TWI564543B - 電容測量系統、測量電路以及微影蝕刻機器 - Google Patents

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Description

電容測量系統、測量電路以及微影蝕刻機器
本發明是有關用於距離測量的電容感測器，並且尤其是關於用以測量對在微影蝕刻設備內一目標之距離的電容感測器。
在許多應用項目裡，重點是在於必須非常精準地進行電流測量。例如，帶電粒子以及光學微影蝕刻機器與檢測機器通常都會需要對從該機器之最終透鏡構件至一晶圓或是其他待予受曝或檢測目標之表面的距離進行高正確度的測量作業。這些機器以及其他具有可移動部件者一般說來都會要求各種部件精確地對齊，而此精確對齊可藉由測量從該可移動部件至一參考點的距離所達成。在這些要求細緻位置或距離測量的應用項目裡可利用電容感測器。當將能量供給給電容感測器之後，電流即流經該感測器，並且此電流會依照該感測器構件與相對表面之間的距離而改變。可利用此電流的精準測量結果以正確地決定該所測距離。
為對電路進行測量，可利用一測量電路，其中是以待予測量的電流作為輸入而且提供測量信號以作為輸出，該信號通常是按電壓的形式，同時可予進一步處理並轉換成數位信號。然有多項因素會貢獻於此等測量電路中的誤差。這些因素包含該測量電路內的雜散阻抗；該輸入電路 的有限共同模式拒絕比值(CMRR)；以及該測量電路中與共同模式無關之傳送功能上的不正確度。此雜散阻抗的數值可有所變化，即如依照像是溫度的因素而定，並且輸入上的擾動亦可能隨著時間而改變。從而導致難以對這些效應進行補償。
通常會有必要將用於驅動該等電容感測器以及用於產生所欲測量信號的電子測量電路設置在離於該等感測器的一段距離處，原因是其中設置該等感測器的不友善環境，或者缺少適當位置以供將該等電路設置在靠近該等感測器處。在像是EUV及帶電粒子系統的現代微影蝕刻應用項目裡，這些感測器通常是位在對於污染物和外部擾動極為敏感的真空環境內，並且若該等是位於真空環境內，則在自電路上移除熱能方面會產生問題，同時對此等電路的維護作業亦造成妨礙。
該等感測器與設置在遠端處之驅動和測量電路間的線路連接會將寄生電容引入至系統內，故而影響到感測器的讀取作業。而若能夠將測量電路設置在感測器探針處，則可直接地且正確地測量感測器電流。由於這些被纜接系統所引入的平行寄生電容之故，因此在具有經遠端設置之測量電路的系統裡通常會避免進行感測器內之電流的測量作業。傳統的解決方案會引入需要加以考量的測量誤差，這通常是藉由對該所合併感測器及接線安裝加以校調。然線纜連接愈長，這些問題就會愈加地嚴峻。
這項對於該等感測器且併同感測器接線進行校調的要 求會降低設計與感測器系統建構上的彈性並同時提高其等成本，此外每當更換感測器或其接線時亦另需進行再校調作業，故而使得替換作業變得複雜、耗時且成本昂貴。
本發明尋求解決或減輕上述缺點，藉以提供經改善之電容測量系統俾產生代表對一目標之所測得位置或距離的測量信號。該系統包含第一電路，含有薄膜電容感測器，該感測器係經配置以提供依照所測得位置或距離而定的感測器電容；電纜，含有感測器接線及同軸遮蔽導體，該電纜具有遠方末端及本地末端，該感測器接線係在該電纜的本地末端處電性連接於該電容感測器；電壓來源，具有在該電纜之遠方末端處連接至該感測器接線的輸出終端，同時係經配置以供給該電容感測器能量並以與該感測器接線大致相同的電壓供給該遮蔽導體能量；以及電流測量電路，具有第一及第二輸入終端和一輸出終端，該電流測量電路係經串聯於連接至該電壓來源之輸出終端的第一輸入終端以及在該電纜之遠方末端處連接至該感測器接線的第二輸入終端，該電流測量電路係經配置以測量在該感測器接線之內所流動的電流並且在該輸出終端處產生該測量信號。
該系統的組態提供能夠產生非常精準之距離與位置測量結果的低成本系統。利用感測器之薄膜建構方式可供運用低成本的製造技術並且避免傳統電容感測器的精密製造 處理。利用電壓來源以供給該電容感測器能量，而非較複雜的電流來源，可降低電路的成本及複雜度而無須犧牲測量作業的正確度。利用將電纜連接於主動遮蔽之組態可使得電路(即如電壓來源及電流測量電路)能夠被設置在離於該感測器的遠方位置處。這點具有顯著意義，原因是一般說來由於在該感測器位置處缺少空間或者基於其他限制狀況而難以將這些電路設置在靠近該等感測器。該電壓來源與電流測量電路，以及其等對該電纜和感測器的連接，的配置方式可供按簡易配置以消去由連接該感測器與該測量電路的電纜系統所引入之寄生電容的效應，故而減少或消除在傳統解決方案中所見的測量誤差來源。這些因素可促成一種能夠應用於眾多狀況，而可獲得低成本然提供在微影蝕刻或其他類型的複雜系統裡許多可移動構件之精準位置測量和控制，的位置/距離測量系統。
該測量系統的感測器接線及該遮蔽導體可為同軸電纜的構件，該感測器接線包含該同軸電纜的核芯導體並且該遮蔽導體包含該同軸電纜的外部導體。該同軸電纜可為三軸式電纜，進一步含有同軸於且繞於該遮蔽導體的接地外部遮蔽導體。
該測量系統可進一步含有第二電路，而該電路含有第二電容感測器；第二電纜，含有第二感測器接線和第二遮蔽導體；第二電壓來源；以及第二電流測量電路，該第二電路係按與該第一電路相同的方式所配置，其中該電壓來源及該第二電壓來源產生彼此為180度反相位的電壓藉以 按差分對配置方式供給該電容感測器與該第二電容感測器能量。
該測量系統的電壓來源可經組態設定以產生三角AC電壓波形，並且該電壓來源可經進一步組態設定以產生具有固定頻率、固定振幅以及具有固定斜率之交替性正與負斜率的波形。
該測量系統可經組態設定故而由該電壓來源供應至該感測器接線及該遮蔽導體的電壓為大致相同。該遮蔽導體可為直接地連接至該電壓來源的輸出。該測量系統可經組態設定以驅動該遮蔽導體並且將該遮蔽導體耦接至該感測器接線，因此該感測器接線上的電壓會依循該遮蔽導體上的電壓。此為傳統配置方式的相反情況，其中是驅動該感測器接線並且該感測器接線上的電壓會被複製至該遮蔽導體上。
該測量系統可進一步含有遮蔽驅動器，該遮蔽驅動器係經串聯於該電壓來源與該電流測量電路之間。該遮蔽驅動器的輸出可為導引連接至該遮蔽導體，藉以按大致相同的電壓來驅動該感測器接線及該遮蔽導體。
本發明進一步提供一種電容測量系統，該系統含有電纜，該電纜含有感測器接線以供連接至一電容感測器，該電纜亦具有一遮蔽導體；電壓來源，用以供應電壓俾供給該感測器接線及該遮蔽導體能量；電流測量電路，係經串聯於該電壓來源與該感測器接線之間以供對該感測器接線內的電流進行測量；以及遮蔽驅動器，係經串聯於該電壓 來源與該電流測量電路之間，該遮蔽驅動器的輸出為直接地連接於該遮蔽導體；其中該系統係經組態設定故而該遮蔽驅動器直接地驅動該遮蔽導體而且是經由該電流測量電路以驅動該感測器接線。
在另一特點中，本發明含有一種運用於前述系統的電容測量配置，該配置包含電壓來源；電流測量電路，具有經連接至該電壓來源之輸出的第一終端；連接點，該連接點係用以將一感測器電纜之感測器接線連接至該電流測量電路的第二終端；以及連接點，該連接點係用以將一感測器電纜的遮蔽導體直接地連接至該電壓來源的輸出。
在進一步特點中，本發明含有一種用以測量電容的方法，其中包含將一電容感測器連接至一感測器接線的第一末端；提供遮蔽導體(32a)，係經調適以將該感測器接線遮離於電性擾動；將交流電壓供應至該感測器接線的第二末端且供應至該遮蔽導體；以及對在該感測器接線之內所流動的電流進行測量。
在又另一特點中，本發明提供一種用以處理含有第一信號及第二逆反信號之差分測量信號的測量電路，該電路包含第一電路，係用以產生複數個相位位移參考信號；以及第一取樣電路，係用以在第一正循環的過程中取樣該第一信號，並且在第二正循環的過程中取樣該第二逆反信號，藉以產生第一樣本輸出。可提供第一低通濾波器以供過濾該第一樣本輸出，藉此產生表示該差分測量信號之尖峰振幅的第一測量信號。該測量電路可另外地含有第二取 樣電路以在第一負循環的過程中取樣該第二逆反信號，並且在第二負循環的過程中取樣該第一信號，藉以產生第二樣本輸出。可提供第二低通濾波器以供過濾該第二樣本輸出，藉此產生表示該差分測量信號之尖峰振幅的第二測量信號。
該測量電路可含有用以將該第一測量信號及該第二測量信號相減的電路。該第一取樣電路可經組態設定以在該差分測量信號之循環的末端局部過程中對該差分測量信號取樣。
本發明亦提供一種微影蝕刻機器，含有用以載荷晶圓的載臺、投射透鏡構件以及經組態設定以測量該晶圓和該投射透鏡構件之距離的電容感測器，而該機器進一步含有如前文所述的電容感測系統。該微影蝕刻機器亦可含有如前文所述的測量電路。
後文中說明本發明的各式具體實施例，而該等係僅以範例方式並且參照於圖式所提供。
電容感測器是利用在兩個導體表面之間所設立的均勻電場。在微短距離上，所施加電壓是與該等表面之間的距離感正比。單板感測器可測量在單一感測器平板與導電性目標表面之間的距離。
圖1顯示測量對一接地導體目標2之位置或分隔距離的單一電容感測器1。當供應以AC電流時，電流將會沿著 路徑3自該感測器經由該感測器-目標電容4流動至該目標，並且再從該目標經由該目標-接地阻抗5流動至接地。跨於該感測器上的電壓將按照分隔該感測器探針及該目標之表面的距離而改變，並且測量此電壓將可提供該目標位置或是從該感測器探針至該目標之距離的測量結果。此測量結果的正確度是與該感測器對該感測器-目標電容4進行測量的正確程度相關。
圖2顯示兩個用於對目標2位置或分隔距離的差分測量之薄膜電容感測器1a及1b的配置。由於該等感測器係經供應以具有180度相位位移的AC電流，因此電流將沿著路徑6從一感測器經由該感測器-目標電容4a流動至該目標，並且從該目標經由另一感測器-目標電容4b流動至該另一感測器。這種以反相位信號來驅動兩個感測器的配置方式可有效地防止電流通過該目標流動至接地，並且可將目標至接地阻抗的效應降至最低。這對於未經接地目標而言亦為實用，原因是可讓電流從一感測器流動至另一感測器而無須接地返回路徑。
該電容感測器可為由AC電壓來源或AC電流來源以供給能量，並且對跨於該感測器上的所獲電壓或經過該感測器的電流進行測量。所產生的測量信號是依照該感測器的感測器至目標電容而定。該系統可為校調於該測量電容器並且測量電流/電壓。
在一般情況下，在業界應用項目裡運用該電容感測器之環境通常為不適於電流或電壓來源驅動該等電容感測器 及用於處理來自該等感測器的信號之測量電路的位置。因此，該等驅動來源及測量電路通常是位在該等感測器的遠方處而需要連至該感測器的電纜連接。該等感測器與遠方電路之間的纜線連接將會在系統內引入額外的非所欲電容，即使是當該電纜為微短時亦然。
圖3為顯示此一電纜連接以及由該電纜引入至該感測器系統內之電容的圖式。該感測器至目標電容4為待測的電容(又稱為感測器電容)，而該值是依照該感測器與該目標之間的距離而定。該電纜30含有中央導體31以及同軸遮蔽導體32，並且該電纜會在該感測器接線31與該遮蔽導體32之間引入雜散電容36，這又稱為電纜電容，同時在該遮蔽導體32與接地之間引入雜散接地電容37。
電壓來源20是透過電流測量電路21連接至該感測器接線31的其一末端，並且該電容感測器的測量電極為連接至該感測器接線的另一末端。該電壓來源20供應AC電壓以供給該電容感測器1能量，並且該電流測量電路21是透過該電容感測器1來測量在該感測器接線31裡流動的電流。流經該感測器接線31的電流是按照該感測器電容4而改變，而此電容是隨著由該感測器所測得的距離而變。
在該感測器接線31裡流動的電流將會由於流經該感測器電容4的電流而含有一成份，同時也會因流經該電纜電容36的電流而含有一成份。該電纜電容36比起該感測器電容4應為微小，理由是，相較於流經感測器電容而所欲測量的電流，高的雜散電容會增加流經該等雜散電容之電 流的比例值，並且降低測量作業的敏感度。不過，電纜電容通常很大並且會對感測器系統敏感度產生負面效應。
可利用主動護衛方式以將電纜電容的效應最小化。圖3顯示傳統的配置方式，其中遮蔽驅動器24含有單元增益放大器/緩衝器，而其輸入是連接至該感測器接線31的末端且其輸出是連接至遮蔽導體32。該遮蔽驅動器24是以與出現在感測器接線31上的(大致)相同電壓來供給該遮蔽導體32能量。由於該感測器接線31及該遮蔽導體32在該等之上具有幾乎相同的電壓，因此該等之間僅有微小的電壓差，並且只有少量電流會流動通過該電纜電容36，同時該電纜電容36在該等導體之間的效應會降低。實作上，該遮蔽驅動器的增益只趨近於1.0的增益，並且一定會預期到該增益內的一些偏離。任何這種在增益上的偏離都會於該遮蔽導體32與該感測器接線31之間導致微小的電壓差，因此跨於該電纜電容36上會出現電壓。如此使得電流會流動通過該電容36並且減少該感測器系統的敏感度。對於冗長的電纜(具有較大的電纜電容)且較高的測量頻率來說，這種配置會甚至變得更加無效。
現在是由該遮蔽驅動器24經過雜散電纜至接地電容37供應電流。對該遮蔽驅動器24的輸入電流將會貢獻於由該電流測量電路21所測得的電流而獲致誤差，然由於該遮蔽驅動器具有高輸入阻抗並且其輸入電流相對較小，因此所獲誤差極微。不過對於冗長電纜及較高測量頻率而言，此項配置會難以實現。該遮蔽驅動器亦具有一些輸入電容， 而這會汲取額外的電流。所測得電容為該感測器電容4與這些額外誤差電容的總和；即該遮蔽驅動器24之單元增益的偏離乘以該雜散電容36和該遮蔽驅動器24的輸入電容。
可藉由重新配置圖4所示電路以減少該測量誤差。此項配置係用於驅動兩個按差分對配置方式的電容感測器。對於其中目標(或目標組對)並非導體或者另為隔離於接地的位置測量系統來說，可按差分對配置方式利用第二感測器和具有逆反驅動器的第二測量電路，即如圖4所示。
該電壓來源20a的輸出係經連接至該遮蔽驅動器24a的輸入，並且該遮蔽驅動器24a的輸出係經連接至該電流測量電路21a的其一終端，而該電流測量電路21a的另一終端則為連接至該感測器接線31a。相同的配置運用於電壓來源20b、遮蔽驅動器24b、電流測量電路21以及感測器接線31b。該等電壓來源20a及20b產生彼此為180度相位位移的AC電壓波形。該目標經由兩個感測器電容4a及4b以在兩個薄膜電容感測器1a與1b之間傳導交流電。對於兩個測量系統而言，該目標的行為仿似虛擬接地；而若該等感測器電容4a及4b為相等，則如此可為最優。當計算出兩個電流測量值22a與22b之間的差值時，將會移除該目標的電位而如共同模式擾動。
將該遮蔽驅動器的輸入移到位於該電流測量作業「之前」的點處可自該電容測量中略除該遮蔽驅動器的輸入電容，因此從該測量作業裡消除此誤差成份。這亦可視為是將該遮蔽驅動器輸出向前饋送至該遮蔽導體。該電壓來源 輸出仍會被傳送至該感測器接線，並且也為直接地連接俾驅動該遮蔽導體，而非緩衝該感測器接線電壓以負載該遮蔽導體。在該電壓來源與該測量電路之間串聯該遮蔽驅動器具有額外益處，亦即能夠移除因偏離於該遮蔽驅動器之單元增益所造成的誤差，理由是該遮蔽驅動器輸出是連接至該感測器接線(經由該測量電路)及該遮蔽導體兩者。
圖5顯示進一步的細節圖式，具有與圖4相同的組態，然略除分隔的遮蔽驅動器24a/24b，而該項功能係整合於電壓來源20a/20b以驅動該系統之內的所有電容。此項配置對於該感測器接線及該遮蔽導體兩者是利用相同的驅動器，並且測量在該感測器接線之內流動的電流。該所獲系統可達到簡化目的，並同時消除出現在傳統配置中之測量誤差的來源。
圖4及5的配置可有效地消除該感測器接線31與該遮蔽導體32之間的任何電壓差，因此可忽略跨於該電纜電容36上的電壓。這可有效地消除通過該電纜電容36上的電流，並且由該電路21所測得的電流實際上僅為行經該電容感測器1的電流。該電流測量電路的輸入阻抗可令為足夠地低，因此供應至該感測器接線及該遮蔽導體的電壓近似於相等。
行經該遮蔽導體32與接地間之電容37的電流是自該電壓來源20或分別的遮蔽驅動器24所供應，並且此電流不會構成該所測得電流的一部份，同時對位在該電壓來源之輸出處的電壓僅產生第二階效應。在此項配置中，任何 離於該遮蔽驅動器之單元增益的偏離以及該遮蔽驅動器之輸入電容的效應兩者都會被消除。
實際上，圖4及5的配置方式可獲以驅動該遮蔽導體32並且將該遮蔽耦接於該感測器接線31，因此該感測器接線上的電壓可依循該遮蔽上的電壓。此為傳統配置方式的相反，其中是驅動該感測器接線並且該感測器接線上的電壓會被複製至該遮蔽導體上。在此設計中，焦點被從主要是針對於測量行經該感測器的電流(並藉此測量該感測器電容及距離值)而同時考量到因寄生電容所產生的電流溢漏，改變成主要是關注於藉由導引該遮蔽導體電壓來提供適當環境以進行正確的感測器電流測量，而應瞭解到此為主要問題然測量該感測器電流的問題較易於解決。
亦可將接地外部遮蔽導體增設於圖4及5的組態，藉以減少來自任何鄰近雜訊來源的干擾。圖6顯示電纜30a，而接地外部遮蔽導體33a係繞於該(內部)遮蔽導體32a所設置。在本具體實施例中，該電纜為三軸式電纜，該接地遮蔽33a構成該最外部導體。該接地遮蔽最好是連接至位在該電纜之遠方末端處，即如靠近該測量電路21a，的分別接地。此接地為遮蔽接地，並且最好是並非連接至該感測器的任何接地。繞於各條電纜利用接地遮蔽，即如前文所述者，或是藉由繞於電纜30a及30b兩者設置單一條接地遮蔽，可減少與其他鄰近系統的干擾。
傳統的電容感測系統通常是利用電流來源以驅動該等感測器，並且測量跨於該感測器電容的所獲電壓。而本發 明，即如圖4-6的所示組態，則是利用電壓來源以及電流測量。該電壓來源最好是產生具有固定尖峰振幅、固定頻率以及固定斜率之交替性正及負斜率的AC三角電壓波形，即如圖7A所示者，然亦可採用其他波形。典型值為5V尖峰至尖峰的振幅和500kHz的頻率。該電壓來源最好是具有低輸出阻抗以利在多變負載條件下達到固定的振幅輸出，並且可利用即如高電流運算放大器所實作。
該遮蔽驅動器可為藉由即如運算放大器所實作，並且最好是具有低輸出阻抗。該遮蔽驅動器可為整合在電壓來源內藉以驅動該感測器接線及該遮蔽導體兩者，即如前文所述。
三角電壓來源波形之一範例可如圖7A所示，可理想地產生如圖7B所示的方波電流波形，其中該電流波形的振幅會依照所測得電容而改變。然而，在實作上該三角電壓波形會產生不完美的電流波形，即較類似於如圖7C所示的波形。該電流測量電路21可經組態設定以在該波形之一局部處於接近各個半循環末端處，在此該振幅為穩定化，來對該電流波形的振幅進行測量，藉以在電流波形裡降低此等可變不完美性的效應。該電流測量電路21可為電流至電流轉換器，並且最好是具有低輸入阻抗、高正確度和低扭曲性。
該電容感測器可為傳統的電容感測器，或是如美國專利申請案序號12/977,240的薄膜結構，茲將該案依其整體而以參考方式併入本案。圖8說明三軸式電纜30至電容感 測器的連接。在本範例裡，薄膜感測器40包含由薄膜導體層所構成的電極41、42、43，而具有中介性的薄膜絕緣層45。該感測器接線31係經連接至該感測器的感測電極41，該遮蔽導體32連接至背側護衛電極42，並且接地外部遮蔽導體為連接至遮蔽電極43。類似的連接法則可運用於同軸電纜以及其他類型的感測器。
圖9A及9B顯示經建構如單一整合單元之感測器組對的示範性具體實施例，該者可運用作為差分感測器。在這些具體實施例裡，該整合單元含有兩個感測器40a及40b，各者具有分別的感測電極41a、41b和分別的背側護衛電極42a、42b。該感測器組對的兩個感測器可共享經整合於該感測器組對的單個遮蔽電極43，或另者，其上固定有該感測器組對的導體組對46可作為遮蔽電極。這兩個感測器40a、40b最好是運作如本揭所述的差分對，其中各個感測器是由與該組對之另一感測器為彼此反相位，而且最好是180度反相位，的電壓或電流所驅動，並且進行差分測量以抵消共同模式誤差。
圖9B顯示該感測器組對的上視圖。該等背側護衛及感測電極是由圓角四邊形狀所構成，該者係經設計以配入像是繞於微影蝕刻機器之最終透鏡構件的角落位置處。亦可將該等電極構成圓形，藉此產生大面積感測電極。
前述配置的眾多替代方式亦為可行。例如可運用同軸、三軸式或是具有四個或更多導體的電纜。亦可使用具有按非同軸配置之一或更多遮蔽導體的電纜，即如導體是 按帽型組態所配置，而在任一側上具有連於遮蔽導體的中央感測器接線。該遮蔽驅動器可為分離於或整合在該電壓來源內。可利用單一電壓來源來驅動多個感測器。這在該遮蔽驅動器整合有電壓來源的組態中會特別有利，如此可大幅地減少該感測器系統中所使用之個別元件的數量。
可利用一些示範性計算來說明本發明的效能改善結果。對於具有4mm感測表面直徑的感測器，在0.1mm名目測量距離處可獲致約1pF的名目感測器電容。RG178類型且長度為五公尺的電纜可在核芯與遮蔽導體之間獲得約500pF的電纜電容。具有100MHz增益帶寬因數及1MHz測量頻率的遮蔽驅動器放大器可得到0.99的增益，亦即具有離於單元增益為0.01的偏離量。利用這些範例數值，即可估算出前述組態的穩態效能。如圖3所示的傳統主動遮蔽組態可獲得下列的電容測量結果：1pF+(1-0.99)x 500pF=6pF。此為龐大誤差，而且通常是藉由對感測器及電纜的合併系統進行校調所補償。具有圖4-6所示對於感測器接線及遮蔽導體兩者之合併驅動器的組態可獲得下列電容測量結果：1pF+(1-1)x 500pF=1pF。在本範例中，可消除500%的測量誤差而無須對該合併感測器/電纜系統進行校調。
當外部擾動造成該遮蔽導體內的電流改變時，亦可估算出前述組態的效能。例如，假設該遮蔽導體內之電流的變化造成該遮蔽驅動器中出現額外的1%增益誤差，則如圖3所示的傳統主動遮蔽組態會獲得下列的電容測量值：1pF+(1-0.98)x 500pF=11pF。假設該遮蔽/接線驅動器裡相同 的1%增益誤差，則具有如圖4-6所示之合併驅動器的組態會得到下列的電容測量值：0.99 x(1pF+(1-1)x 500pF)=0.99pF。這表示0.01pF的誤差偏離，即僅有1%。電纜長度/負載的敏感度降低到約1%。
圖10顯示為以在帶電粒子微影蝕刻機器裡進行距離測量所實作之電容感測器1及測量系統103的簡化圖式。該微影蝕刻機器產生帶電粒子射束以曝照經架置於可在水平與垂直方向上移動之載臺100上的目標2，像是矽質晶圓。該等電容感測器係經架置於靠近該微影蝕刻機器的投射透鏡102之最終構件的平板上，此等係經配置以供測量自該投射透鏡構件至該待予受曝晶圓之表面的距離。該等感測器是經由電纜30連接至測量系統103，這可按任何前述組態包含該電壓來源20及該電流測量電路21。該測量系統103產生電流測量信號，此信號會被傳通至控制系統104，而該系統又根據該測量信號來控制該載臺100的移動，藉以將該目標2帶往離於該微影蝕刻機器之投射透鏡的所欲距離處。
圖11顯示說明一模組式微影蝕刻設備500之主要構件的簡化區塊圖。該微影蝕刻設備500最好是按照模組方式所設計以達維護簡便之利。主要的子系統最好是依照自含性且可移除的模組所建構，因此能夠將該等自該微影蝕刻設備移除，而儘可能地降低對其他子系統所產生的影響。這對於經包封在真空室內之微影蝕刻機器來說，其中對機器的存取受到侷限，會是特別地有利。故而能夠快速地移 除並更換出錯子系統，然無須非必要地斷開或影響到其他系統。
在圖11所示的具體實施例中，這些模組式子系統包含照射光學元件模組501，含有帶電粒子光束來源301和光束校準系統302；孔徑陣列及聚光透鏡模組502，含有孔徑陣列303和聚光透鏡陣列304；光束切換模組503，含有多孔徑陣列305和小光束消隱器陣列306；以及投射光學元件模組504，含有光束停阻陣列308、光束偏折器陣列309和投射透鏡陣列310。該等模組係經設計以相對於一對齊框架滑動進入和離出。在圖11所示的具體實施例裡，對齊框架含有從對齊外部子框架506經由震動阻尼架置530所懸吊的對齊內部子框架505。框架508是經由該等震動阻尼架置507來支撐該對齊子框架506。該目標或晶圓330停駐於子平板支撐結構509上，而該子平板支撐結構509又是放置在夾盤510上。該夾盤510係座設於該短行程載臺511和長行程載臺512上，該等係經配置以在各種水平及垂直方向上移動該載臺。該微影蝕刻機器係經包封於真空室335內，此室體可含有一或多個mu金屬(磁性金屬)遮蔽層515，並且停駐於由框架員件521所支撐的基底平板520之上。
在圖11所示的具體實施例裡是運用五組電容感測器來測量該微影蝕刻機器內之各種構件的位置或距離。感測器集合401係經配置以測量最終透鏡構件與該目標330之間的距離，即如圖10中所示者。感測器集合402係經配置以測量被架置在靠近該最終透鏡處之光學對齊感測器與該目 標330或夾盤510之間的距離，藉此促進對齊感測器射束的對焦以利對齊該目標及載臺。感測器集合403係經配置以藉由測量相對於該長行程載臺512的距離按水平(X、Y軸)和垂直(Z軸)位置來測量該短行程載臺511的位置。感測器集合404係經配置以藉由相對於該子框架505的測量值按水平和垂直位置來測量該所懸吊子框架505相對於該對齊子框架506的位置。而感測器集合405係經配置以藉由相對於該子框架505的測量值按水平和垂直位置來測量該照射光學元件模組501的位置。
在圖10及11所示應用項目之任何一項裡運用到的電容感測器最好是薄膜感測器，並且亦可按組對方式配置以進行差分運算。該等感測器可為如圖8所示的類型，而且最好是利用圖8所示的配置方式連接至該電纜30。該等感測器亦可為在一信號基板上藉由多個感測電極所建構，像是圖9A、9B所示的感測器組對。利用薄膜建構可供能夠以低成本建構該等感測器，並且可供將該等感測器設置在不適於具有較大維度之傳統感測器的狹窄空間內和該微影蝕刻機器的部件上。按差分模式運作的感測器可供利用該等感測器來測量距該未經接地相對表面的距離，同時無需從該相對表面至該測量系統的返回電性連接。而在該等感測器係經配置以測量對可移動部件之距離，以及在難以或不利於對該感測系統進行該可移動部件之電性連接，的應用項目裡，後者因素確為有利。
這些感測器集合可為按六個感測器的集合所配置來構 成三個差分感測器組對，以供測量三條軸線，亦即水平(X、Y軸)和垂直(Z軸)方向。這可藉由架置該等差分感測器組對而予指向設定俾於各個方向上測量距一適當相對表面的距離所達成。可利用來自該等感測器的測量信號以調整該微影蝕刻機器之可移動部件的位置，即如利用壓電馬達來進行微小移動藉以在該系統內獲得該部件的適當對齊結果。
各組感測器可經由電纜30連接至位在該真空室外及該微影蝕刻機器遠方處之機櫃裡的相對應電流測量電路。圖19顯示載有多個電路板601之機櫃600的具體實施例。各個電路板601提供對於電容感測器40的電流測量電路，而一對電路板602則提供對於差分感測器組對的電流測量電路。信號產生器605可自該電壓來源20提供AC電壓信號，即如三角電壓波形，以供給該等電容感測器能量，即如前文所述。各個電路板是經由連接器612及電纜30連接至薄膜電容感測器40。電流測量輸出信號則是經由另一連接器輸出到類比至數位轉換器613以轉換成數位信號而供運用於控制該微影蝕刻機器。電力供應器610可透過電力供應連接器611以將電力提供至該等電路板。
該等電流測量電路21、21a、21b可為按如像是電流至電壓轉換器或電流至電流轉換器所實作。然有多項因素會貢獻於此等測量電路中的誤差。這些因素包含該測量電路內的雜散阻抗；該輸入電路的有限共同模式拒絕比值(CMRR)；以及該測量電路中與共同模式無關之傳送功能上的不正確度。
圖12為電流測量電路70的功能略圖。該電路會對在輸入終端72處來自一AC或DC電流來源CS的輸入電流ICS進行測量。該電流ICS中的一部份會在該測量電路的輸入電路裡分散，此部份是由ICM所表示。在該輸入終端72上相對於該電路之電力供應電壓的電壓擾動會造成流經該內部阻抗ZCM之電流ICM的產生變動。因此，由該電路實際上測得的電流Imeas會略微地小於所欲測量的輸入電流ICS，故而導致測量上的微小誤差。此電流ICM是獲自於該輸入電路內的雜散阻抗以及該輸入信號裡的共同模式擾動。穩態誤差可予校正，然確難以對該電流ICM進行補償，原因在於雜散阻抗的數值可依照像是溫度的因素而變化，同時該輸入上的共同模式擾動亦會隨著時間而起伏。
可藉由出現在該測量電路之輸入終端處的相同電壓來驅動該等供應電壓以減少這些測量誤差。按此方式，可將該輸入上的擾動傳送至該等供應電壓，以減少或消除藉改變該輸入信號與該測量電路之內部電路間的電壓差而造成在該測量電路裡流動的電流。
該電流測量電路的電壓供應終端75及76係經連接至含有電壓來源77a、77b的電力供應器。電壓來源VD係經設置以在該輸入終端處將電壓擾動饋送至該電力供應器內，對此該輸入信號與該測量電路供應電壓之間的電壓差會維持固定。該電壓來源VD係經連接至該測量電路電力供應器，所以該電力供應電壓也是由任何出現在該測量電路之輸入終端處的電壓所驅動。該電壓來源VD可為由該電路 內的適當回饋或向前饋送所提供。
圖13為顯示圖12之電流測量電路的功能略圖，其中該電壓來源VD係用以供給一負載71能量。藉該電壓來源VD來驅動該負載71可獲致電流ICS，此電流為在該電路之輸入終端72處所測得的電流。所以，經耦接於該電流測量電路之電力供應器的擾動電壓VD為驅動該負載71以產生該待予測量電流ICS的電壓。將該擾動電壓饋送至該電流測量電路的電力供應器內可獲以移除在該電流測量電路裡由於擾動電壓所造成的多變性電壓差。如此可去除該電流測量作業中的誤差來源。
在圖13所示之具體實施例裡，亦可藉由差值電路79以自該電流測量電路70的輸出減去該擾動電壓VD。在該電流測量電路70之輸出終端74處的輸出信號將具有超置於從測量該輸入電流ICS所得到之信號上的擾動電壓VD。因此，可利用扣減該擾動電壓VD以分隔出該輸出信號裡表示該輸入電流測量值的局部。
圖13內的具體實施例顯示兩個由兩個電壓來源77a、77b所供電的電力供應終端，這通常是將正及負DC電壓供應至正及負電力供應終端。可另替地運用單個電力供應終端及/或單個電力供應電壓來源。在本具體實施例裡，由於該擾動電壓是經由電容器78a、78b饋送至該等電力供應終端，因此會將該擾動電壓的AC成份饋送至該等電力供應終端，而同時該等電力供應的DC成份是隔離於該輸入終端72及該電壓來源VD。亦可利用電感器以將該擾動電壓的 AC成份隔離於該電力供應電壓，像是圖15所示之具體實施例裡的電感器95、96。
圖14為顯示藉由運算放大器80(又稱為Opamp)所實作之電流測量電路具體實施例的圖式。一電流來源CS係經連接至該運算放大器80的負終端82，並且該運算放大器的正輸入終端83為連接至共同。該運算放大器80具有兩個電力終端85及86，並且可經由此等而藉由兩個電壓來源91和92來供給該運算放大器80能量。
該電流來源CS產生待予測量的電流ICS。連接於該輸入終端82與該輸出終端84之間的阻抗87提供負回饋，並且該運算放大器80可運作以將該等兩個輸入終端82及83之間的電壓差維持在近乎為零。該運算放大器80具有非常高的輸入阻抗，因此極為微少的電流ICS會流入該運算放大器內，然另外流經該阻抗87。不過，由於該運算放大器80之輸入電路裡的雜散阻抗以及該運算放大器的有限CMRR，因此該運算放大器80並無法完全消除共同模式電壓對該等輸入上的影響。
在本圖所示的具體實施例裡是利用AC電壓供應VG來驅動該輸入終端83。由於該運算放大器80係經組態設定以將這兩個輸入終端82及82維持在幾乎相同的電壓處，因此該電壓VD能夠有效地表示在該等輸入終端上的共同模式擾動。連接至該輸入終端83之電壓來源VD的輸出亦為連接至該運算放大器電力供應電路，藉以將該共同模式擾動電壓饋送向前至該運算放大器80的電力供應電壓內。在 本具體實施例裡，該電壓來源VD的輸出是經由電容器93、94所連接，藉以將在該輸入終端83處的電壓耦接至對該等電力供應終端85、86的電壓供應器。按此方式，DC電壓來源91、92將DC電壓供應至電力供應終端85、86，而同時也會將出現在該輸入終端83處的AC電壓供應至該等電力供應終端85、86。亦可將電感器95、96納入在該電力供應器內，即如圖15的具體實施例所示，藉以在該饋送向前輸入終端電壓的AC成份與該DC電壓來源77、78之間提供一些隔離性。
圖15顯示如圖14具體實施例運用在對一電容感測器系統，像是圖3-6任一項中所示者，內之電流進行測量的範例。待予測量的電流會經由電纜30傳送至該電流測量電路21，因為該電流測量電路21通常是位於該電容感測器的遠方處。該電容感測器可為像是圖8及9所示的薄膜電容感測器。該電纜30含有感測器接線31及遮蔽導體32，並且具有遠方末端及本地末端。該感測器接線31是在該電纜30的本地末端處電性連接至該電容感測器電極41，並且該遮蔽導體32是在該電纜30的遠方末端處電性連接至該電容感測器護衛電極42。
該電壓來源20會在該電纜30的遠方末端處供給該遮蔽導體32能量以供給該護衛電極42能量。該電壓來源20也經由該運算放大器80供給該感測器接線31能量以供給該電容感測器的感測電極41能量。由於該運算放大器會將其輸入終端82、83處的電壓維持在大致相同的電壓處，因 此該感測器接線31和該遮蔽導體32也是在大致相同的電壓處被供給能量，故而幾乎是消除掉該等之間的電容溢漏電流。
該電壓來源20的輸出終端係經連接至輸入終端83、該遮蔽導體32，並且也連接至對於該運算放大器80的電力供應器，即如前文所述，同時亦為連接至一差值電路88，藉以從該運算放大器80的輸出信號中扣減來自該電壓來源20的信號。
該電壓來源最好是提供三角電壓信號來驅動該電容感測器，即如前文所述。如此可(在理想上)獲得圖16A所示的方波電流信號，即如前文所述。該電壓來源20所輸出的三角電壓會出現在該運算放大器80的輸入終端83及82上，即如圖16B所示。在該運算放大器80之輸出終端84處的輸出電壓Vout將含有出現在該等輸入終端處的三角電壓，並因行經該回饋阻抗87的方波電流之故而經超置以方波，即如圖16C中所示。為得到具有與在該電容感測器處所產生的電流相同之方波波形的測量信號，因此會從在該輸出終端84處的信號由該差值電路88扣減來自該電壓來源20的三角電壓波形。
圖17顯示一用於即如圖9所示差分對感測系統之電壓來源及電流測量電路的具體實施例。該電路被劃分成類比信號處理局部50以及數位信號處理局部70，可在即如現場可程式化閘器陣列中所實作。
一2MHz頻率參考既經產生並且在除法器電路51中除 以4，藉此來產生四個分別且具有90度相位位移的500kHz方波信號。圖18A顯示頻率參考信號的範例，並且圖18B-18E顯示500kHz信號而具有0、90、180及270度相位位移的範例波形。積分器電路52可從該等方波信號的其中一者產生三角電壓波形。放大器電路53a及53b產生兩個180度反相位的三角電壓波形，該等是對應於圖4-6所示之電壓來源20的輸出，以供驅動該差分對內的兩個感測器。圖18F及18G顯示自53a及53b所輸出之三角波形的範例。這兩個來自該等放大器53a及53b的輸出會經由該電流至電壓轉換器54a及54b所饋送，然後輸出以連接至如圖4-6中所示的感測器接線31a及31b。
再從來自於該電流至電壓轉換器54a及54b的電壓測量信號輸出(亦即圖4-6所示的測得信號22a及22b)扣減掉來自該等放大器電路53a及53b的三角電壓波形，藉以隔離出該測得信號。圖18H及181顯示對於兩個感測器之所測得信號波形的範例。選定器56a及56b利用180和270度位移參考信號(圖18D及18E)以對該測得信號波形之各個循環的局部進行取樣。而當在最大振幅值處概為穩態時，可對該等波形之各個循環的第二半部取樣以獲得對於該循環之局部的振幅。
低通過濾器57a及57b過濾該等選定信號以實作電容器充電電路的等同物項，而斜率是由該測得信號波形之經取樣局部的振福所決定。此取樣處理可在各個信號之間切換進行，藉以累加在一個信號內的正振幅(圖18J)以及在另一 個信號內的負振幅(圖18K)。在該等放大器58a及58b之輸出處的範例波形係如圖18J及18K所示。該等波形會在各個取樣時段過程中揚升(或落降)，而結束值是由該等測得信號的振幅所決定。來自該等放大器58a及58b的輸出彼此相減，並且由類比至數位轉換器59將該所獲信號轉換成數位信號。然後將所獲數位信號輸出至該數位信號處理電路70以供像是校調、調整及比例設定的進一步處理，藉以得到表示該感測器電容的可用測量值。加法器61及窗口比較器62可產生對於像是電纜短路或開路錯誤情況的誤差信號。
現已參照如前文所述的一些具體實施例以說明本發明。應注意到既已描述各種建構及替代方式，這些可運用於本揭所述的任何具體實施例，即如熟諳本項技藝之人士所知曉者。尤其，關聯於圖12-14所描述的電流測量電路可為運用在任何需要精準電流測量的應用項目，並且關聯於圖17所描述的信號處理電路可運用在任何要求隔離出交替性信號內之振幅信號的應用項目。此外，將能認知到可對這些具體實施例進行熟諳本項技藝之人士所眾知的各式修改和替換，而不致悖離本發明精神與範躊。從而，雖既已描述多項特定具體實施例，然該等僅具示範性質並且不會對如後載申請專利範圍中所定義的本發明範圍造成限制。
1‧‧‧電容感測器
1a‧‧‧薄膜電容感測器
1b‧‧‧薄膜電容感測器
2‧‧‧接地導體目標
3‧‧‧路徑
4‧‧‧感測器-目標電容
4a‧‧‧感測器-目標電容
4b‧‧‧感測器-目標電容
5‧‧‧目標-接地阻抗
6‧‧‧路徑
20‧‧‧電壓來源
20a‧‧‧電壓來源
20b‧‧‧電壓來源
21‧‧‧電流測量電路
21a‧‧‧電流測量電路
21b‧‧‧電流測量電路
22‧‧‧電流測量值
22a‧‧‧電流測量值
22b‧‧‧電流測量值
24‧‧‧遮蔽驅動器
24a‧‧‧遮蔽驅動器
24b‧‧‧遮蔽驅動器
30‧‧‧電纜
30a‧‧‧電纜
30b‧‧‧電纜
31‧‧‧中央導體/感測器接線
31a‧‧‧感測器接線
31b‧‧‧感測器接線
32‧‧‧遮蔽導體
32a‧‧‧遮蔽導體
32b‧‧‧遮蔽導體
33‧‧‧接地外部遮蔽導體
36‧‧‧電纜電容
37‧‧‧雜散接地電容
40‧‧‧薄膜感測器
40a‧‧‧薄膜感測器
40b‧‧‧薄膜感測器
41‧‧‧電極
41a‧‧‧電極
41b‧‧‧電極
42‧‧‧電極
42a‧‧‧電極
42b‧‧‧電極
43‧‧‧電極
45‧‧‧薄膜絕緣層
50‧‧‧類比信號處理局部
51‧‧‧除法器電路
52‧‧‧積分器電路
53a‧‧‧放大器電路
53b‧‧‧放大器電路
54a‧‧‧電流至電壓轉換器
54b‧‧‧電流至電壓轉換器
55a‧‧‧扣減電路
55b‧‧‧扣減電路
56a‧‧‧選定器
56b‧‧‧選定器
57a‧‧‧低通過濾器
57b‧‧‧低通過濾器
58a‧‧‧放大器
58b‧‧‧放大器
59‧‧‧類比至數位轉換器
61‧‧‧加法器
62‧‧‧窗口比較器
70‧‧‧電流測量電路/數位信號處理局部
71‧‧‧負載
72‧‧‧輸入終端
74‧‧‧輸出終端
75‧‧‧電壓供應終端
76‧‧‧電壓供應終端
77a‧‧‧電壓來源
77b‧‧‧電壓來源
78a‧‧‧電容器
78b‧‧‧電容器
79‧‧‧差值電路
80‧‧‧運算放大器
82‧‧‧負輸入終端
83‧‧‧正輸入終端
85‧‧‧電力終端
86‧‧‧電力終端
87‧‧‧阻抗
88‧‧‧差值電路
91‧‧‧電壓來源
92‧‧‧電壓來源
93‧‧‧電容器
94‧‧‧電容器
95‧‧‧電感器
96‧‧‧電感器
100‧‧‧載臺
102‧‧‧投射透鏡
103‧‧‧測量系統
104‧‧‧控制系統
301‧‧‧帶電粒子光束來源
302‧‧‧光束校準系統
303‧‧‧孔徑陣列
304‧‧‧聚光透鏡陣列
305‧‧‧多孔徑陣列
306‧‧‧小光束消隱器陣列
308‧‧‧光束停阻陣列
309‧‧‧光束偏折器陣列
310‧‧‧投射透鏡陣列
330‧‧‧目標/晶圓
335‧‧‧真空室
401‧‧‧感測器集合
402‧‧‧感測器集合
403‧‧‧感測器集合
404‧‧‧感測器集合
405‧‧‧感測器集合
501‧‧‧照射光學元件模組
502‧‧‧孔徑陣列及聚光透鏡模組
503‧‧‧光束切換模組
504‧‧‧投射光學元件模組
505‧‧‧對齊內部子框架
506‧‧‧對齊外部子框架
507‧‧‧震動阻尼架置
508‧‧‧框架
509‧‧‧子平板支撐結構
510‧‧‧夾盤
511‧‧‧短行程載臺
512‧‧‧長行程載臺
521‧‧‧框架員件
520‧‧‧基底平板
530‧‧‧震動阻尼架置
600‧‧‧機櫃
601(x)‧‧‧電路板
602‧‧‧電路板組對
605‧‧‧信號產生器
610‧‧‧電力供應器
611‧‧‧電力供應連接器
612‧‧‧連接器
613‧‧‧類比至數位轉換器
現將參照於附圖所示之具體實施例以進一步解釋本發明的各式特點，其中： 圖1為電容感測器探針及接地導體目標的圖式；圖2為在具有未經接地目標之差分測量配置裡兩個電容感測器探針的圖式；圖3為組合於電壓來源與電流測量電路之主動護衛電路及同軸電纜的圖式；圖4為，在一差分感測器組對配置中，具有電壓來源以及驅動感測器接線和遮蔽導體兩者的遮蔽驅動器之測量電路的圖式；圖5為圖4測量電路之變化項目的圖式，而其中遮蔽驅動器係經整合於電壓來源之內；圖6為運用於圖4或圖5測量電路之三軸式電纜的圖式；圖7A為用以驅動電容感測器之三角AC電壓波形的圖式；圖7B為獲自於圖7A三角電壓波形之理想AC電流波形的圖式；圖7C為在實作上獲自於圖7A三角電壓波形之AC電流波形的圖式；圖8為經連接至三軸式感測器電纜之薄膜電容感測器的截面視圖；圖9A為薄膜電容感測器組對的截面視圖；圖9B為圖9A薄膜電容感測器組對的上視圖；圖10為用以在帶電粒子微影蝕刻機器裡進行距離測量所實作之電容感測器及測量電路的簡化圖式； 圖11為具有多組用於可移動部件位置測量的薄膜電容感測器之模組式微影蝕刻系統的簡化視圖；圖12為具有經饋入該電力供應器內的輸入電壓擾動之電流測量電路的簡化功能圖式；圖13為圖12中具有由電壓來源所驅動的負載之電流測量電路的簡化圖式；圖14為藉由運算放大器所實作之電流測量電路的簡化圖式；圖15為圖14中用以測量來自電容感測器的電流之電流測量電路的簡化圖式；圖16A-C為對於圖13-15電流測量電路之信號的波形圖式；圖17為電流測量系統之一具體實施例的簡化電路圖式；圖18A-K為圖17電路所產生之波形的範例；以及圖19為電路測量系統之電路佈置的簡化區塊圖式。
1a‧‧‧薄膜電容感測器
1b‧‧‧薄膜電容感測器
4a‧‧‧感測器-目標電容
4b‧‧‧感測器-目標電容
20a‧‧‧電壓來源
20b‧‧‧電壓來源
21a‧‧‧電流測量電路
21b‧‧‧電流測量電路
22a‧‧‧電流測量值
22b‧‧‧電流測量值
30a‧‧‧電纜
30b‧‧‧電纜
31a‧‧‧感測器接線
31b‧‧‧感測器接線
32a‧‧‧遮蔽導體
32b‧‧‧遮蔽導體
36‧‧‧電纜電容
37‧‧‧雜散接地電容

Claims (24)

  1. 一種用以產生表示距一目標的所測得位置或距離之測量信號的電容測量系統，該系統具有第一電路，其中含有：薄膜電容感測器(1a)，係經配置以提供依照該所測得位置或距離而定的感測器電容；電纜(30a)，含有感測器接線(31a)及同軸遮蔽導體(32a)，該電纜具有遠方末端及本地末端，該感測器接線係在該電纜的本地末端處電性連接於該電容感測器；電壓來源(24a)，具有在該電纜之遠方末端處連接至該感測器接線和該同軸遮蔽導體的輸出終端，並且該電壓來源係經配置以與該感測器接線大致相同的電壓供給該感測器接線、該電容感測器和該遮蔽導體能量；以及電流測量電路(21a)，具有第一及第二輸入終端和一輸出終端，該電流測量電路係經串聯於該電壓源的該輸出終端和在該電纜之遠方末端處的感測器接線之間，而該第一輸入終端被連接至該電壓來源之輸出終端以及該第二輸入終端被連接至在該電纜之遠方末端處的該感測器接線，該電流測量電路係經配置以測量在該感測器接線之內所流動的電流並且在該輸出終端處產生該測量信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該電壓來源係經組態設定以在其輸出終端處產生AC電壓波形。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之系統，其中該電壓來源係經組態設定以產生具有固定頻率、固定尖峰振 幅以及具有固定斜率之交替性正與負斜率的波形。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之系統，其中該電流測量電路(21a)為電流至電壓轉換器(54a)，該電流至電壓轉換器係經調適以在其輸出終端處產生測量信號來作為表示在該感測器接線內流動之電流的電壓，該系統進一步包含扣減電路(55a)，該扣減電路係用以自該測量信號扣減用於提供該電容感測器能量的電壓波形，藉此產生經修改的測量信號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之系統，進一步包含取樣電路(56a)，該取樣電路係用以在該經修改的測量信號之循環的預定局部過程中對該經修改測量信號重複進行取樣。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之系統，進一步包含第一低通過濾器(57a)，該第一低通過濾器係用以過濾該取樣測量信號，藉此產生表示該測量信號之尖峰振幅的經過濾測量信號。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之系統，其中該電流測量電路含有一或更多電力供應終端，以及經配置以將電壓供應至該等一或更多電力供應終端的電力供應電路，並且其中該系統進一步含有自該電壓來源之輸出終端至該電力供應電路的連接，藉此對經供應至該等一或更多電力供應終端的電壓進行偏壓。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之系統，進一步含有第二電路，該電路含有第二電容感測器(1b)、第二感測器接線(31b)和第二遮蔽導體(32b)、第二電壓來源(24b)以及 第二電流測量電路(21b)，該第二電路係按與該第一電路相同的方式所配置，其中該電壓來源及該第二電壓來源產生彼此為180度反相位的電壓，藉以按差分對配置方式提供該電容感測器與該第二電容感測器電能。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之系統，其中該第二電壓來源係經組態設定以產生具有固定頻率、固定尖峰振幅以及具有固定斜率之交替性正與負斜率的波形，並且其中該第二電流測量電路(21b)為電流至電壓轉換器(54b)，該電流至電壓轉換器係經調適以在其輸出終端處產生第二測量信號來作為表示在該第二感測器接線內流動之電流的電壓，該系統進一步包含第二扣減電路(55b)，該第二扣減電路係用以自該第二測量信號扣減用於提供該第二電容感測器電能的電壓波形，藉此產生第二經修改的測量信號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之系統，進一步包含：第二取樣電路(56b)，係用以在該第二經修改的測量信號之循環的預定局部過程中對該第二經修改的測量信號重複地進行取樣以產生第二取樣測量信號；第二低通過濾器(57b)，係用以過濾該第二取樣測量信號，藉此產生表示該第二測量信號之尖峰振幅的第二經過濾的測量信號；以及差值電路，係用以決定該經過濾測量信號與該第二經過濾測量信號之間的差值。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之系統，其中由該電壓來源(20a)施加於該感測器接線(31a)及該遮蔽導體 (32a)的電壓為大致相同。
  12. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之系統，其中該遮蔽導體(32a)為直接地連接至該電壓來源的輸出。
  13. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之系統，進一步包含經串聯於該電壓來源(20a)與該電流測量電路(21a)之間的遮蔽驅動器(24a)。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之系統，其中該遮蔽驅動器(24a)的輸出係經導引連接於該遮蔽導體(32a)，藉以按照大致相同的電壓來驅動該感測器接線(31a)及該遮蔽導體(32a)。
  15. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之系統，其中該電纜是同軸電纜，其為三軸式電纜，該電纜進一步含有同軸於且繞於該遮蔽導體的接地外部遮蔽導體(33a)。
  16. 一種運用於如申請專利範圍第1項所述之系統的電容測量配置，該配置包含：電壓來源(20a)；電流測量電路(21a)，具有經連接至該電壓來源之輸出的第一終端，該電流測量電路具有第二終端，該第二終端包含用以將感測器電纜(30a)的感測器接線(31a)直接地連接至該電流測量電路的連接點，該電流測量電路具有第三終端，該第三終端用以提供表示為流動於該感測器接線(31a)中的電流的測量信號；以及連接點，係用以將感測器電纜(30a)的遮蔽導體(32a)直 接地連接至該電壓來源的輸出。
  17. 一種用以處理含有第一信號及第二逆反信號之差分測量信號的測量電路(50)，該電路包含：第一電路(51)，係用以產生複數個相位位移參考信號；以及第一取樣電路(56a)，係用以在第一正循環的過程中取樣該第一信號，並且在第二正循環的過程中取樣該第二逆反信號，藉以產生第一樣本輸出。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之測量電路，進一步包含第一低通過濾器(57a)，該第一低通過濾器係用以過濾該第一樣本輸出，藉此產生表示該差分測量信號之尖峰振幅的第一測量信號。
  19. 如申請專利範圍第17項或第18項所述之測量電路，進一步包含第二取樣電路(56b)，該第二取樣電路在第一負循環的過程中取樣該第二逆反信號，並且在第二負循環的過程中取樣該第一信號，藉以產生第二樣本輸出。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之測量電路，進一步包含第二低通過濾器(57b)，該第二低通過濾器係用以過濾該第二樣本輸出，藉此產生表示該差分測量信號之尖峰振幅的第二測量信號。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之測量電路，進一步包含用以將該第一測量信號及該第二測量信號相減的電路。
  22. 如申請專利範圍第17項或第18項所述之測量電路，其中該第一取樣電路係經組態設定以在該差分測量信 號的循環之末端局部的過程中取樣該差分測量信號。
  23. 一種微影蝕刻機器，含有用以載荷晶圓(2)的載臺(100)、投射透鏡構件(102)以及經組態設定以測量該晶圓和該投射透鏡構件之距離的電容感測器(1)，該機器進一步含有如申請專利範圍第1-15項任一項所述之電容測量系統。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之微影蝕刻機器，進一步包含如申請專利範圍第17-22項任一項所述之測量電路(50)。
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