结合块体尺寸分布的浆料监控和单颗粒检测的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年11月16日提交的申请号为62/768,351的美国临时专利申请的优先权的权益，其在不与本文相抵触的范围内以全文引用方式并入本文。

背景技术：

化学机械平坦化(cmp)是通过化学力和机械力相结合来抛光表面的过程。例如，cmp在半导体设备行业中起着重要作用。在沉积或制造复杂且精确控制的微米级和纳米级半导体部件之前，工作表面(例如，300mm的晶圆)应满足严格的平整度和平滑度的公差，以最大化质量和再现性。抛光至少部分地通过cmp浆料来实现，该cmp浆料包括悬浮和/或分散在ph控制的化学溶液中的大浓度(例如10⁷至10¹⁵个颗粒/ml)的小磨料颗粒。

对质量和再现性的严格公差进而要求在平坦化期间精确且准确地控制包括cmp浆料本身的所有变量。一个有问题的情况是磨料颗粒浓度和分布的变化，这影响平坦化的速度。大颗粒数量的增大会导致在晶圆表面上的划痕和挖坑缺陷。结果，重要的是监控cmp浆料中颗粒的尺寸分布和浓度。

用于确定浆料中的颗粒尺寸分布和浓度的常规技术包括传统的光学颗粒计数器，其需要在测量之前对液体样品执行异位处理，例如稀释。这样的方法可导致与液体样品处理不当或操纵有关的伪影，例如ph冲击、团聚、外来颗粒以及颗粒在样品容器上的沉淀，从而产生尺寸分布和浓度的不准确测量。例如，这些常规方法通常仅关注颗粒分布的尾部，其代表尺寸大于200nm的大颗粒。

用于确定浆料中颗粒尺寸分布和浓度的其他常规方法包括内插颗粒分布测量，例如动态光散射和透射光谱。此类技术通常涉及块体散射或透射率测量，并使用算法来近似颗粒尺寸分布。这样的方法可以近似颗粒尺寸分布，其包括在颗粒尺寸分布的尾端处的小磨料颗粒和大颗粒。但是，这样的技术没有提供单独的颗粒测量，并且在识别多峰颗粒尺寸分布时通常是不准确的。

基于雾化凝结颗粒计数器(cpc)的测量是确定浆料中颗粒尺寸分布和浓度的另一种常规方法。在这些情况下，从浆料中提取小体积部分，并且进行雾化、干燥、然后被送入通过包含cpc的移动颗粒分析仪。涉及的极小的体积使实时测量成为问题，并掩盖了初始浆料中以低浓度存在的较大颗粒的存在。这种方法的通常分辨率大于10³/ml，这对于确定以低浓度存在的大颗粒的尺寸分布和浓度是有问题的。

因此，仍然需要能够实时分析浆料(例如，cmp浆料)并确定通常以高浓度存在的小颗粒和通常以低浓度存在的大颗粒的尺寸分布和浓度的技术。对于当今的任何技术而言，如此宽范围的浓度和尺寸的准确测量都是重大挑战。本文公开了解决这些和其他挑战的系统和方法。

技术实现要素：

本文提供的系统和方法解决了与包括cmp浆料在内的浆料的表征相关的挑战。本文公开的系统和方法提供了包括那些小颗粒(例如，小于或等于200nm的直径)和那些大颗粒(例如，大于200nm的直径)的颗粒尺寸分布和浓度的完整范围的精确表征。本文公开的系统和方法可以提供浆料的实时、原位和/或连续表征。例如，这些系统和方法中的一些不需要流体样品的稀释或其他异位操作。

在一个方面，一种配置成表征液体样品的颗粒检测系统包括：第一探针，其配置成确定所述液体样品中的多个第一颗粒的第一参数集，所述第一颗粒的特征在于选自第一尺寸范围的尺寸特征；其中，所述第一参数集包括第一尺寸分布和第一浓度；和第二探针，其配置成确定所述液体样品中的一个或多个第二颗粒的第二参数集，所述第二颗粒的特征在于选自第二尺寸范围的尺寸特征；其中所述第二参数集包括第二尺寸分布和第二浓度。

在一些实施方式中，尺寸特征是直径。在一些实施方式中，尺寸特征是球形等效直径，其对应于表现出相同或基本上相同的空气动力学、流体动力学、光学和/或电学性能的球形颗粒的直径。在一些实施方式中，尺寸特征对应于探针的颗粒校准参数。在一些实施方式中，尺寸特征对应于基于来自探针(例如，第一探针、第二探针和/或第三探针)的数据的以经验得出的颗粒(例如，第一颗粒、第二颗粒和/或第三颗粒)的尺寸特征。在一些实施方式中，第一尺寸范围与第二尺寸范围不交叠。在一些实施方式中，第一尺寸范围和第二尺寸范围交叠。在一个实施方式中，第一尺寸范围和第二尺寸范围交叠；其中相对于第一尺寸范围或第二尺寸范围，第一尺寸范围和第二尺寸范围之间的交叠小于或等于50％，小于或等于20％，小于或等于10％，或者对于某些应用而言，优选小于或等于5％。在一个实施方式中，第一尺寸范围和第二尺寸范围交叠；其中相对于第一尺寸范围或第二尺寸范围中的较小者(较小的范围对应于具有最低数学结果的范围，该最低的数学结果对应于范围的最大值减去范围的最小值)，第一尺寸范围和第二尺寸范围之间的交叠小于或等于50％，小于或等于20％，小于或等于10％，或者对于某些应用而言，优选小于或等于5％。在一些实施方式中，第一尺寸范围的特征在于基本上小于或基本上等于200nm的尺寸。在一些实施方式中，第二尺寸范围的特征在于基本上大于200nm的尺寸。

在一些实施方式中，该系统还包括第三探针，该第三探针配置成确定所述液体样品中的多个第三颗粒的第三参数集，其中所述第三颗粒的特征在于选自第三尺寸范围的尺寸特征。在一些实施方式中，第一尺寸范围、第二尺寸范围和第三尺寸范围彼此不交叠。在一些实施方式中，第三尺寸范围与第一尺寸范围或第二尺寸范围不交叠。在一些实施方式中，第一尺寸范围与第二尺寸范围不交叠，并且第三尺寸范围与第一尺寸范围和第二尺寸范围中的至少一个交叠。在一些实施方式中，第一尺寸范围、第二尺寸范围和第三尺寸范围中的至少两个交叠。在一个实施方式中，第一尺寸范围、第二尺寸范围和第三尺寸范围中的至少两个交叠；其中相对于第一尺寸范围、第二尺寸范围或第三尺寸范围，第一尺寸范围和第二尺寸范围之间的交叠小于或等于50％，小于或等于20％，小于或等于10％，或者对于某些应用而言，优选小于或等于5％。在一个实施方式中，第一尺寸范围、第二尺寸范围和第三尺寸范围中的至少两个交叠。在一个实施方式中，第一尺寸范围、第二尺寸范围和第三尺寸范围中的至少两个交叠；其中相对于第一尺寸范围、第二尺寸范围和第三尺寸范围中的最小者(最小范围对应于具有最低数学结果最低的范围，该最低数学结果对应于范围的最大值减去范围的最小值)，第一尺寸范围和第二尺寸范围之间的交叠小于或等于50％，小于或等于20％，小于或等于10％，或者对于某些应用而言，优选小于或等于5％。在一些实施方式中，第一尺寸范围的特征在于选自2nm至100nm的范围的尺寸，并且其中所述第二尺寸范围的特征在于基本上大于500nm的尺寸。在一些实施方式中，第一探针和所述第二探针是不同的。在一些实施方式中，第三探针不同于所述第一探针和所述第二探针中的每一个。“不同的”是指按照物理分离或基于探针类型(例如，探针操作所基于的基础)在物理上不同的探针。

在一些实施方式中，第一探针和第二探针中的每一个可以独立地选自：光散射探针，光侧向散射探针，高度平行光散射探针，近前向光散射探针，动态光散射探针，光衍射探针，激光衍射探针，激光散射探针，电阻探针，静电探针，磁探针，磁阻探针，压力探针，流量探针，声波探针，超声波探针，脉冲多普勒声波探针，结构化激光束探针，光遮蔽探针，干涉探针，雾化凝结颗粒计数器，库尔特计数器，基于电泳的颗粒计数器，光声探针，激光诱导击穿检测探针，电感耦合等离子体质谱(icp/ms)探针，及其任何组合。在包括第三探针的任何系统中，第三探针可以选自：光散射探针，光侧向散射探针，高度平行光散射探针，近前向光散射探针，动态光散射探针，光衍射探针，激光衍射探针，激光散射探针，电阻探针，静电探针，磁探针，磁阻探针，压力探针，流量探针，声波探针，超声波探针，脉冲多普勒声波探针，结构化激光束探针，光遮蔽探针，干涉探针，雾化凝结颗粒计数器，库尔特计数器，基于电泳的颗粒计数器，光声探针，激光诱导击穿检测探针，电感耦合等离子体质谱(icp/ms)探针，及其任何组合。

在一些实施方式中，第一探针具有选自从10³个颗粒/ml至10¹⁵个颗粒/ml的范围的浓度检测范围。任选地，第一探针具有选自从10⁹个颗粒/ml至10¹⁵个颗粒/ml的范围的浓度检测范围。在一些实施方式中，第一探针具有选自从10⁷个颗粒/ml至10¹⁵个颗粒/ml的范围的浓度检测范围。在一些实施方式中，第二探针具有选自0.01个颗粒/ml至10⁵个颗粒/ml的范围的浓度检测范围。任选地，第二探针具有选自0.1个颗粒/ml至10⁵个颗粒/ml、任选地1个颗粒/ml至10⁵个颗粒/ml、或任选地1个颗粒/ml至10²个颗粒/ml的范围的浓度检测范围。在一些实施方式中，第三探针具有选自10个颗粒/ml至10⁷个颗粒/ml的范围的浓度检测范围。在一些实施方式中，所述第一探针和所述第二探针独立地特征在于测量时间小于60分钟，小于10分钟，优选小于1分钟，并且对于一些应用更优选小于1秒。在一些实施方式中，所述第一探针和所述第二探针中的每一个独立地特征在于测量时间选自1微秒至60分钟，0.1秒至10分钟的范围，或者优选地对于某些应用，测量时间为0.1秒至1分钟。在一个实施方式中，“测量时间”是数据收集和/或数据报告事件的持续时间。在一些实施方式中，第一探针，第二探针和第三探针中的至少一个(如果存在)具有至少90％的准确度。

在一些实施方式中，第一探针和所述第二探针可以配置成同时确定所述第一参数集和所述第二参数集。在一些实施方式中，第一探针和所述第二探针可以配置成以任何顺序依次确定所述第一参数集和所述第二参数集。在一些实施方式中，系统配置成连续地监控所述第一参数集和所述第二参数集。连续地监控可以包括以选自1微秒到60分钟的范围的周期性时间间隔的离散的数据收集和/或数据报告事件。在一些实施方式中，系统包括配置成连续地接收所述液体样品的样品室。

本文公开的任何系统可以包括配置成离散地接收所述液体样品的样品室。本文公开的任何系统可包括样品室，所述样品室配置成用参考液体样品或空白液体样品冲洗。在本文公开的任何系统中，所述液体样品在所述系统中的流量可以是可变的。

在一些实施方式中，所述第一探针配置成测量所述液体样品的第一液体部分中的所述第一参数集，所述第一液体部分具有小于所述液体样品的体积的体积；其中所述第二探针配置成测量所述液体样品的第二液体部分中的所述第二参数集，所述第二液体部分具有小于所述液体样品的体积的体积。在一些实施方式中，所述第二液体部分的流量不同于(例如，大于)所述第一液体部分的流量。在一些实施方式中，所述系统包括具有所述第一液体部分的第一样品室和具有所述第二液体部分的第二样品室。

在一些实施方式中，系统包括样品室，该样品室具有选自1μl至1l，1μl至500ml，优选1μl至100ml，优选1μl至10ml，或优选1ml至10ml的体积。在一些实施方式中，液体样品具有选自1μl至500ml，优选1μl至100ml，优选1μl至10ml，或优选1ml至10ml的体积。

在一些实施方式中，液体样品可以特征在于选自0.1ml/min至1000ml/min范围的流量。在一些实施方式中，液体样品可以特征在于选自1ml/min至1000ml/min范围的流量。

在一些实施方式中，液体样品是浆料，胶体，分散体或悬浮液。在一些实施方式中，液体样品是浆料。在一些实施方式中，液体样品是化学机械平坦化(cmp)浆料。在一些实施方式中，液体样品是未稀释的化学机械平坦化(cmp)浆料。在一些实施方式中，液体样品是稀释的浆料，例如稀释的cmp浆料。在一个实施方式中，颗粒检测系统还包括浆料处理装置工具。在一个实施方式中，颗粒检测系统还包括浆料稀释工具。

在一些实施方式中，多个第一颗粒的特征在于选自1nm至200nm，任选地2nm至200nm，或任选地5nm至200nm的范围的尺寸特征，并且其中所述一个或多个第二颗粒的特征在于大于200nm且小于100μm的尺寸特征。

在一方面，一种用于表征液体样品的方法包括以下步骤：将所述液体样品进给到包括第一探针和第二探针的颗粒检测系统中；通过所述第一探针测量在所述液体样品中的第一参数集；其中所述第一参数集包括多个第一颗粒的第一尺寸分布和第一浓度，所述第一颗粒的特征在于选自第一尺寸范围的尺寸特征；通过所述第二探针测量在所述液体样品中的第二参数集；其中所述第二参数集包括一个或多个第二颗粒的第二尺寸分布和第二浓度，所述第二颗粒的特征在于选自第二尺寸范围的尺寸特征。在本文公开的方法的一些实施方式中，颗粒检测系统还包括第三探针；第三探针；其中所述方法还包括通过所述第三探针测量所述液体样品中的第三参数集的步骤；其中所述第三参数集包括多个第三颗粒的第三尺寸分布和第三浓度，所述第三颗粒的特征在于选自第三尺寸范围的尺寸特征。

在一些实施方式中，第一尺寸范围与第二尺寸范围不交叠。在一些实施方式中，第一尺寸范围与第二尺寸范围交叠。在一个实施方式中，第一尺寸范围和第二尺寸范围交叠；其中相对于第一尺寸范围或第二尺寸范围，第一尺寸范围和第二尺寸范围之间的交叠小于或等于50％，小于或等于20％，小于或等于10％，或者对于某些应用而言，优选小于或等于5％。在一个实施方式中，第一尺寸范围和第二尺寸范围交叠；其中相对于第一尺寸范围或第二尺寸范围中的较小者(较小的范围对应于具有最低数学结果的范围，该最低的数学结果对应于范围的最大值减去范围的最小值)，第一尺寸范围和第二尺寸范围之间的交叠小于或等于50％，小于或等于20％，小于或等于10％，或者对于某些应用而言，优选小于或等于5％。在一些实施方式中，第一尺寸范围的特征在于基本上小于或基本上等于200nm的尺寸。在一些实施方式中，第二尺寸范围的特征在于基本上大于200nm的尺寸。在一些实施方式中，第一尺寸范围、第二尺寸范围和第三尺寸范围彼此不交叠。在一些实施方式中，第三尺寸范围与第一尺寸范围或第二尺寸范围不交叠。在一些实施方式中，第一尺寸范围与第二尺寸范围不交叠，并且第三尺寸范围与第一尺寸范围和第二尺寸范围中的至少一个交叠。在一些实施方式中，第一尺寸范围、第二尺寸范围和第三尺寸范围中的至少两个交叠。在一个实施方式中，第一尺寸范围、第二尺寸范围和第三尺寸范围中的至少两个交叠；其中相对于第一尺寸范围、第二尺寸范围或第三尺寸范围，第一尺寸范围和第二尺寸范围之间的交叠小于或等于50％，小于或等于20％，小于或等于10％，或者对于某些应用而言，优选小于或等于5％。在一个实施方式中，第一尺寸范围、第二尺寸范围和第三尺寸范围中的至少两个交叠。在一个实施方式中，第一尺寸范围、第二尺寸范围和第三尺寸范围中的至少两个交叠；其中相对于第一尺寸范围、第二尺寸范围和第三尺寸范围中的最小者(最小范围对应于具有最低数学结果最低的范围，该最低数学结果对应于范围的最大值减去范围的最小值)，第一尺寸范围和第二尺寸范围之间的交叠小于或等于50％，小于或等于20％，小于或等于10％，或者对于某些应用而言，优选小于或等于5％。在一些实施方式中，第一尺寸范围的特征在于选自2nm至100nm的范围的尺寸，并且其中所述第二尺寸范围的特征在于基本上大于500nm的尺寸。在一些实施方式中，第一探针和所述第二探针是不同的。在一些实施方式中，第三探针不同于所述第一探针和所述第二探针中的每一个。

在本文公开的任何方法中，第一探针和第二探针中的每一个可以独立地选自：光散射探针，光侧向散射探针，高度平行光散射探针，近前向光散射探针，动态光散射探针，光衍射探针，激光衍射探针，激光散射探针，电阻探针，静电探针，磁探针，磁阻探针，压力探针，流量探针，声波探针，超声波探针，脉冲多普勒声波探针，结构化激光束探针，光遮蔽探针，干涉探针，雾化凝结颗粒计数器，库尔特计数器，基于电泳的颗粒计数器，光声探针，激光诱导击穿检测探针，电感耦合等离子体质谱(icp/ms)探针，及其任何组合。根据本文公开的方法的一些实施方式，其中所述颗粒检测系统包括第三探针，所述第三探针可以选自：光散射探针，光侧向散射探针，高度平行光散射探针，近前向光散射探针，动态光散射探针，光衍射探针，激光衍射探针，激光散射探针，电阻探针，静电探针，磁探针，磁阻探针，压力探针，流量探针，声波探针，超声波探针，脉冲多普勒声波探针，结构化激光束探针，光遮蔽探针，干涉探针，雾化凝结颗粒计数器，库尔特计数器，基于电泳的颗粒计数器，光声探针，激光诱导击穿检测探针，电感耦合等离子体质谱(icp/ms)探针，及其任何组合。

在一些实施方式中，第一探针和所述第二探针是不同的。在一些实施方式中，第一探针具有选自从10³个颗粒/ml至10¹⁵个颗粒/ml的范围的浓度检测范围。任选地，第一探针具有选自从10⁹个颗粒/ml至10¹⁵个颗粒/ml的范围的浓度检测范围。在一些实施方式中，第一探针具有选自从10⁷个颗粒/ml至10¹⁵个颗粒/ml的范围的浓度检测范围。在一些实施方式中，所述第二探针具有选自0.01个颗粒/ml至10⁵个颗粒/ml的范围的浓度检测范围。任选地，第二探针具有选自0.1个颗粒/ml至10⁵个颗粒/ml、任选地1个颗粒/ml至10⁵个颗粒/ml、或任选地1个颗粒/ml至10²个颗粒/ml的范围的浓度检测范围。

在一些实施方式中，每个测量步骤独立地特征在于小于60分钟，小于10分钟，优选小于1分钟，并且对于一些应用更优选小于1秒的测量时间。在一些实施方式中，每个测量步骤独立地特征在于选自1微秒至60分钟，任选地0.1秒至1分钟范围的测量时间。在一个实施方式中，“测量时间”是数据收集和/或数据报告事件的持续时间。

在一些实施方式中，进给步骤连续地执行。在一些实施方式中，进给步骤是离散地执行。在一些实施方式中，测量步骤连续地执行。在一个实施方式中，连续地执行测量步骤包括以选自1微秒至60分钟的范围的周期性时间间隔的离散的数据收集和/或数据报告事件。在一些实施方式中，测量步骤离散地执行。在一些实施方式中，测量步骤同时执行。在一些实施方式中，测量步骤以任何顺序依次执行。

在一些实施方式中，该方法还包括改变所述系统的样品室中的所述液体样品的流量的步骤。在一些实施方式中，进给步骤包括用参考液体样品或空白液体样品冲洗所述系统的样品室。在本文公开的方法的一个实施方式中，该方法还包括制备液体样品的步骤，其中制备步骤包括稀释浆料，使得液体样品是稀释的浆料。

在一些实施方式中，该方法还包括将所述液体样品分成第一液体部分和第二液体部分的步骤。在一些实施方式中，对所述第一液体部分执行测量所述第一参数集的步骤，以及对所述第二液体部分执行测量所述第二参数集的步骤。在一些实施方式中，进给步骤包括分别独立于所述第二液体部分或所述第一液体部分而改变所述第一液体部分或所述第二液体部分的流量。在一些实施方式中，所述第二液体部分的流量不同于(例如，大于)所述第一液体部分的流量。

本文公开的任何方法可以包括本文公开的任何系统的任何一个或多个实施方式。本文公开的任何系统可以包括本文公开的方法的任何一个或多个实施方式。

在不希望受任何特定理论约束的情况下，本文中可能存在对与本文所公开的装置和方法有关的基本上原理的观念或理解的讨论。可以看出，不管任何机械解释或假设的最终正确性如何，本发明的实施方式仍然可以是有效的和有用的。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施方式的颗粒检测系统和相关部件的示意图。

图2是根据本发明的示例性实施方式的颗粒检测系统和相关部件的示意图。在该实施方式中，第一探针分析第一液体部分(fraction)，第二探针分析第二液体部分。

图3是示出模拟示例性浆料的颗粒浓度(#/ml)与颗粒尺寸(nm)的图。该插图示出了100nm至100μm范围内的颗粒浓度的视图。

图4a-图4c示出了用于表征液体样品的方法的示例性实施方式的流程图。

图5a-图5b示出了用于表征液体样品的方法的示例性实施方式的流程图。

具体实施方式

通常，本文中使用的术语和短语具有其本领域公认的含义，其可以通过参考本领域技术人员已知的标准文本、期刊文献和上下文来找到。提供以下定义用以阐明它们在本发明的上下文中的特定用途。

术语“样品室”是指包括样品(例如流体样品)的至少部分封闭的体积。流体样品可以是静态的或动态的(例如，流动或旋转)。样品室可以是但不限于比色皿或流动池。

“流动方向”是指与当流体流动时与流体块体运动的方向平行的轴线。对于流经导管(例如，管道或管)的流体，流动方向平行于流体块体的流动路径。流动方向的识别可以描述大体的流动路径(例如，在两个端点之间)，而不排除流动方向的局部变化。对于流经笔直流动池的流体，流动方向平行于流体块体所经过的路径。对于流经弯曲流动池的流体，流动方向可视为与流体块体所经过的路径相切。

“光学连通”是指以允许光或电磁辐射在部件之间传递的方式布置的部件。

“光源”是指能够将电磁辐射传递到样品的装置或装置部件。该术语不限于可见辐射(例如，可见光束)，而是在广义上用于包括任何电磁辐射。光源可以体现为激光器或激光器阵列，例如二极管激光器、二极管激光器阵列、二极管激光器泵浦的固态激光器、led、led阵列、气相激光器、固态激光器或其组合。

术语“电磁辐射”和“光”在本说明书中同义地使用，并且是指电场波和磁场波。可用于本发明方法的电磁辐射包括但不限于紫外光、可见光、红外光或波长在约100纳米(nm)至约15微米(μm)之间的这些光的任何组合。

如本文所用的术语“浆料”是指具有分散和/或悬浮在其中的固体颗粒的液体。

关于流体中的固体颗粒的术语“悬浮”是指流体中的固体颗粒的悬浮液或混合物，其中固体颗粒在热力学上有利于从流体溶液中沉淀或沉积出。悬浮液可看似是均匀的，特别是在搅拌后(即，宏观上均匀地分布在流体中的固体颗粒)。悬浮液通常在显微镜下是异质的。在一个实施方式中，悬浮液中的固体颗粒具有对应于一微米或更大的尺寸特征(例如，直径)，包括高达1cm，及其任何子范围。悬浮液的固体颗粒可由人眼看见。悬浮液中的固体颗粒可看似均匀混合，特别是在搅拌后，但是会经历沉降。固体颗粒可以在短时间内(例如，小于一分钟)或在动力学上无限地(即，与热力学相反)保持悬浮在溶液中。如本文所用，悬浮在流体中的固体颗粒可以指的是完全沉降的颗粒(例如，沉降到具有高粘性液体(例如糖浆，其阻碍颗粒的移动)的容器的底部的铅丸颗粒)。根据需要，可以在容器中定位物理屏障，以将颗粒限制在特定位置，特别是对于颗粒另外可容易地穿过的流体。

关于流体中的固体颗粒的术语“分散”是指固体颗粒在流体中的分散体或微观上均质或均匀的混合物。与悬浮液相似，分散体在热力学上可通过沉降而偏析，但在动力学上减缓或阻止了沉降。如本文所用，分散体是其中具有固体颗粒的微观均质混合物。分散体的一个实例是胶体。

术语“颗粒”或“微粒”是指可以分散和/或悬浮在流体中的小的固体物体。例如，浆料包括分散和/或悬浮在其中的颗粒。术语“颗粒”和“微粒”可以互换使用。在一些实施方式中，术语“颗粒”是指单独的初级颗粒。在一些实施方式中，术语“颗粒”是指单独的初级颗粒，单独的聚集体或单独的附聚物。聚集体和附聚物可被称为次级颗粒，因为它们包含初级颗粒。附聚物包含至少一种初级颗粒和/或至少一种聚集体。在一个实施方式中，附聚物的特征在于总的比表面积，其基本上等于构成该附聚物的每个颗粒和/或聚集体的比表面积的和。例如，附聚物的初级颗粒和/或聚集体可以通过粘附或其他弱的物理相互作用而保持在一起。在一个实施方式中，聚集体的特征在于总的比表面积，其基本上小于构成该聚集体的每个单独的初级颗粒的比表面积的和。在一个实例中，聚集体是彼此烧结的多个初级颗粒。颗粒可包括这样的材料：该材料包括但不限于金属、金属合金、陶瓷(例如，金属氧化物)、半导体、碳或这些材料的任何组合。颗粒可以有意或无意地添加到液体中。无意添加的颗粒可能是污染的结果或者不希望的副反应的结果。颗粒可以是通过摩擦作用产生的任何材料，例如，当两个表面机械接触且存在机械运动时。作为附聚物和/或聚集体的颗粒包括但不限于灰尘、污垢、烟、灰、水、烟灰、金属、矿物或这些或其他材料或污染物的任何组合。颗粒也可以是生物颗粒，例如病毒、孢子和微生物，该微生物包括细菌、真菌、古细菌、原生生物、其他单细胞微生物以及具体地尺寸为约1-15μm的那些微生物。在一个实施方式中，颗粒可以吸收和/或散射光，使得其可以由光学颗粒计数器检测到。在一个实施方式中，“颗粒”旨在排除载液的单独的原子或分子，例如水分子、过程化学分子、氧分子、氦原子、氮分子等。

术语“尺寸特征”是指与尺寸属性直接或间接相关的颗粒的性能或性能的集合。根据一些实施方式，尺寸特征对应于被检测的颗粒的根据经验得出的尺寸特征，例如基于来自由本文公开的任何探针或能够检测颗粒的其他领域的已知探针的数据、由该数据确定或者对应于该数据的尺寸特征，(例如，与球形颗粒相对应的尺寸特征，该球形颗粒表现出与被检测的颗粒相似或基本上相同的特性，例如空气动力学特性、流体动力学特性、光学特性和/或电学特性)。根据一些实施方式，尺寸特征对应于物理尺寸，例如，横截面尺寸(例如，长度、宽度、厚度、直径)。

术语“探针”是指：能够检测悬浮和/或分散在流体中的颗粒的系统，能够确定悬浮和/或分散在流体中的颗粒的尺寸的系统，能够对悬浮和/或分散在流体中的颗粒计数的系统，能够对悬浮和/或分散在流体中的颗粒分类的系统，或这些系统的任何组合。示例性的探针包括但不限于光散射探针、光侧向散射探针、高度平行光散射探针、近前向光散射探针、动态光散射探针、光衍射探针、激光衍射探针、激光散射探针、电阻探针、静电探针、磁探针、磁阻探针、压力探针、流量探针、声波探针、超声波探针、脉冲多普勒声波探针、结构化激光束探针、光遮蔽探针、干涉探针、雾化凝结颗粒计数器、库尔特计数器、基于电泳的颗粒计数器、光声探针、激光诱导击穿检测探针、电感耦合等离子体质谱(icp/ms)探针，及这些探针的任何组合。

示例性探针是光学颗粒计数器，其由多个部件组成，例如用于生成电磁辐射束的源，用于将光束引导到流体样品流动所处的区域的光学器件，例如，流经流动池的液体或气体。通常的光学液体颗粒计数器还包括光电检测器(例如二维光学检测器)，以及用于检测由穿过光束的颗粒遮蔽、散射或发射的电磁辐射的收集光学器件，以及用于处理并分析由光电检测器产生的电信号的其他电子器件，其包括电流-电压转换器以及信号滤波和放大电子器件。

“凝结颗粒计数器”和“凝结核计数器”在本文中同义地使用，并且是指具有颗粒计数器(如本文所定义)和凝结系统的系统或装置，该凝结系统其用于通过凝结颗粒表面上的凝结物由颗粒计数器扩大所感知到的颗粒体积。在一些实施方式中，颗粒计数器和凝结系统被组合成单一的系统或单元，并且在某些情况下，它们包括两个或更多个单元或装置。在一个实施方式中，例如，颗粒计数器是光学颗粒计数器，并且包含在单一的装置中的凝结系统。

术语“浓度检测范围”是指通过探针可检测的浓度值的范围。在一个实施方式中，浓度检测范围的低端点对应于基本上小于或基本上等于1的信噪比。在一个实施方式中，浓度检测范围的高端点对应于当两个颗粒被计数为一个颗粒(例如，两个颗粒同时穿过光学探针的光束)的概率大于5％，优选地对于某些应用是大于10％，以及更优选对于某些应用是大于20％时。

“流体连通”是指两个或更多个物体的布置，使得流体可以输送到另一物体、输送经过另一物体、输送通过到另一物体或从一个物体输送到另一物体。例如，在一些实施方式中，如果直接在两个物体之间提供流体流动路径，则两个物体彼此流体连通。在一些实施方式中，如果在两个物体之间间接地提供流体流动路径(例如通过在两个物体之间包括一个或多个其他物体或流动路径)，则两个物体彼此流体连通。在一个实施方式中，除非来自第一物体的流体(例如，沿着流动路径)被吸引到、经过和/或通过第二物体，否则存在于流体主体中的两个物体不必彼此流体连通。

“光学连通”是指以允许光在部件之间传递的方式布置的部件。

术语“流量(flowrate)”和“流量(flowrate)”可以互换使用，并且是指流动经过指定点或流动通过指定区域(例如通过颗粒撞击器的入口孔或流体出口)的流体量。在一个实施方式中，流量是指质量流量，即，流动经过指定点或流动通过指定区域的流体的质量。在一个实施方式中，流量是体积流量，即，流动经过指定点或流动通过指定区域的流体的体积。可以通过本领域中已知的任何装置(其包括流体地整合到本文描述的任何装置或方法中的流量控制器、泵、真空源、阀、螺线管等)控制流量。

术语“表征”是指检测、识别、感测、测量和/或确定与分散和/或悬浮在液体中的颗粒相对应的信息。在一些实施方式中，表征是指确定颗粒或一类颗粒(例如，小或大)的尺寸分布和浓度。如本文所用，术语“确定”包括测量。

在一个实施方式中，术语“测量时间”是指探针完成与液体中的颗粒或一类颗粒相对应的参数集的一次测量所花费的时间。在一个实施方式中，“测量时间”是数据收集和/或数据报告事件的持续时间。

术语“基本上”是指在20％以内、在10％以内、在5％以内、在1％以内或等效于参考特性的特性。当与描述特性或条件的参考值一起使用时，术语“基本上相等”、“基本上等效”或“基本上不变”是指在20％以内，10％以内，任选地在5％以内，任选地在1％之内，任选地在0.1％之内的值，或者对于某些应用而言，优选等于所提供的参考值。例如，如果颗粒的尺寸在20％以内，10％以内，任选地在5％以内，任选地在1％以内或任选地等于10nm，则颗粒尺寸基本上等于10nm。当与描述特性或条件的参考值一起使用时，术语“基本上更大”是指比提供的参考值大至少2％，任选地至少5％，任选地至少10％或任选地至少20％的值。当与描述特性或条件的参考值一起使用时，术语“基本上更小”是指比提供的参考值小至少2％，任选地至少5％，任选地至少10％或任选地至少20％的值。

在下面的描述中，阐述了本发明的装置，装置部件和方法的许多具体细节，以便提供对本发明的精确性能的透彻解释。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。

各种常规技术可适合于浆料表征的有限范围。图3是在浆料中模拟颗粒分布的颗粒浓度(#/ml)相对于颗粒尺寸(nm)的图，其中嵌入图示出相同的数据，但为清楚起见，已调整浓度(y轴)和尺寸(x-轴)比例。所示的分布表明，浆料可具有高浓度的较小颗粒和较低浓度的较大颗粒。这示出了与表征这种浆料相关的技术挑战。常规地，配置成表征高浓度的小颗粒的系统或方法缺乏表征大颗粒分布的必要能力。同样，常规地，配置成表征低浓度的大颗粒的系统或方法可能对具有较小尺寸特征(例如直径)的颗粒不敏感和/或由于未稀释的高浓度小颗粒所造成的检测系统的过饱和而需要稀释。例如，如上所述，某些常规方法需要在测量之前对液体样品进行异位处理，例如稀释。这样的方法可导致与液体样品的误处理或操纵有关的人为产物(例如ph冲击、团聚、外来颗粒以及颗粒在样品容器上的沉淀)，从而导致尺寸分布和浓度的不准确测量。一些方法仅关注表示尺寸大于200nm，或更常见的是大于500nm的大颗粒的颗粒分布的尾部，但无法表征较高比例的较小颗粒的尺寸分布和/或浓度。后者的实例包括与稀释结合的pmsparticlesizingsystems和vantageslurryscope^tm。其他常规方法近似于较宽的颗粒尺寸分布范围，但是无法提供单独的颗粒测量值，并且在识别多峰的颗粒尺寸分布时可能不准确。具有后面问题的产品包括某些动态光散射系统。还有其他常规方法利用凝结颗粒计数器(cpc)，并且需要雾化、干燥并被送入通过包括cpc的移动颗粒分析仪的极小体积的样品。涉及的极小体积使实时测量成为问题，并掩盖了初始浆料中以低浓度存在的较大颗粒的存在。

本文公开了解决与浆料(包括cmp浆料)的表征相关的挑战的系统和方法。本文所公开的系统和方法提供了浆料中颗粒尺寸分布和浓度的全部范围的精确表征，其包括那些小颗粒(例如，对应于小于或等于200nm，并且任选地小至1nm的尺寸特征，例如直径)和那些大颗粒(例如，对应于大于200nm，并且任选地高达200μm的尺寸特征，例如直径)的表征。本文公开的系统和方法可以提供浆料的实时、原位和/或连续表征。例如，这些系统和方法中的某些不需要稀释或其他异位操纵。然而，在一些实施方式中，这些系统和方法可以与稀释或其他异位操纵兼容。

为了适当地控制cmp工艺并且最小化缺陷，一种计量学解决方案能够准确地表征小浓度的影响产量的大颗粒(例如，对应于大于200nm的尺寸特征，例如直径)，同时提供块体浆料磨料的浓度和颗粒分布(例如，对应于5nm至200nm的尺寸特征，例如直径)的实时测量对于工业(特别是半导体电子工业)是重要的。每ml10⁰至10¹的单独的颗粒，或者在某些应用中优选每ml10⁰至10²的颗粒浓度检测范围用于大颗粒，同时，每ml10⁹至10¹⁵的浓度检测范围用于主磨料颗粒浓度。当前尚不知道能够提供结合所需的浓度检测范围的这种动态范围的尺寸灵敏度的单一技术。

本文提供了具有多个探针的组合优点的系统和方法，其允许在单一的实时技术中确定较大的颗粒浓度和分布以及确定块体磨料颗粒的浓度和分布。

例如，本文公开的系统和方法包括第一探针和第二探针，每个探针独立地选自由以下项组成的组：光散射探针、光侧向散射探针、高度平行光散射探针、近前向光散射探针、动态光散射探针，光衍射探针、激光衍射探针、激光散射探针、电阻探针、静电探针、磁探针、磁阻探针、压力探针、流量探针、声波探针、超声波探针、脉冲多普勒声波探针、结构化激光束探针、光遮蔽探针、干涉探针、雾化凝结颗粒计数器、库尔特计数器、基于电泳的颗粒计数器、光声探针、激光诱导击穿检测探针、电感耦合等离子体质谱(icp/ms)探针，及其任何组合。

例如，第一探针可以配置成确定表征颗粒分布的子集的多个参数，诸如对应于特定尺寸范围的小颗粒的浓度和尺寸分布；并且，例如，第二探针可以配置成确定表征颗粒分布的子集的多个参数，诸如对应于特定尺寸范围的大颗粒的浓度和尺寸分布。

例如，用于测量浆料(例如，cmp浆料)中的高浓度小颗粒的第一探针包括以下系统或技术中的一者：光散射(例如，侧向散射器和高度平行方法)；基于电子或电阻率的测量；基于静电的测量；结构化的激光束颗粒感测；干涉表征；超声波或声波技术(例如，脉冲多普勒技术)；雾化凝结颗粒计数器(cpc)；动态光散射(dls)；光声检测；激光诱导击穿检测；电感耦合等离子体质谱(icp/ms)；或这些的任何组合。

例如，用于测量浆料(例如，cmp浆料)中的低浓度大颗粒的第二探针包括以下系统或技术中的一者：光遮蔽；近前光向散射；遮蔽和散射的组合；结构化的激光束颗粒感测；超声波或声波技术；干涉表征；基于电子或电阻率的测量；基于静电的测量；光声检测；激光诱导击穿检测；电感耦合等离子体质谱(icp/ms)；或这些的组合。第一和第二探针可以根据感兴趣的应用(例如颗粒性能)而独立地选择。因此，探针可以是不同的或可以是相同的，其中每个探针配置成检测期望的颗粒参数。

图1是根据某些实施方式的对应于示例性颗粒检测系统100的示意图。在图1中还示出了可以与颗粒检测系统100相关联或连接到颗粒检测系统100的附加元件。在一些实施方式中，颗粒检测系统100包括：一个或多个泵(例如，泵102(i)和/或泵102(ii))、样品室106、第一探针110和第二探针120。部件可以经由一个或多个流体导管(例如，流体导管101(i)，101(ii)，101(iii)和101(iv))与另一部件流体连通。在一些实施方式中，颗粒检测系统100还包括控制器130。控制器130可以包括：处理器、模数信号转换器、存储器(易失性和/或非易失性计算机可读存储介质)、存储在存储器中的机器可读指令、输入装置(例如，键盘和鼠标)、配置成与第一探针和第二探针双向通信的电子器件和/或显示器。控制器130可以经由电导管103(i)与第一探针110电通信连接，并且可以经由电导管130(ii)与第二探针120电通信。在一些实施方式中，颗粒检测系统100包括泵102(i)。颗粒检测系统100可包括泵102(i)、泵102(ii)或泵102(i)和102(ii)这两者，其用于将来自浆料源002的浆料引导通过样品室106，并从样品室106引出。在一些实施方式中，颗粒检测系统100包括流体导管101(i)，其用于将浆料源002可操作地连接到颗粒检测系统100。在一些实施方式中，颗粒检测系统100包括浆料源002。在图1中，经由流动方向箭头006指示浆料流动方向。

颗粒检测系统100还可包括凝结系统(未示出)，该凝结系统用于通过探针经由在颗粒表面上凝结凝结物来增大颗粒的感知体积。

在颗粒检测系统100的说明性实施方式中，流体导管101(i)可操作地连接到浆料源002。例如，浆料源002可以是cmp工艺设置的一部分。颗粒检测系统100提取或重定向浆料004的液体样品008。泵102(i)与导管101(i)和101(ii)流体连通，并且迫使浆料004的液体样品008从浆料源002流动到样品室106。颗粒检测系统100包括第一探针110，该第一探针110配置成确定液体样品008中的多个第一颗粒的第一参数集。该参数集可包括尺寸分布和浓度，使得第一探针110配置成确定样品008中的多个第一颗粒的颗粒尺寸分布和样品008中的多个第一颗粒的浓度。颗粒检测系统100还包括第二探针120，该第二探针120配置成确定液体样品008中的一个或多个第二颗粒的第二参数集。例如，第二探针120配置成确定样品008中的一个或多个第二颗粒的颗粒尺寸分布以及样品008中的一个或多个第二颗粒的浓度。例如，第一颗粒是具有对应于小于或等于200nm的尺寸特征(例如，直径)的颗粒。例如，第二颗粒是具有对应于大于200nm的尺寸特征(例如，直径)的颗粒。第一探针110和第二探针120与控制器130电通信。控制器130可以在颗粒检测系统100的外部，或者控制器130的至少一部分(例如，模数信号转换器)可以被包括在颗粒检测系统100中。液体样品008经由流体导管(例如，导管101(iii)和/或101(iv))从室106流出。任选地，泵102(ii)迫使样品008从样品室106到处理组件010。处理组件010可以是用于表征后丢弃样品008的废物收集器。替代地，处理组件010可以包括附加的表征或处理系统。在一些实施方式中，样品008经由处理组件010直接或间接地再循环到浆料源002中。在一些实施方式中，处理组件010是浆料处理工具。

颗粒检测系统100可以例如经由泵(例如，泵102(i)和/或102(ii))可控地改变通过样品室106的样品008的流量。可以在表征样品008期间动态地改变流量。例如，可以增大流量以提高对应于第二颗粒的颗粒尺寸分布和浓度测量值的范围和/或精度，或者可以减小流量以提高对应于第一颗粒的颗粒尺寸分布和浓度测量值的检测范围和/或精度。在一些实施方式中，颗粒检测系统100可以配置成用于批量测量，使得样品室106离散地而非连续地接收样品008。

在一些实施方式中，可以用参考和/或空白液体样品冲洗样品室106。例如，用来自液体源140的参考液体或空白液体经由流体导管101(viii)冲洗样品室106。参考液体是指具有已知颗粒尺寸分布和已知颗粒浓度的液体。空白液体是指基本上没有颗粒的液体。冲洗样品室106可以提供清洁样品室106并使颗粒在样品室106或其他元件的内壁上的沉淀最小化的方式。用参考样品冲洗样品室106可提供校准或验证两个探针中的任一个或两个的校准状态的方式。

第一探针110和第二探针120中的每一个可独立地包括提供相应的探针表征如上文所述液体样品的能力的元件。例如，在基于电磁辐射的探针(例如，光遮蔽，结构化激光束，光学散射等)的情况下，探针可以包括光源，光学组件(例如，折射仪或光束成形光学组件)，收集透射、散射和/或发射的电磁辐射的光学收集系统，和检测系统。第一探针110和第二探针120中的每一个或其元件分别以提供对液体样品006的预期表征而不会负面影响另一探针的功能的方式可操作地连接至样品室106或与样品室106相关联。第一探针110和第二探针120可以共用能量源(例如，光源)，但是具有不同的检测和/或信号处理元件。第一探针110和第二探针120可以具有不同的能量源，但是共用检测和/或信号处理元件。

图2是颗粒检测系统200的示意图。颗粒检测系统200包括第一样品室106(i)和第二样品室106(ii)。液体样品008分成第一液体部分008(i)和第二液体部分008(ii)。颗粒检测系统200配置成将第一液体部分008(i)进给到第一样品室106(i)中并且将第二液体部分008(ii)进给到第二样品室106(ii)中。第一探针110配置成表征第一样品室106(i)中的第一液体部分008(i)。第二探针120配置成表征第二样品室106(ii)中的第二液体部分008(ii)。颗粒检测系统200可以独立地改变第一液体部分008(i)和第二液体部分008(ii)中的每一个的流量。例如，第二液体部分008(ii)通过第二样品室106(ii)的流量可以大于第一液体部分008(i)通过第一样品室106(i)的流量。改变两个不同液体部分的流量可用于例如通过增大相应流量来提高第二颗粒分布和浓度的表征的检测范围和/或精度，从而增大检测到的颗粒计数。可以通过控制一个或多个泵102(i)至102(iv)和/或通过各种流量控制元件(例如阀、开关和/或流量控制器)来实现流量的变化。同时，可以通过根据相应探针的检测灵敏度而较小相应的流量(例如，减少颗粒计数以避免使检测系统饱和)来提高第一颗粒分布和浓度的表征的检测范围和/或精度。

本文公开的颗粒检测系统可以具有与上文所描述的颗粒检测系统100和200相对应的特征和元件的任何组合。

图4a-图4c示出了用于表征液体样品的方法400的示例性实施方式。图4a是方法400(i)的流程图。方法400(i)包括步骤402，其中将液体样品进给到包括第一探针和第二探针的系统中。包括第一探针和第二探针的系统是颗粒检测系统(例如颗粒检测系统100)，并且探针可以是第一探针110和第二探针120。例如，液体样品是进给到样品室106中的液体样品008。在步骤404中，通过第一探针测量液体样品中的第一参数集。第一参数集是例如液体样品中的多个第一颗粒的第一尺寸分布和第一浓度。在步骤406中，通过第二探针测量液体样品中的第二参数集。第二参数集是例如液体样品中的一个或多个第二颗粒的第二尺寸分布和第二浓度。可以同时或以任何顺序按顺序执行步骤404和406。如果例如第一探针的功能会负面地影响由第二探针执行的测量，则可以按顺序执行步骤404和406。通常，同时执行步骤404和406。例如，通过第一探针和/或第二探针的单一测量可以在1分钟内，任选地在1秒内，以及任选地在0.5秒内完成。对应于步骤404或步骤406中的每一个的每个测量产生可以由控制器130转换为数据集的数据信号(例如，数据模拟信号)。步骤404和406中的每一个可以独立地重复，例如以优化测量检测范围和/或精度以及信噪比。可以(例如，通过控制器，例如，控制器130)分别处理来自各探针的任何数量的重复测量的数据，以产生单个数据集。例如，步骤404在1秒内完成并重复10次，以便经由处理与步骤404的10次测量相对应的数据(例如，经由对步骤404的10次重复的10个数据集进行平均)来提高信噪比。图4b是用于表征液体样品的方法400(ii)的流程图。

方法400(ii)包括方法400(i)，并且还包括步骤408。在步骤408中，改变通过样品室(例如，样品室106)的液体样品(例如，样品008)的流量。步骤408可以重复一次以上。例如，液体样品的流量可以增大，然后减小，然后再次增大。例如，可以改变流量以优化第一探针和/或第二探针的测量值的检测范围和/或精度和信噪比。如果执行一次以上，则可以以任何时间间隔(例如，1秒或更短，任选地1分钟或更短，任选地10分钟或更短的时间间隔)执行步骤408的重复。如所期望的，该系统和方法可以并入如虚线所指示的反馈控制。例如，至少部分地基于由测量步骤404和/或406产生的数据来任选地控制流量。例如，如果测量少量的颗粒，则可以增大流量，并且对应地，如果测量相应大量的颗粒，则可减小流量。反馈可以自动地实施或手动地实施。

方法400(iii)包括方法400(ii)，并且还包括步骤410。在步骤410中，用参考液体样品或空白液体样品冲洗样品室。在方法400(iii)的正常操作周期期间，可以执行步骤410至少一次。例如，作为系统启动期间的初始校准或作为定期计划的系统维护或校准过程，样品室106可以用参考液体冲洗。步骤404和/或406可以与步骤410同时执行。例如，可以通过第一和第二探针来测量参考液体中的颗粒尺寸分布和浓度。在另一个实施方式中，用空白液体冲洗样品室106。例如，作为系统启动和/或系统关闭过程的一部分，可以冲洗样品室，以清洁样品室或最小化其上的颗粒沉淀。在步骤400(iii)的操作期间，可以间歇地执行步骤410。

图5a和图5b示出了用于表征液体样品的方法500的示例性实施方式。图5a是方法500(i)的流程图。方法500(i)包括步骤501，其中将液体样品分成第一液体部分和第二液体部分。液体样品可以是液体或浆料(例如浆料004)的样品。方法500(i)还包括步骤502，其中将第一液体部分和第二液体部分分别进给到包括第一探针和第二探针的系统的第一样品室和第二样品室中。第一液体部分可以是第一液体部分008(i)，第二液体部分可以是第二液体部分008(ii)，该系统可以是颗粒检测系统200，第一探针可以是第一探针110，并且第二探针可以是第二探针120。在步骤504中，通过第一探针测量第一液体部分中的第一参数集。第一参数集是例如液体样品中的多个第一颗粒的第一尺寸分布和第一浓度。在步骤506中，通过第二探针测量第二液体部分中的第二参数集。第二参数集是例如液体样品中的一个或多个第二颗粒的第二尺寸分布和第二浓度。可以同时或以任何顺序按顺序执行步骤504和506。通常，同时执行步骤504和506。例如，通过第一探针和/或通过第二探针的单个测量可以在1分钟内，任选地在1秒内，以及任选地在0.5秒内完成。对应于步骤504或步骤506中的每一个的每个测量产生可以由控制器130转换成数据集的数据信号(例如，数据模拟信号)。步骤504和506中的每一个可以独立地重复，例如以优化测量检测范围和/或精度以及信噪比。可以(例如通过控制器，例如，控制器130)分别处理来自针对每个探针的任何数量的重复测量的数据，以产生单个数据集。例如，步骤504在1秒内完成并重复10次，以便经由处理对应于步骤504的10次测量的数据(例如，经由对来自步骤504的10次重复的10个数据集进行平均)来提高信噪比。方法500(i)任选地还包括步骤508，其中，第一液体部分和/或第二液体部分的流量独立于第一液体部分或第二液体部分中的另一个而改变。例如，第二液体部分的流量可以独立于第一液体部分的流量而增大。步骤508可以重复一次以上。例如，第二液体部分的流量可以增大，然后减少，然后再次增大。例如，可以更改流量以优化第一探针和/或第二探针的测量值的检测范围和/或精度和信噪比。如果步骤508重复执行一次以上，则步骤508的重复可以任何时间间隔(例如1秒或更短，任选地1分钟或更短，以及任选地10分钟或更短的时间间隔)执行。如所期望的，该系统和方法可以并入如虚线所指示的反馈控制。例如，至少部分地基于由测量步骤504和/或506产生的数据来任选地控制流量。例如，如果测量少量的颗粒，则可以增大流量，并且相应地，如果测量大量的颗粒，则可减小流量。反馈可以自动地实施或手动地实施。

图5b是用于表征液体样品的方法500(ii)的流程图。方法500(ii)包括方法500(i)，并且还包括步骤510。在步骤510中，用参考液体或空白液体冲洗第一样品室和/或第二样品室。在方法500(ii)的正常操作循环期间，步骤510可以执行至少一次。例如，作为系统启动期间的初始校准或作为定期计划的系统维护或校准过程，可以用参考液体冲洗样品室106(i)和106(ii)。步骤504和/或506可以与步骤510同时执行。在另一个实施方式中，用空白液体冲洗样品室106(i)和106(ii)。在步骤400(ii)的操作期间，可以间歇地执行步骤510。

本文公开的用于表征液体样品的方法可以具有方法400(i)，400(ii)，400(iii)，500(i)和500(ii)以及系统100和200的步骤或实施方式的任何组合。

通过以下非限制性实施方式可以进一步理解本发明。

实施例1：在示例性实施例中，颗粒检测系统包括第一探针，该第一探针是被配置或优化用于确定液体样品中的多个小颗粒的浓度和/或尺寸分布的光散射探针。小颗粒的检测的优化可以包括使液体样品具有低流量。例如，小颗粒的特征在于小于或等于200nm的尺寸特征。该示例性实施例的颗粒检测系统包括第二探针，该第二探针是被配置或优化用于确定液体样品中的一种或多种大颗粒的浓度和/或尺寸分布的光散射探针。用于检测大颗粒的第二探针的优化可以包括使液体样品具有高流量。例如，大颗粒的特征在于大于200nm的尺寸特征。

实施例2：在示例性实施例中，颗粒检测系统包括第一探针，该第一探针是被配置或优化用于确定液体样品中多个小颗粒的浓度和/或尺寸分布的超声波探针。小颗粒的检测的优化可以包括使液体样品具有低流量。例如，小颗粒的特征在于小于或等于200nm的尺寸特征。该示例性实施例的颗粒检测系统包括第二探针，该第二探针是被配置或优化用于确定液体样品中的一种或多种大颗粒的浓度和/或尺寸分布的光散射探针。用于检测大颗粒的第二探针的优化可以包括使液体样品具有高流量。例如，大颗粒的特征在于大于200nm的尺寸特征。

实施例3：在示例性实施例中，颗粒检测系统包括第一探针，该第一探针是被配置或优化用于确定液体样品中的多个小颗粒的浓度和/或尺寸分布的暗光束探针。小颗粒的检测的优化可以包括使液体样品具有低流量。例如，小颗粒的特征在于小于或等于200nm的尺寸特征。该示例性实施例的颗粒检测系统包括第二探针，该第二探针是被配置或优化用于确定液体样品中的一个或多个大颗粒的浓度和/或尺寸分布的光遮蔽探针。用于检测大颗粒的第二探针的优化可以包括使液体样品具有高流量。例如，大颗粒的特征在于大于200nm的尺寸特征。

实施例4：在示例性实施例中，颗粒检测系统包括第一探针，该第一探针是被配置或优化用于确定液体样品中的多个小颗粒的浓度和/或尺寸分布的动态光散射探针。小颗粒的检测的优化可以包括使液体样品具有低流量。例如，小颗粒的特征在于小于或等于200nm的尺寸特征。该示例性实施例的颗粒检测系统包括第二探针，该第二探针是被配置或优化用于确定液体样品中的一个或多个大颗粒的浓度和/或尺寸分布的光遮蔽探针。用于检测大颗粒的第二探针的优化可以包括使液体样品具有高流量。例如，大颗粒的特征在于大于200nm的尺寸特征。

实施例5：在示例性实施例中，颗粒检测系统包括三个探针，每个探针被独立地配置或优化以确定三个不同的颗粒尺寸范围中的一者中的颗粒的浓度和/或尺寸分布。示例性的颗粒尺寸范围是例如但不限于(i)2nm至100nm，(ii)100nm至500nm，和(iii)大于500nm。任选地，该尺寸范围中的以下交叠。任选地，任何尺寸范围都不会相互交叠。示例性颗粒检测系统的三种探针中的每一者均独立地选自本文公开的探针中的一者，例如实施例1-4的探针中的一者。

关于通过引用的结合和变型的声明

本申请的所有参考文献(例如专利文献(包括已公布或已授权的专利或等效物)；专利申请出版物；非专利文献文献或其他原始资料)以全文引用方式并入本文，如同通过引用单独地并入，每个文献至少部分地与本申请的公开一致(例如，部分不一致的文献以引用方式并入，文献的部分不一致的部分除外)。

本文所采用的术语和表述用作描述性而非限制性术语，并且不旨在使用这些术语和表述来排除所示出和描述的特征或其部分的任何等效物，但是应当认识到，在所要求保护的本发明的范围内可以进行各种修改。因此，应该理解，尽管本发明已经通过优选实施方式、示例性实施方式和可选特征进行了具体公开，但是本领域技术人员可以借助本文公开的概念的修改和变型，并且这种修改和变型被认为在所附权利要求所限定的本发明的范围内。本文提供的具体实施方式是本发明的有用实施方式的实施例，并且对于本领域的技术人员显而易见的是，可以使用本说明书中所阐述的装置，装置部件，方法步骤的大量变型来实施本发明。对于本领域技术人员显而易见的是，可用于本方法的方法和装置可包括大量可选的组成、处理元件和步骤。

如本文和所附权利要求中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个”和“一”包括复数形式。因此，例如，提及“一个单元”包括多个这样的单元以及本领域技术人员已知的其等效物。同样，术语“一个”(或“一”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可以互换使用。还应注意，术语“包括”、“包含”和“具有”可以互换使用。表述“权利要求xx-yy中的任一项”(其中xx和yy表示权利要求编号)旨在提供替代形式的多个从属权利要求，并且在一些实施方式中，可与表述“根据权利要求xx-yy中的任一项”互换。

当本文公开一组取代基时，应该理解，该组和所有子组的的所有单独成员分别公开。当在本文中使用马库什组或其他分组时，该组的所有单独的成员以及该组的所有可能的组合和子组合旨在单独地包括在本发明中。当本文描述化合物使得(例如)在分子式或化学名称中未指定化合物的特定异构体、对映异构体或非对映异构体时，该描述旨在包括单独地或以任何组合描述的化合物的每种异构体和对映异构体。另外，除非另有说明，否则本文公开的化合物的所有同位素变型旨在由本发明涵盖。例如，应该理解，所公开的分子中的任何一个或多个氢可以被氘或氚替代。分子的同位素变型通常用作分子测定以及与分子或其用途相关的化学和生物学研究中的标准。制备此类同位素变型的方法在本领域中是已知的。化合物的具体名称旨在是示例性的，因为已知本领域普通技术人员可以对相同的化合物执行不同的命名。

除非另有说明，否则本文描述或例示的每个装置、系统、制剂、组分的组合或方法均可用于实施本发明。

每当在本说明书中给出范围(例如温度范围、时间范围、或组成或浓度范围)时，所有中间范围和子范围以及包括在给定范围内的所有单独的值旨在包含在本发明中。可以理解，本文的说明书中包括的范围或子范围内的任何子范围或单独的值可以从本文的权利要求中排除。

本说明书中提及的所有专利和出版物均指示了与本发明所属领域的技术人员的技术水平。本文引用的参考文献以全文引用的方式并入本文以指示截至它们的公开日或申请日为止的现有技术水平，并且意图在本文中根据需要采用该信息来排除现有技术中的特定实施方式。例如，当要求保护物质的组成时，应当理解，在申请人的发明之前，本领域已知和可获得的化合物(包括在本文引用的参考文献中提供的能公开的化合物)不旨在包括在本发明的产品权利要求的组成中。

如本文所用，“包括”与“包含”、“含有”或“特征在于”同义，并且是包含性的或开放性的，并且不排除其他未叙述的元件或方法步骤。如本文所用，“由...组成”排除未在权利要求要素中指定的任何元件、步骤或成分。如本文所使用的，“基本上由...组成”不排除不会实质上影响权利要求的基本特征和新颖特征的材料或步骤。在本文的每种情况下，术语“包括”、“基本上由...组成”和“由...组成”中的任何一个都可以用其他两个术语中的任一个代替。本文说明性地描述的本发明可以在不存在本文未具体公开的任何一个或多个元件、一个或多个限制的情况下适当地实践。

本领域普通技术人员应理解，与具体例举的那些不同的起始材料、生物材料、试剂、合成方法、纯化方法、分析方法、测定方法和生物方法也可以用于本发明的实践中而无需过度实验。任何这样的材料和方法的所有本领域已知的功能等效物都旨在包括在本发明中。已经采用的术语和表述用作描述性而非限制性的术语，并且不旨在使用这样的术语和表述时排除所示出和描述的特征或其部分的任何等效形式，但是应当认识到，在所要求保护的本发明的范围内可以进行各种修改。因此，应当理解，尽管已经通过优选实施方式和可选特征具体公开了本发明，但是本领域技术人员可以采用本文公开的概念的修改和变型，并且这样的修改和变型可以被视为在由所附权利要求书限定的本发明的范围内。