處接收該等散射電磁射線，其中該等散射電磁射線包含雷萊(Rayleigh)散射電磁射線；或該光二極體陣列可接收該等反射電磁射線；包含用以進行下述作業之構件的一第六工作站：形成包含數個像素之一影像，其中該影像中之每個像素對應於該陣列中一個別的光二極體，其中該影像中每個像素之亮度對應於該像素相應的光二極體所接收之該等電磁射線的強度；包含用以進行下述作業之構件的一第七工作站：處理所形成的影像以測定該等顆粒之特性。
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