正交于感测电极表面的Z轴上）。可W改变传感器的尺寸W适应不同的测量范围，如本 领域技术人员将理解的那样。
[0105] 图5至图8的实施例也可W是利用光刻技术做出的，W达到甚至更薄的材料层，例 如，具有100纳米(+/-10纳米)厚度的感测电极31，厚度150纳米(+/-10纳米)的侧护电极32 (若包含的话)及背侧电极35, W及厚度50纳米(+/-10纳米)的绝缘层34。运些实施例中的感 测电极是方形或圆形的，提供大感测面积W最大化传感器的灵敏度，并最小化传感器的整 体尺寸。然而，传感器可W与运些形状相异，而具有长方形、卵形或其他形状的感测电极（W 及，情况类似地，防护电极）W最大化感测区域。
[0106] 图5至图8的实施例可W被构建成具有做为电极31、32的导电层，其沉积于绝缘层 35上或是用黏着剂或接合层附加在该绝缘层。感测与防护电极之间的间隙39的形成，可W 是通过针对感测和防护电极二者形成单一导电层，并利用激光或蚀刻来移除材料，W建立 该间隙。优选地W激光做出极小的间隙宽度，且可W使用激光做出具有极小偏离的25微米 宽的间隙，而蚀刻则通常精准度较差。
[0107] 传感器可W利用各种不同的技术制造，例如，利用光刻技术、MEMS(Micro Electro Mechani Ca I Sy S terns;微机电系统)技术，或可晓性印刷电路技术。利用可晓性印刷电路技 术，绝缘层34可W被提供为适当材料的可晓性薄片或卷带的形式，诸如凯通聚酷亚胺膜或 类似的可晓性绝缘膜。导电电极31、32及35可W由铜质或其他适当导电材料的薄层形成，利 用黏着剂固定至绝缘层34,形成为无胶压制层(a化esiveless laminate)，例如，使用直接 金属化制程(direct metallization process)、或者是利用导电油墨或其他适当的印刷技 术印刷至绝缘层上。保护绝缘膜37及38可W是由与层34相同种类的材料形成。
[0108] 可晓性印刷薄膜传感器易于生产且可W快速地产出，导致极短的生产前置时间。 可W将传感器制造成在从传感器到信号处理电路之间具有稳健的连接。小尺寸对于置放于 待测量距离的点上或极接近处提供更多的灵活性。传感器可W被附着于适当处作为单独的 传感器组件，W快速并简易地组装感测系统。单独传感器的平整度及倾斜度可W在其被附 着到适当位置之后进行检查，并在测量过程中进行校准。在使用可晓性薄片的材料做为绝 缘层的情形，可W将整个传感器构造成具有可晓性。
[0109] 在一些上述的实施例中，感测电极与侧护电极间的间隙宽度并未满足上述的比较 性设计规则，例如，感测电极与防护电极间的间隙大于感测电极与祀材间的距离的五分之 一。然而，薄膜结构的优点在传感器的许多应用上均比上述特点重要。
[0110] 图9A至图9C显示被构造为单一集成单元的传感器对的各种实施例。在运些实施例 中，该集成单元包含两个传感器30a及30b，各自均具有其自身的感测电极31a、3化W及背护 电极35a、35b。图9A中的传感器使用导电板40做为屏蔽电极，而图9B和图9C中的传感器则共 享与传感器对集成的单一屏蔽电极44。在图9C的实施例中，利用屏蔽电极44与板40之间的 胶点或胶线56将传感器安装至板40。在板40是具有导电性的情况，可W使用导电胶将板40 和屏蔽电极44电连接，W更有效地使屏蔽电极接地。运两个传感器30a、30b优选地作为如上 所述的差动对工作，其中每一传感器均被与所述对中另一传感器不同相位的电压或电流所 驱动，优选地是相位相差180度，且执行差动式测量W抵消共模误差。
[0111] 图9D显示差动式传感器对的上视图。背护与感测电极形成于圆角四边形之中，该 形状被设计成能契合于，例如，显示于图20D及图21B的区域115之内。此形状针对在区域115 限制范围内的感测电极造成最大面积，W产生最高分辨率的测量。运些电极还可W形成为 圆形的形状，也紧密地契合于区域115之内，W产生最大面积的感测电极。
[0112] 图IOA至图IOD显示使用不同材料作为传感器基板的薄膜电容式传感器的各种组 态。运些实施例适合于使用光刻技术的构造，使得可W制造具有极小间隙尺寸的形状极为 精确的电极。运让传感器能够被构造成满足上述的比较性设计规则，且具有极高的分辨率 W测量极小的形态和极小的距离。光刻处理还使得连接线和接触/接合垫被制做成具有极 小的轨道宽度和精确的尺寸。此外，光刻处理是本领域技术人员所熟知的，一旦制程流程开 发出来，其可W很容易地被应用于具有更高分辨率的传感器的生产。然而，制程的前期开发 造成较长的生产前置时间，且将需要短程的循环试验W验证不同的制程步骤。图IOA至图 IOD仅显示层的布置，并未显示侧护电极，但若其包含于其中，则将与感测电极形成于同一 层，且并未显示侧护电极及背护电极的可选连接。
[0113] 对于一个或多个传感器安装在诸如光刻机器的机器上的应用，运些实施例中的基 板可W被超过一个传感器所共享，使得一组传感器被构造在一个单元中。此类布置的实例 显示于图13A至图13D中，描述于下。基板可W从而被连接至安装板，或者该基板可W被用作 用于将传感器安装至机器的安装板。
[0114] 图IOA中的实施例具有娃基板45,其两侧上形成有绝缘层47a、47b。感测电极31形 成于其中一个绝缘层的表面上，且背护电极35形成于另一绝缘层的表面上。此实施例可能 需要防护电极的主动偏压(active biasing)W正常运作，其可能需要对传感器安装于其上 的板进行图案化。此外，投射透镜和传感器之间的电容性禪合可能是一个问题。
[0115] 图IOB中的实施例具有娃基板45,具有形成于一侧上的多个层，包含第一绝缘层 47曰、形成于该第一绝缘层上的感测电极31、第二绝缘层47b、W及形成于该第二绝缘层上的 背护电极35。此实施例排除图案化安装传感器的安装板的需要，且还排除投射透镜和传感 器之间的电容性禪合。然而，与图IOA的实施例相比，需要额外的绝缘层。
[0116] 娃基板并非优良的绝缘体，故运些实施例中包含绝缘层。娃基板的另一缺点在于， 由于娃中的杂质，娃中可能产生寄生电流，而运些电流可能干扰传感器的电容测量。
[0117] 图IOC中的实施例具有派勒克斯玻璃(pyrex)基板46,其中感测电极31形成于一个 表面之上，而背侧电极35形成于另一表面之上。若实施防护电极的主动偏压，则此实施例也 需要图案化传感器被安装于其上的板，虽然主动式防护可W省略，但在灵敏性上有所降低， 并在传感器中加入了小量的非线性。具有此种结构的实施例，包含厚度100微米的基板W及 感测电极与侧护电极之间16微米的间隙，当施加 WlSOkHz(千赫兹）的SOiiA(微安培）电流 时，在传感器与祀材相距0.8微米的距离的情况可W产生大约11.5V的有效输出电压，且在 传感器和祀材相距1.8微米的距离的情况可W产生大约13.5V的有效输出电压。
[0118] 图IOD中的实施例具有派勒克斯玻璃基板46,具有形成于一侧上的多个层，包含防 护电极49、形成防护电极上的绝缘层47,并且感测电极48形成于绝缘层上。此布置方式不需 要对传感器安装于其上的板进行图案化，且由于该100微米的派勒克斯玻璃层，投射透镜与 传感器之间的电容性禪合被降低。派勒克斯玻璃是优良的绝缘体，因而对于使用派勒克斯 玻璃基板的实施例，娃实施例中所用的绝缘层可W被省略。
[0119] 传感器电极(感测、侧护及背护电极)与信号处理系统间的电连接的形成，需要做 出通往小型传感器组件的稳健低阻抗连接。该连接应该要能够承受预期的机械应力，同时 在传感器装置之中要避免引入额外的寄生电容。对于使用光刻机器的传感器应用，该连接 也应该要避免使用会对真空环境产生污染的材料。
[0120] 图11显示一传感器，具有接触垫50a、50b形成于连接线41及42的端部，用于形成从 传感器通往信号处理电路的外部连接。图12A和图12B显示用于电接触至传感器电极的接触 垫的结构的剖面视图。运些特别适用于使用由娃、派勒克斯玻璃和类似材质构成的基板的 实施例。运些实施例在基板的背侧提供接触垫，W电连接至位于该基板前侧上的传感器电 极。图12A显示的实施例具有穿过基板55的穿孔。导电接触垫50形成于娃基板的背侧上，且 穿过该穿孔形成导电连接51W与位于基板前侧上的导电层52相连接。图12B显示的实施例 具有电连接形成于基板55的边缘上。导电接触垫50形成于基板的背侧上，且导电连接51形 成于该基板的边缘处，W与位于基板前侧上的导电层52相连接。
[0121] 对于使用娃或其他非电介质基板的实施例，绝缘层53将导电层52与基板分隔，且 小绝缘层54将接触垫50与基板分隔。该穿孔在图12A中也涂覆W绝缘层，且图12B中位于导 电连接51下的基板的边缘也涂覆W绝缘层。接触垫所需的额外绝缘层产生额外的小寄生电 容。对于使用诸如派勒克斯玻璃的电介质基板的实施例，该额外绝缘层是可选的，而额外的 寄生电容被减小。
[0122] 图13A至图13D显示感测系统的实施例，其具有多个传感器构造在环绕光刻机器的 投射透镜104的单一基板102上。图13A显示该基板的前侧，即，朝下面且面向曝光晶圆的一 侧。八个传感器(包含四个传感器对)形成于基板上，成对地分隔在投射透镜周围。在此实施 例中，为每一传感器在基板的前侧上形成导电感测电极31。侧护电极32环绕每一感测电极， 在其间形成小间隙。连接线105充当每一感测及防护电极与基板边缘之间的电连接。在此实 施例中，基板由诸如派勒克斯玻璃或凯通的介电材料制成，且电极和基板之间并未使用额 外的绝缘层。也可W在基板前侧上的传感器电极上形成薄保护绝缘层。
[0123] 图13B显示该基板的背侧，即，朝上远离待曝光晶圆的一侧。每一传感器均形成导 电背护电极35于基板的背侧上。就每一传感器而言，该背侧电极对齐位于基板前侧的感测 和侧护电极。在此实施例中，具有圆形电极，就每一传感器而言所有电极的中屯、均是对齐 的。背侧电极35的直径比感测电极31大，且可W等于或大于位于前侧的侧护电极32的直径。 连接线106充当背护电极与基板边缘之间的电连接。
[0124] 基板前侧上的连接线105与背侧上的连接线106可W被布置成在边缘处形成基板 背侧上的接触垫50a和50b，利用图11、12A或12B中显示的构造，其中接触垫50a电连接至感 测电极31而接触垫50b连接至侧护电极32和背护电极35。在此实施例中，接触垫区域交替形 成，使得来自感测电极的每一接触垫50a在其两侧均具有来自对应的侧护及背护电极的接 触垫50b。在基板的边缘处还形成额外的接触垫50cW连接至屏蔽电极，其可W连接至将传 感器连接至测量系统的缆线的屏蔽护套。接触垫区域共同形成接触垫50,布置在对应于基 板上的传感器对装置的分离区域中。
[0125] 图13C显示基板的背侧，具有绝缘层110形成于基板上，并环绕基板边缘保留一间 隙，使得接触垫50被暴露出来W做为连接之用。图13D显示被安装在隔离/安装板112上的基 板102。安装板112可W是导电的，且可W充当屏蔽电极，可W接地，或者可W分离组件的形 式提供做为屏蔽电极的导电屏蔽板。接触垫50c充当连接区域，形成通往屏蔽电极的电连 接，例如，W连接至传感器屏蔽护套。绝缘层110使防护电极与安装板/屏蔽电极电隔离。在 此实施例中，安装板在环绕其边缘处具有切除区，W使得接触垫50暴露出来而形成电连接。 [01%]在一个实施例中，图13A至图13D的配置可包含一50毫米直径的派勒克斯玻璃基 板，具有例如19x 19毫米或26x 26毫米的方形孔，W容纳投射透镜。感测电极具有3.8毫米 的直径W及在感测电极与防护电极之间16微米的间隙，防护电极具有1毫米的宽度，而背侧 电极具有6毫米的直径。连接线105具有0.05毫米的宽度和16微米的间隔，而连接线106具有 0.5晕米的宽度和0.5晕米的间隔，接触垫可W是0.5晕米宽及1.4晕米长，且接触垫彼此被 0.5毫米的间隙分隔。传感器可W被施加 W频率200kHz的1 OiiA电流。
[0127] 显示于图13A至图13D的实施例中的传感器，或本文所述的任一种其他传感器配置 方式，均可W依据例如图6A至图6F、图7A至图7B、图8A至图8B、图9A至图9C、图IOA至图10D、 图11或图12A至图12B中所述的任一实施例构建而成，且可W是W差动对的形式配置，其中 差动对中的每个传感器均被与该差动对中的另一传感器不同相位的电压或电流驱动。举例 而言，差动对中的第一传感器可W被与该对中的另一传感器相位相差180度的电流驱动。为 了降低传感器对之间的禪合，让多个传感器差动对可W-起使用，每一传感器对均可W被 与相邻传感器对相位有所偏移的电压或电流驱动。例如，相邻的传感器对可W各自被彼此 相位相差90度的电流驱动。举例而言，图13A顶端的传感器对可W被施加 W相位为0度和180 度的电流，位于右侧和左侧的传感器对各自可W被施加 W相位为90度和270度的电流，而底 部的传感器对可W被施加 W相位为0度及180度的电流。W此种方式，运用相位分割技术配 合相邻传感器对的正交偏压，W分隔差动对并降低其间的干扰。可W替代性地或进一步地 采用诸如频率分割或时间分割的其他技术W降低传感器对之间的干扰。
[0128] 需要从传感器探针到信号处理系统的电连接，W将电信号传离传感器和发送电信 号，W将原始传感器信号转换成有用的格式。图14显示传感器布置的侧视图，具有传感器 30,其在光刻机器投射透镜104周围安装在基板102的前侧上。基板102还可W充当安装板 112，W将传感器安装至进行距离测量的设备，例如，光刻机器的投射透镜。接触垫50形成于 基板的背侧上，而金属接触弹黃形式的连接导线60电接触所述垫W连接至信号处理系统。
[0129] 图15A及图15B显示另一种可替换的连接布置方式，其使用可晓性印刷电路连接构 件110,包含可晓性膜片111，导电轨道114a、114b、114c印刷或附着于其上。在运些导电轨道 上可W形成保护绝缘层。晓性印刷连接器110-端接合至接触垫50或传感器电极的连接区 域，使得导电轨道形成通往传感器电极的电连接。在所示的实施例中，导电轨道114a连接至 感测电极的接触垫，而导电轨道114b和114c连接至侧护电极和/或背侧电极的接触垫。在屏 蔽电极包含于传感器结构中的情况，额外的导电轨道可W形成于晓性印刷连接器上，W将 屏蔽电极连接至远离传感器及支承传感器的结构的接地电位。连接器插头或插槽116通过 接头117附接至晓性印刷连接器110的另一端，形成与导线或连接接脚120的电接触，W将传 感器信号传输至信号处理系统。图15A显示晓性印刷连接器110的实施例的下侧，其显示导 电轨道114至1114c，W及运些导电轨道所连接的一组接触垫50的上视图。图15B显示该晓性 印刷连接器110连接至接触垫时的侧视图。该晓性印刷连接器是可晓性的，且可W与本文所 述的任一传感器实施例一起使用。该晓性印刷连接器的最大弯曲半径(maximum bending radius)应予慎重考虑，特别是对于极细小的导电轨道宽度，且该晓性印刷连接器与传感器 接触垫在组装期间的对齐相当重要。
[0130] 当绝缘层34是由诸如聚合物绝缘膜或类似的适当材料制成时，可晓性膜片111可 W由相同的材料形成，且集成至绝缘层34而作为绝缘层的延伸。在此实施例中，导电轨道 114a-114c可W类似地由相同的材料形成，且集成至感测电极31和侧护电极32和/或背侧电 极35而作为运些