用于测量输入电流的系统技术方案

一种用以测量来自电流源(CS)的输入电流(Ics)并且产生电流测量信号的测量系统，包括电流测量电路(70)，此电路具有连接至该电流源的第一输入终端(72)以及用以提供该电流测量信号的输出终端(74)。该电流测量电路还包括一个或多个电力供应终端(75、76)，其被布置成接收来自电力供应设备(77a、77b)的一个或多个电压以对该电流测量电路供电。该电流测量电路还包括第一电压源(VD)，其被耦接于该一个或多个电力供应终端，该第一电压源将扰动电压提供至该一个或多个电力供应终端，该扰动电压代表在该第一输入终端处的电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量输入电流的系统
本专利技术涉及用于距离测量的电容传感器，并且尤其是用以测量在光刻设备中与目标之间的距离的电容传感器。
技术介绍
在许多应用里，重点是在于必须非常精准地进行电流测量。例如，带电粒子以及光学光刻机与检修机构通常都会需要对从该机构的最终透镜构件到晶圆或是其它待曝光或检修目标的表面之间的距离进行高准确度的测量。这些机构以及其它具有可移动部件的机构一般说来都会要求各种部件精确地对齐，而此精确对齐可通过测量从该可移动部件至参考点的距离来实现。在这些要求细致位置或距离测量的应用里可利用电容传感器。当电容传感器被供给能量时，电流流经该传感器，并且此电流会依照该传感器构件与相对表面之间的距离而改变。可利用此电流的精准测量结果来正确地决定该测量距离。为对电路进行测量，可利用测量电路，该测量电路以待测量的电流作为输入而且提供测量信号作为输出，该信号通常是电压的形式，同时可对该信号做进一步处理并转换成数字信号。有多项因素会对这种测量电路中的误差有贡献。这些因素包括该测量电路内的寄生阻抗、该输入电路的有限共同模式拒绝比值(CMRR)，以及该测量电路中与共同模式无关的传送功能的不正确度。这种寄生阻抗的数值可有所变化，例如，取决于诸如温度的因素，并且输入上的扰动也可能随着时间而改变。从而导致难以对这些影响进行补偿。通常会有必要将用于驱动该电容传感器以及用于产生需要测量的信号的电子测量电路设置在与该传感器一段距离处，原因是其中设置传感器的不友善环境，或者缺少适当位置而无法将该电路设置在靠近传感器处。在诸如EUV及带电粒子系统的现代光刻应用里，这些传感器通常是位在对于污染物和外部扰动极为敏感的真空环境内，并且若位于真空环境内，则在自电路上移除热能方面会产生问题，同时对这种电路的维护作业也造成妨碍。这种传感器与设置在远程处的驱动和测量电路间的线路连接会将寄生电容引入至系统内，故而影响到传感器的读取作业。若能将测量电路设置在传感器探针处，则可直接地且正确地测量传感器电流。由于这些被缆接系统所引入的平行寄生电容，在具有远程设置的测量电路的系统里通常会避免进行传感器内的电流的测量。传统的解决方案会引入需要加以考虑的测量误差，这通常是通过对该所合并传感器及接线安装加以校准。然而，线缆连接越长，这些问题就会越严峻。对传感器与传感器接线的结合进行校准的要求会降低设计与传感器系统构建上的弹性并同时提高其成本，此外每当更换传感器或其接线时也另需进行再校准，因此使得替换作业变得复杂、耗时且成本昂贵。
技术实现思路
本专利技术寻求解决或减轻上述缺点，提供一种用以测量来自电流源的输入电流并且产生电流测量信号的改良的测量系统，其中包括电流测量电路，此电路具有连接至该电流源的第一输入终端以及用以提供该电流测量信号的输出终端。该电流测量电路还包括一个或多个电力供应终端，其被布置成接收来自电力供应设备的一个或多个电压以对该电流测量电路供电。该电流测量电路还包括耦接于该一个或多个电力供应终端的第一电压源，该第一电压源将扰动电压提供至该一个或多个电力供应终端，扰动电压代表在第一输入终端处的电压。该测量系统可还包括差分电路，其被布置成从在电流测量电路的输出终端处的信号减去由该第一电压源所产生的电压，以产生该电流测量信号。第一电压源可连接至电流测量电路的第一输入终端以驱动负载，以构成电流源。该负载可包括电容传感器，用以产生按照该电容传感器与目标间的距离而改变的电流。该负载可通过包括传感器接线及屏蔽导体的电缆连接至该电流测量电路的第一输入终端，其中该传感器接线串联于该负载与该第一输入终端之间，并且该屏蔽导体被连接至该第一电压源。第一电压源的输出终端可经由一个或多个电容器耦接至该电流测量电路的一个或多个电力供应终端。该电流测量电路可包括电流-电压转换器。电流测量电路可包括运算放大器，该运算放大器的负输入终端用作该电流测量电路的第一输入终端，并且该运算放大器的输出终端作为该电流测量电路的输出终端，该运算放大器还包括正输入终端以及一个或多个电力供应终端，其中该运算放大器的正输入终端电连接至该运算放大器的一个或多个电力供应终端。运算放大器的正输入终端可经由一个或多个电容器电连接至该运算放大器的一个或多个电力供应终端。可利用第一电压源来产生具有三角波形的电压，并且电流源可产生具有大致方型波形的电流。另一方面，本专利技术涉及一种用以对来自电流源的输入电流进行测量并且产生电流测量信号的方法。该方法包括下列步骤，将输入电流提供至电流测量电路的第一输入终端，该测量电路具有一个或多个电力供应终端，其被布置成接收来自电力供应设备的一个或多个电压以对该电流测量电路供电；将扰动电压提供至该一个或多个电力供应终端，该扰动电压代表在该第一输入终端处的电压；以及在该电流测量电路的输出终端处产生代表在该电流测量电路第一输入终端处的输入电流的输出信号。该方法可进一步包括，从该电流测量电路的输出终端处的输出信号减去该扰动电压，以产生电流测量信号。该方法还可以包括，以电压来驱动负载，以在电流测量电路的第一输入终端处产生输入电流，并且该负载可包括电容传感器以产生按照该电容传感器与目标间的距离而改变的电流。该方法可进一步包括，通过包括传感器接线及屏蔽导体的电缆，将该负载连接至该电流测量电路的第一输入终端，其中该传感器接线串联于该负载与该第一输入终端之间，并且通过与驱动负载所使用的大致相同的电压来为该屏蔽导体供给能量。扰动电压可经由一个或多个电容器被提供至一个或多个电力供应终端，并且可通过一个或多个电感器与电力供应电压隔离。【附图说明】现将参照附图所示的具体实施例进一步解释本专利技术的各个方面，其中:图1为电容传感器探针及接地导体目标的示图；图2为在具有未接地目标的差分测量布置里的两个电容传感器探针的示图；图3为与电压源和电流测量电路组合在一起的主动护卫电路及同轴电缆的示图；图4为，在差分传感器组对(pair)布置中，具有电压源以及驱动传感器接线和屏蔽导体两者的屏蔽驱动器的测量电路的示图；图5为图4测量电路的变化项目的示图，其中屏蔽驱动器被整合于电压源之内；图6为图4或图5测量电路所使用的三轴式电缆的示图；图7A为用以驱动电容传感器的三角AC电压波形的示图；图7B为来自于图7A的三角电压波形的理想AC电流波形的示图；图7C为实际上来自于图7A的三角电压波形的AC电流波形的示图；图8为连接至三轴式传感器电缆的薄膜电容传感器的截面视图；图9A为薄膜电容传感器组对的截面视图；图9B为图9A薄膜电容传感器组对的顶视图；图10为用以在带电粒子光刻机里进行距离测量所实施的电容传感器及测量电路的简化示图；图11为具有多组用于可移动部件位置测量的薄膜电容传感器的模块式光刻系统的简化视图；图12为具有馈入到电力供应设备内的输入电压扰动的电流测量电路的简化功能示图；图13为图12中具有由电压源所驱动的负载的电流测量电路的简化示图；图14为使用运算放大器实施的电流测量电路的简化示图；图15为图14中用以测量来自电容传感器的电流的电流测量电路的简化示图；图16A-16C为图13_15的电流测量电路的信号的波形图；图17为电流测量系统的一个实施例的简化电路示图；图18A-18K为图17的电路所产生的波形的例子；以及图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量来自电流源(CS)的输入电流(Ics)并且产生电流测量信号的测量系统，其包括电流测量电路(70)，所述电流测量电路具有经连接至所述电流源的第一输入终端(72)以及用于提供所述电流测量信号的输出终端(74)，其中所述电流测量电路还包括一个或多个电力供应终端(75、76)，其被布置成接收来自电力供应设备(77a、77b)的一个或多个电压，以对所述电流测量电路供电，以及其中所述电流测量电路还包括耦接到所述一个或多个电力供应终端的第一电压源(VD)，所述第一电压源将扰动电压提供给所述一个或多个电力供应终端，所述扰动电压代表在所述第一输入终端处的电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.30 US 61/503,5551.一种用于测量来自电流源(CS)的输入电流(1。3)并且产生电流测量信号的测量系统，其包括电流测量电路(70)，所述电流测量电路具有经连接至所述电流源的第一输入终端(72)以及用于提供所述电流测量信号的输出终端(74)，其中所述电流测量电路还包括一个或多个电力供应终端(75、76)，其被布置成接收来自电力供应设备(77a、77b)的一个或多个电压，以对所述电流测量电路供电，以及其中所述电流测量电路还包括耦接到所述一个或多个电力供应终端的第一电压源(VD)，所述第一电压源将扰动电压提供给所述一个或多个电力供应终端，所述扰动电压代表在所述第一输入终端处的电压。2.如权利要求1所述的测量系统，进一步包括差分电路(79)，其被布置成从在所述电流测量电路的输出终端(74)处的信号减去由所述第一电压源(VD)所产生的电压，以产生所述电流测量信号。3.如权利要求1或2所述的测量系统，其中所述第一电压源(VD)被连接至所述电流测量电路(70)的第一输入终端(72)以驱动负载(71)，从而构成所述电流源(CS)。4.如权利要求3所述的测量系统，其中所述负载(71)包括电容传感器(40)，用于产生随着所述电容传感器与目标⑵之间距离改变的电流(IJ。5.如权利要求3或4所述的测量系统，其中所述负载(71)是通过包括传感器接线(31)及屏蔽导体(32)的电缆(30)连接至所述电流测量电路(70)的第一输入终端(72)，其中所述传感器接线被串联于所述负载(71)和所述第一输入终端之间，并且所述屏蔽导体被连接至所述第一电压源(VD、20)。6.如前述任一项权利要求所述的测量系统，其中所述第一电压源(VD)的输出终端是通过一个或多个电容器(78a、78b)耦接至所述电流测量电路(70)的一个或多个电力供应终端(75、76)。7.如前述任一项权利要求所述的测量系统，其中所述电流测量电路(70)包括电流-电压转换器。8.如前述任一项权利要求所述的测量系统，其中所述电流测量电路(70)包括运算放大器(80)，所述运算放大器的负输入终端(82)用作所述电流测量电路的第一输入终端(72)，并且所述运算放大器的输出终端(84)作为所述电流测量电路的输出终端(74)，所述运算放大器还包括正输入终端(83)以及一个或多个电力供...

【专利技术属性】
技术研发人员：C沃伯格，R莫赛尔，KP帕德耶，E德科克，W维斯，
申请(专利权)人：迈普尔平版印刷IP有限公司，
类型：
国别省市：