CN212060021U - 测量装置和压印设备 - Google Patents
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Abstract
公开了测量装置和压印设备。测量装置(100)适于测量像用于纳米压印光刻的光刻胶这样的待监控流体(200)的多个性质。测量装置(100)包括：流量电容器装置(101)，具有流体入口及流体出口，流量电容器装置(101)被构造成使待监控流体(200)能从流体入口至流体出口而通过流量电容器装置；以及评估单元(300)，电连接至流量电容器装置(101)，评估单元(300)适于在流体通过期间测定流量电容器装置(101)的电容。
Description
技术领域
本公开内容的数个实施方式涉及流体参数分析的领域，本公开内容的数个实施方式尤其涉及紫外线固化漆(UV-curable lacquer)的浓度测量，紫外线固化漆例如是光刻胶/载体溶剂混合物。
背景技术
在微电子制造技术中，广泛地采用将三维(3-D)结构沉积至薄膜或箔上的技术。针对薄膜沉积的最新的技术是基于纳米压印光刻技术(nano-imprint lithography，NIL)。在这个工艺中，紫外线或电子束固化漆被直接印在待处理的膜上，紫外线或电子束固化漆例如是混合有载体溶剂的液体光刻胶。接着，固化紫外线或电子束固化漆/溶剂混合物。然后，在膜上的数层可在没有紫外线或电子束固化漆膜存在的位置处受到蚀刻。纳米压印工艺是关键的，因为必须在非常有限的范围内调整光刻胶层的厚度。如果膜厚太大，则蚀刻发生问题。如果膜厚太小，则在光刻工艺期间失败或发生结构问题。
印于待处理的膜上的材料包括紫外线或电子束固化漆与载体溶剂的混合物，紫外线或电子束固化漆例如是光刻胶。该混合物可包含预混合/预定的部件，或混合物可以被制备为“即时混合的(mixed-on-the-fly)”。光刻胶及载体溶剂一般呈现不同的沸点。因此，在光刻工艺期间，光刻胶材料与载体溶剂之间的流体混合比可能改变，使得上述的适合膜厚可能再也无法维持。
为了监控紫外线或电子束固化漆(例如光刻胶)与载体溶剂的混合比，染料和/或示踪剂(tracers)可用作为添加剂。然而，由于光刻胶-溶剂混合物的可能污染的缘故，这种监控过程可能对待监控流体的性质有有害的影响。
另外，红外光谱术(IR spectroscopy)是一种用以测量流体成分的公知技术。在这方面来说，傅立叶变换红外光谱术(Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR)是一种用以分析流体的化学成分的常见技术。然而，由于光刻胶材料及载体溶剂材料的化学相似性的缘故，这种光谱术测量技术容易出错(error-prone)。
有鉴于上述原因，一种改善的流体测量系统会是有利的。
实用新型内容
有鉴于上述情形，本公开内容提供以下方案。
根据一方面，提出一种测量装置，适于测量待监控流体的数个性质。该测量装置包括：流量电容器装置，具有流体入口及流体出口，流量电容器装置被构造成使待监控流体从流体入口至流体出口而通过流量电容器装置；以及评估单元，电连接于流量电容器装置，评估单元适于在流体通过期间测定流量电容器装置的电容。
根据进一步的方面，所述测量装置还包括参考电容器，电连接至所述评估单元，其中所述参考电容器包括电介质参考介质。
根据进一步的方面，所述参考电容器包括流体通路，所述流体通路适于使作为电介质参考介质提供的参考流体通过所述参考电容器。
根据进一步的方面，所述流量电容器装置选自由平行板电容器 (parallel-platecapacitor)、柱状电容器(cylindrical capacitor)及其任何组合所组成的群组。
根据进一步的方面，所述评估单元包括电容测量电桥，其中所述电容测量电桥为维恩测量电桥(Wien measurement bridge)，所述维恩测量电桥包括所述流量电容器装置及所述参考电容器两者。
根据进一步的方面，所述评估单元包括电流测量单元，所述电流测量单元适于测量通过所述流量电容器装置的电流。
根据进一步的方面，所述评估单元包括电压测量单元，所述电压测量单元适于测量所述流量电容器装置两端的压降。
根据进一步的方面，所述测量装置还包括流量控制器，所述流量控制器适于控制通过所述流量电容器装置的所述待监控流体的流量。
根据再一方面，提出一种适于执行纳米压印光刻的压印设备，该压印设备包括适于测量待监控流体的数个性质的测量装置。
根据进一步的方面，所述测量装置进一步适于用于纳米压印。
其它实施方式、方面、细节及优点由从属权利要求、说明书和附图而变得很明白。在阅读以下的详细说明的情况下，并且在看了附图的情况下，本领域普通技术人员将认识到额外的特征及优点。
附图说明
为了本公开内容的上述特征能被详细地了解，通过参考数个实施方式能够获得简要概述于上的本公开内容更具体的说明。附图中的那些部件并不一定按实际比例绘示，反而把重点放在说明本发明的原理。另外，在附图中，相似的参考编号表示对应的部分。
附图涉及本公开内容的数个实施方式并且在下面描述：
图1绘示根据本公开内容的实施方式的包括流量电容器装置的测量装置，流量电容器装置连接于评估单元；
图2绘示根据本公开内容另一实施方式的用以测定极化流体的感应表面电荷的设备(setup)；
图3是根据本公开内容的实施方式的图1中所示测量装置的流量电容器装置的剖面图；
图4绘示电流测量单元，该电流测量单元具有电流表并且可适于测量流过图1中及图3中所示的流量电容器装置的电流；
图5绘示电压测量单元，该电压测量单元具有电压表并且可适于测量图1 中及图3中所示的流量电容器装置两端的压降；
图6绘示根据本公开内容再一实施方式的流体混合控制装置，该流体混合控制装置包括带有电连接的评估单元的流量电容器装置，该流体混合控制装置用以控制补充线(refill line)所提供的流体混合物；
图7是绘示根据本公开内容的测量待监控流体的多个性质的步骤的流程图；
图8绘示根据本公开内容又一实施方式的电容测量电桥，该电容测量电桥包括流量电容器装置和参考电容器；
图9是绘示根据本公开内容再一实施方式的流量电容器装置的透视图；以及
图10是绘示图9中所示的流量电容器装置的剖面图。
具体实施方式
在以下的详细说明中，参照附图，附图构成这里的一部分，且附图中通过图解的方式示出各个具体实施方式。因为各个实施方式的各部件可沿着一些不同的取向定位，所以方向术语可用作图解的目的而并非用以限制。将理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可利用其它实施方式且可做结构或逻辑改变。以下的详细说明因而不视为具有限制的含义，且本发明的范围由所附的权利要求界定。使用特定语言描述的实施方式不应被解释成限制所附的权利要求的范围。附图并非按比例绘示且仅用以图解的目的。为了清楚起见，如果没有另外陈述，在不同图中的相同元件或制造动作以相同编号标注。
现在将详细参照各种实施方式，这些实施方式的一或多个例子绘示于附图中。通过说明的方式提供每个例子且每个例子不意味为本发明的限制。举例来说，所图解或描述而做为一个实施方式的部分的特征可用于其它实施方式或与其它实施方式结合，以获得又进一步的实施方式。这意指本发明包括这些修改及变化。
如本文所使用的那样，术语“流量电容器装置”应理解为描述一种电容器，此电容器的电介质材料可由待监控流体或待监视流体与气体混合物表示。也就是说，在测量操作期间，可以使待监控流体从流量电容器装置的流体入口至流量电容器装置的流体出口而通过该电容器，从而该流体可代表电容电极之间的电介质材料。
如本文所使用的那样，术语“评估单元”应理解为描述一种单元，此单元可适于电气部件例如电容器的多个电参数的评估。在已测量电参数之后，可测定出例如电容器的电容。为了能够执行这些评估或测定，评估单元可包括微处理器和/或存储装置。
根据数个方面，本公开内容提出一种测量装置，这种测量装置适于测量待监控流体的多个性质。该测量装置包括：流量电容器装置，该流量电容器装置具有流体入口及流体出口，该流量电容器装置被构造成使待监控流体从流体入口至流体出口而通过该流量电容器装置；及评估单元，电连接于该流量电容器装置，该评估单元适于在流体通过期间测定流量电容器装置的电容。
再者，本公开内容提出测量待监控流体的性质的步骤。这些步骤包括：导引待监控流体通过流量电容器装置；在流体通过期间，测量流量电容器装置的电容；及评估待监控流体的电介质常数。
图1绘示根据本公开内容的实施方式的测量装置100，测量装置100包括连接于评估单元300的流量电容器装置101。流量电容器装置101具有流体入口108及流体出口109，流体入口108及流体出口109两者流体连通于流体腔 (flow cavity)104。流体腔104是一空间，这个空间在流量电容器装置101的第一或外电极102与第二或内电极103之间延伸。在待监控流体200的入流 (inflow)201之后，待监控流体200充当流量电容器装置101的电介质。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，可提供评估单元300 用于测定待测量的电气部件的电参数。这种电气部件例如可以是流量电容器装置101的电气部分。也就是说，评估单元300可连接于流量电容器装置101 的电极，使得能够提供对流量电容器装置101的电容的测定。在已经测量流量电容器装置101的电容之后，可测定其它参数，其它参数例如是一介质的电介质常数的值，此介质位于流量电容器装置101的电极之间。为了能够执行这些评估或测定，评估单元300可包括微处理器和/或存储装置。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，流量电容器装置101 可选自由平行板电容器(parallel-plate capacitor)、柱状电容器(cylindrical capacitor)及其任何组合所组成的群组。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，流量电容器装置101 可充当传感器，该传感器能够在流体通过期间监控流体性质。由此，可建立串连(in-line)监控过程。对于流体200的串连流体监控来说，可提供通过流体出口109的流体200的出流(outflow)202。也就是说，入流201的量可对应于出流202的量。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，评估单元300电连接于外电极102及内电极103两者。可主要提供评估单元300用以测定流量电容器装置101的电容。流量电容器装置101的已测量电容可根据待监控流体200 的性质改变。
下面将参考图4、图5及图8解释评估单元300的工作原理。
在例如借助电容表已经测量流量电容器装置101的电容之后，可测定待监控流体200的电介质常数。根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，待监控流体200的已测量和结合的电介质常数可与预定流体的已储存的电介质常数比较。以参考符号“kappa”(κ)所表示的已测量和结合的电介质常数定义于下方。由此，把待监控流体200的参数与预设的配方(recipes)进行比较是可行的。在此方式中，例如能够测定紫外线或电子束固化漆或光刻胶溶液中载体溶剂的浓度。
除此之外，或替代地来说，可提供待监控流体200中气泡的检测。待监控流体200中空气或气泡的电介质常数显现出一电介质常数，这种电介质常数接近真空的电介质常数。由此，能够容易地检测待监控流体200中的携带物和气体成分。在清空的条件(emptiedconditions)下，检测电容器内侧的流体的痕迹 (traces)同样可行。流体的电介质常数显著地高于真空的电介质常数且大大地影响已测量的电容。
除此之外，流体的质量变化是可识别的。如果流体开始分解或以某种方式改变它的化学组成，电介质性质的偏移(drift)是可测量的。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，可获得循环过程(cyclicprocess)，其中可提供待监控流体200的性质/参数的串连(in-line)检测。此串连过程可用于更新光刻胶PR/载体溶剂CS混合物。根据可与本文所述数个实施方式结合的另一实施方式，可测定光刻胶/载体溶剂混合物的浓度偏移。
在下文中，将描述用于串连监控待监控流体200的测量原理。首先，可提供流体管204。接着，流量电容器装置101以流体连通的方式连接于流体管204。在使待监控流体200流过流体管204并且流过流量电容器装置101后，可测量流量电容器装置101的可能改变的电容。由流量电容器装置101的已测量的电容，可评估出待监控流体200的电介质常数。待监控流体200的电介质常数直接地影响电容读数(capacitance reading)。测定流体200的电介质常数可用来辨识待监控流体200。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，可以适合的方式测定是“即时混合的(mixed on-the-fly)”流体的性质。除此之外，或替代地来说，因流体成分的不同沸点而发生的光刻胶相对于载体溶剂的比的任何改变可被“即时(on-the-fly)”检测。
对于上述纳米压印光刻中的数个应用来说，待监控流体200可包括光刻胶 PR(电介质常数εr″)与载体溶剂CS(电介质常数εr′)的混合物，光刻胶与载体溶剂两者具有不同的电介质常数。PR/CS混合物被导引通过流量电容器装置101。根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，施加于流量电容器装置101 的电极102、103的交流电压AC对电容器充电。接着，可测量个体时间 (individual time)，直到电容器放电为止。所涉及的放电时间与电容器的电容C 相关。为了简化，在下文中考虑具有板分离距离D及板面积A的平行板电容器。此电容器的电容C由下方的方程式给出：
在此，ε0是真空的电介质常数，而“kappa”(κ)是混合的且组成数个流体的结合电介质常数。两个不同的混合液体的一般近似可由下方的两个方程式实现：
(I)κ＝x[％vol(PR)]*ε″r+y[％vol(CS)]*ε′r
(II)100vol％(流体)＝x[vol％(PR)]+y[vol％(CS)]
其中％vol(PR)和％vol(CS)分别表示光刻胶PR和载体溶剂CS的体积百分比。
由此，紫外线或电子束固化漆/溶剂或光刻胶/溶剂浓度可通过测量流量电容器装置101的电容C测定。除此之外，或替代地来说，可提供连续监控及点分析(point analysis)用于测定其它流体性质，例如但不限于汽化率(boil-off rate)、消耗量(consumptionquantity)及补充间隔(refill interval)。此种连续监控使得能够进行流体性质的“即时”测定。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，丙酮可用作为包含于 PR/CS混合物中的载体溶剂CS；对于丙酮来说，保持以下关系：
εr＝在25°的20,7
丙烯酸酯基的、紫外线固化漆具有在25°的～2-6的特征电介质常数。
通过测定流量电容器装置101的电容，评估单元300能够评估待监控流体 200的电介质常数κ并且由此评估流体性质。特别是，由于光刻胶PR(电介质常数εr″)与载体溶剂CS(电介质常数εr′)的不同电介质常数的缘故，可测定两种流体的混合比。由此，流量电容器装置101可充当实时传感器，用于“即时”测量通过流量电容器装置101的腔104的流体的成分。通过流量电容器，完整的已处理的流体可在串连循环过程连续地被监控及表示出特征。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，基于以下量来测定待监控流体的电介质常数κ：光刻胶PR的电介质常数εr″和载体溶剂CS的电介质常数εr′至少之一的电介质常数；紫外线或电子束固化漆或光刻胶与载体溶剂的处理混合比、流体组分的浓度、流体组分的浓度偏移、流体中的空气及气泡的量、流体的崩解(disintegration)质量或状态、在预定条件下的多混合流体的具体浓度的度量(measure)、清洁后的工艺化学物质的痕量及其任何组合。
图2绘示根据本公开内容另一实施方式的用以测定极化流体的感应表面电荷的设备。参考编号203表示浸入待监控流体200中的电容器101’中的电场线。电场线203可由单元300’提供。
如图2中所示，流体200的具体电介质常数的测定可根据以下关系来执行
其中U是电容器两端的压降，g是重力加速度，ρ是流体的密度且d是这两个电极之间的距离。
由此，高度Δh的改变是用于待监控流体200的电介质常数的度量 (measure)。在第一近似中，高度h与已测量的电容成比例，已测量的电容取决于电介质常数εr或与电介质常数εr成比例。
h∝εr
然而，值得注意的是，根据图2的设备仅用于说明的目的。另一方面，具体流体性质的测定可通过使用图1中及图3中所示的设备来执行。
图3是根据可与本文所述其它实施方式结合的本公开内容的实施方式的图1中所示测量装置100的流量电容器装置101剖面图。如图3中所示，可提供流量电容器装置101作为柱状电容器，柱状电容器具有外电极102及内电极 103。间隔物元件105被布置于外电极102与内电极103之间。这些间隔物元件105电性绝缘，化学稳定及提供外部电极102及内部电极103之间的流体腔 104。间隔物组件105以与外电极102相距刚性距离(rigiddistance)的方式将内电极103于中央位置。评估单元300电连接于外电极102及内电极103两者。参考编号203表示外电极102与内电极103之间提供的电场的电场线。再者，柱状的流量电容器装置101可由以下的关系描述：
1.电势：
2.电势差ΔV，其中
及
3.面积电容:其中l＝C′*U及
4.体积电容：
5.最终电容方程：
其中r1是内电极103的外径107，且r2是外电极102的内径106。最终的电容由以下关系给出：
其中l是状住电容器的长度；
是外管102的直径，且
是内核103 的直径。
待监控流体200可通过柱状的流量电容器装置101的腔104，其中流量电容器装置101的电容尤其是通过流体性质测定，特别是通过待监控流体200 的电介质常数测定。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，流量电容器装置101 可选自由平行板电容器、柱状电容器及其任何组合所组成的群组。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，待监控流体200的性质可在流体通过流量电容器装置101期间被连续地监控。由此，可建立串连或实时测量过程。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，评估单元300可包括电流测量单元307，电流测量单元307适于测量通过流量电容器装置101的电流 304。特别是，图4绘示用以测量通过流量电容器装置101的电流304的设备。评估单元300例如可包括具有电流表302的电流测量单元307并且可适于测量通过图1中及图3中所示的流量电容器装置101的电流304。串联电阻器303RA串联连接至电流表302。电源301可提供电力。电源301可被设计成使得电源 301提供恒定供电电压。
根据该实施方式的再一修改，评估单元300可包括电压测量单元308，电压测量单元308可适于测量流量电容器装置101两端的压降306。特别是，图 5绘示用以测量流量电容器装置101两端的压降306的设备。在图5中所示的情况中，评估单元300可包括具有电压表305的电压测量单元308并且可适于测量图1中及图3中所示的流量电容器装置101两端的压降306。电源309可提供电力。电源309可被设计成使得电源309提供恒定供电电流。
以上关于图4及图5在此描述的评估单元300的设备可适于测量流量电容器装置101的电气参数，因而可适于测定待监控流体200的电介质常数，待监控流体200可存在于流量电容器装置101的流体腔104中。
图6绘示根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式的流体混合控制装置400，流体混合控制装置400包括流量电容器装置101，流量电容器装置101电连接于评估单元300，流体混合控制装置400用以控制经由补充线401 提供的流体补充混合物PR/CS 205。如图6中所示，可提供工艺循环(process cycle)209，使得被提供用于贮漆器(lacquerreservoir)402的压印流体混合物206 具有所需的成分。流量电容器装置101可用于测量待监控流体200的性质，可在流量电容器装置101的入流201侧提供待监控流体200，并且待监控流体200 可在流量电容器装置101的外流202侧离开流量电容器装置101。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，可提供连接于流量电容器装置101的评估单元300作为微控制器单元。微控制器单元可输出有关于流体性质的资料，特别是有关于光刻胶PR与载体溶剂CS的混合比。再者，微控制器单元可适于评估从流量电容器装置101获得的数据。除此之外，或者替代地来说，微控制器单元可用于储存测量数据。
根据可与本文所述数个实施方式结合的再另一实施方式，包括在评估单元 300中的微控制器单元可以用以将预混合流体的已储存电介质常数与流体200 的电介质常数进行比较，流体200被“即时”监控。
通过把通过气体入口404且通过流量控制器405的加压气体朝向供应腔室406施加，将待监控流体200从供应腔室406供给至流量电容器装置101的入流201侧。根据该实施方式的再另一修改，流量控制器405可适于控制通过流量电容器装置101的待监控流体200的流量。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，可再利用从压印盘 (imprinttray)402输出的回流207。为此，在过滤器403中过滤回流207，从而获得已过滤回流208。将已过滤回流208收集于输出腔室407中且可被提供用于工艺循环209。
这里值得注意的是，示于图6中的流体混合控制装置400可用作串连装置，用以串连监控待监控流体200。由此，紫外线或电子束固化漆、光刻胶、载体溶剂和/或紫外线或电子束固化漆与载体溶剂的混合物、光刻胶与载体溶剂、及它们的任何组合可被“即时”监控。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，包括流量电容器装置 101的测量装置100可用于压印光刻工艺中，例如用于卷对卷工艺(Roll-2-Roll process，R2R)中。在此，可沉积和压印膜。已压印的材料可充当用于后续蚀刻的蚀刻掩模。或者，可沉积及压印抗蚀膜(resist film)。已压印的材料例如抗蚀材料可以是产品的永久(permanent)部分并且形成沉积的膜。通过利用印模 (stamp)压印材料层，压印光刻可用以将数个膜图案化成所需或预定的形状。
基本的压印光刻工艺例如可包括(i)提供已涂布的基板；(ii)利用聚合物层涂布已涂布的基板；(iii)利用例如是印模的纳米压印装置对基板-层系统进行压纹(emboss)；(iv)例如利用紫外光来硬化基板-层系统；(v)从纳米压印装置放出基板-聚合物系统；及(vi)蚀刻基板-聚合物系统。由此，基本的压印光刻工艺可包括沉积一层的第一工艺步骤，例如通过真空沉积金属、电介质和/或半导体来沉积一层。接着，可提供对例如作为单个三维(3D)结构的多个掩模层级(levels) 进行压印的第二工艺步骤。在压印步骤之后，可提供利用湿和或干辅助工艺 (sub-process)完成图案化的蚀刻步骤。
硬化基板-层可由硬化单元提供。硬化单元可选自由发光单元及加热单元所组成的群组，硬化单元被构造成用于在将印模压印于层中时硬化该层，其中产生发光(emission)。举例来说，发光单元可发射紫外光，特别是在从410nm 至190nm的波长范围内的紫外光。根据另一例子，发光单元可发出红外(IR) 光，特别是在从9-11微米(二氧化碳(CO2)激光)的波长范围内的红外光。根据再一例子，发光单元可发射从红外线至紫外线的宽带光(broadband light)，特别是在从3微米至250nm的波长范围内的发射。此发射可被滤光，以利用滤光器仅选择黑体发射的一部分。
将印模压印或压纹于紫外线固化层或光刻胶的层中来产生图案化层的步骤可包括全部地或部分地图案化该层。在此，可从图案化层放出印模，其中，在硬化期间从该层释放出的(evolved)气体进入印模的形体的中空空间中的压力尤其是可帮助分别放出印模，或可从基板的图案化层放出印模。
图7是绘示根据本公开内容的测量待监控流体200的性质的步骤的流程图。该程序开始于步骤601。
在步骤602，可提供流体管204。以上参照图1在本文中已经说明的流体管204可适于让待监控流体200通过而至流量电容器装置101。在步骤603，可提供流量电容器装置101而与流体管204流体连通。
接着，在步骤604，使待监控流体200流过流体管204并且流过流量电容器装置101。由此，待监控流体200充当流量电容器装置101的流体腔104中的电介质材料，使得流量电容器装置101的电容C是待监控流体200的电介质常数的函数。根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，待监控流体 200可包括光刻胶PR(电介质常数εr″)及载体溶剂CS(电介质常数εr′)，光刻胶 PR及载体溶剂CS两者具有不同的电介质常数。
之后，在步骤605，测量流量电容器装置101的电容C。通过使用本文以上所述的评估单元300，可执行此测量。再者，在步骤606，评估单元300可评估待监控流体200的成分的电介质常数。在步骤607，程序终止。
图8绘示根据可与本文所述其它实施方式结合的再另一实施方式的电容测量电桥500，电容测量电桥500可包括流量电容器装置101及参考电容器 505。测量流量电容器装置101的电容C的过程可包括利用测量电桥，测量电桥可包括作为参考元件的参考电容器505。
如图8中所示，根据实施方式的测量电桥500被设计成交流电压电桥，用于电容测量。测量电桥500由供电电压506供电。可在端子a与b之间测量电桥电压507。再者，电桥可包括第一电桥电阻器501及第二电桥电阻器，第一电桥电阻器501与流量电容器装置101并联电连接，而第二电桥电阻器与参考电容器505并联电连接。剩余的两个电桥电阻器表示成彼此串联电连接的第三电桥电阻器503及第四电桥电阻器504。
如图8中所示，并且根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，电桥元件501、502、503、504、101和505以维恩测量电桥(Wien measurement bridge) 构造连接。可提供电桥供电电压506作为交流电压。已检测的电桥电压507 因而是流量电容器装置101的电容Cflow与参考电容器505的电容Creference之间关系的度量。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，可提供平衡的电桥，其中调整参考电容器505，使得用于流量电容器装置101的比电容Cflow的电桥电压等于零：Uab＝0。在此情况中，如果剩余元件即电桥电阻器501、502、503 及504的电阻已知，那么能够获得流量电容器装置101的电容Cflow的简单评估，因而能够获得待监控流体200的电介质常数。
根据该实施方式的再一修改，可测量电桥电压507。在此情况中，电桥电压507可不同于零：Uab≠0。如果在串连过程期间应监控待监控流体200的电介质常数的改变，因而应监控光刻胶/载体溶剂混合物的成分，那么电桥电压507的连续监控是适当的。特别是，根据该实施方式的又一修改，通过监控不同于零：Uab≠0的电桥电压，待监控流体200的性质可在流体通过流量电容器装置101期间受到连续地监控。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，电连接于评估单元300 的参考电容器505可包括电介质参考介质。根据可与本文所述其它实施方式结合的再一实施方式，参考电容器505可包括流体通道，适于让参考流体通过参考电容器505，提供该参考流体作为电介质参考介质。
测量通过流量电容器装置101的待监控流体200的性质的过程可如下：(i) 提供流体管204；(ii)提供与流体管204流体连通的流量电容器装置101；(iii) 提供参考电容器505；(iv)使待监控流体200流过流体管204并且流过流量电容器装置101；(v)使参考流体流过参考电容器505；(vi)测量该测量电桥500 的电桥电压507；以及(vii)基于已测量的电桥电压507来评估待监控流体200 的电介质常数。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，测量待监控流体200 的性质的过程可包括提供参考电容器505，使参考流体流过参考电容器505，测量参考电容器505的电容，以及基于流量电容器装置101和参考电容器505 两者的已测量的电容来评估待监控流体200的电介质常数。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，基于以下量来测定待监控组合或混合流体200的电介质常数κ：光刻胶PR的电介质常数εr″、载体溶剂CS的电介质常数εr′至少之一的电介质常数；紫外线或电子束固化漆或光刻胶及载体溶剂的处理混合比、流体组分的浓度、流体组分的浓度偏移、流体中的空气及气泡的量、流体的崩解质量或状态、在预定条件下的多混合流体的具体浓度的度量、清洁后的工艺化学物质的痕量、及它们的任何组合。
为了使测量电桥500工作，可在从约100Hz至约1000kHz的频率范围内调谐测量电桥500的供电电压源U0提供的交流供电电压506，特别是在从约 100Hz至约10kHz的频率范围内。
图9是根据可与本文所述数个实施方式结合的再另一实施方式的流量电容器装置101的透视图。如图9中所示，提供具有直径111的内电极或核芯电极103以及具有直径110的外电极或管电极102。如上已经说明的那样，第一或外电极102与及第二或内电极103之间较小的间隔致使柱状电容器有增加的电容。根据该实施方式的修改，柱状电容器可被设计成使得电容值在纳法拉 (Nanofarad，nF)范围内。如图9中所示，流量电容器装置101包括间隔物元件 105，以便在核芯或内电极103与管或外电极102之间提供界定的空间。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，可调整内电极103的直径111及外电极102的直径110至少之一，使得流量电容器装置101的电容C 可适于具体的测量情境。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，管或第一或外电极102 的直径111在从6mm至10mm的范围内，较佳地约为8mm。
在图10中，绘示图9中所示的流量电容器装置101的剖面图。如图10 中所示，核芯或内电极103通过间隔物元件105而与管或外电极102分离。在图10中，只示出一部分的第一或外电极102。根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，核芯或内电极103可被设计成使得核芯或内电极103可被替换而无需改变管或外电极102。根据该实施方式的再另一修改或替代方式，待监控流体200可包围(engulf)电极，也就是完整地或至少几乎完整地包围测量区域。
根据再另一修改，可调整核芯或第二或内电极103的外径110，使得流量电容器装置101的电容C可达到中纳法拉(mid-Nanofarad，mid-nF)范围，而可提供对个别待监控流体200的分析及适配。
根据可与本文所述其它实施方式结合的实施方式，图9及图10中所示的流量电容器装置101的设备可轻易地拆解，从而可有助于整个流量电容器装置 101的清洁。
综上所述，虽然前面的内容涉及本发明的各实施方式，但在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以设计本发明的其他和进一步的实施方式，本发明的范围由所附的权利要求来确定。
Claims (20)
1.一种测量装置，适于测量待监控流体的多个性质，其特征在于，所述测量装置包括：
流量电容器装置，具有流体入口及流体出口，所述流量电容器装置被构造成使所述待监控流体能从所述流体入口至所述流体出口而通过所述流量电容器装置；以及
评估单元，电连接至所述流量电容器装置，所述评估单元适于在流体通过期间测定所述流量电容器装置的电容。
2.如权利要求1所述的测量装置，其中所述待监控流体充当所述流量电容器装置的流体腔中的电介质材料，使得所述流量电容器装置的所述电容是所述待监控流体的电介质常数的函数。
3.如权利要求1所述的测量装置，其中所述流量电容器装置的已测量电容根据所述待监控流体的所述性质改变并且电介质常数是所述待监控流体的一种性质。
4.如权利要求1所述的测量装置，还包括参考电容器，电连接至所述评估单元，其中所述参考电容器包括电介质参考介质。
5.如权利要求4所述的测量装置，其中所述参考电容器包括流体通路，所述流体通路适于使作为电介质参考介质提供的参考流体通过所述参考电容器。
6.如权利要求4或5所述的测量装置，其中所述流量电容器装置选自由平行板电容器、柱状电容器及其任何组合所组成的群组。
7.如权利要求4或5所述的测量装置，其中所述评估单元包括电容测量电桥，其中所述电容测量电桥为维恩测量电桥，所述维恩测量电桥包括所述流量电容器装置及所述参考电容器两者。
8.如权利要求6所述的测量装置，其中所述评估单元包括电容测量电桥，其中所述电容测量电桥为维恩测量电桥，所述维恩测量电桥包括所述流量电容器装置及所述参考电容器两者。
9.如权利要求1至5和8任一项所述的测量装置，其中所述评估单元包括电流测量单元，所述电流测量单元适于测量通过所述流量电容器装置的电流。
10.如权利要求6所述的测量装置，其中所述评估单元包括电流测量单元，所述电流测量单元适于测量通过所述流量电容器装置的电流。
11.如权利要求7所述的测量装置，其中所述评估单元包括电流测量单元，所述电流测量单元适于测量通过所述流量电容器装置的电流。
12.如权利要求1至5、8、10和11任一项所述的测量装置，其中所述评估单元包括电压测量单元，所述电压测量单元适于测量所述流量电容器装置两端的压降。
13.如权利要求6所述的测量装置，其中所述评估单元包括电压测量单元，所述电压测量单元适于测量所述流量电容器装置两端的压降。
14.如权利要求7所述的测量装置，其中所述评估单元包括电压测量单元，所述电压测量单元适于测量所述流量电容器装置两端的压降。
15.如权利要求9所述的测量装置，其中所述评估单元包括电压测量单元，所述电压测量单元适于测量所述流量电容器装置两端的压降。
16.如权利要求1至5任一项所述的测量装置，还包括流量控制器，所述流量控制器适于控制通过所述流量电容器装置的所述待监控流体的流量。
17.如权利要求6所述的测量装置，还包括流量控制器，所述流量控制器适于控制通过所述流量电容器装置的所述待监控流体的流量。
18.如权利要求7所述的测量装置，还包括流量控制器，所述流量控制器适于控制通过所述流量电容器装置的所述待监控流体的流量。
19.一种适于执行纳米压印光刻的压印设备，其特征在于，所述压印设备包括如权利要求1至5任一项所述的适于测量待监控流体的多个性质的测量装置。
20.如权利要求19所述的压印设备，其中所述测量装置进一步适于用于纳米压印。
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