电极的延伸。在此组态之中，电极和导电轨道间的接触垫将不再是必需的， 但接触垫可W使用于导电轨道的末端。在另一实施例中，导电轨道可W是W与传感器电极 相同的方式形成分层，举例而言，使得连接至背护电极的导电轨道形成于绝缘层上方，该绝 缘层形成于连接至感测电极的导电轨道上方。此结构也可W被延伸W包含连接至屏蔽电极 的导电轨道，该屏蔽电极形成于绝缘层上方，该绝缘层形成于连接至背护电极的导电轨道 上方，例如图21D中所示。
[0131] 图16A显示带电微粒光刻机器的投射透镜和偏转器堆找(deflector stack)132的 剖面视图。堆找132典型地包含垂直迭置的投射透镜组件W及子束偏转器组件，W将光刻机 器产生的带电微粒子束聚焦至晶圆的表面上，并W扫描模式跨越晶圆表面对其进行偏转。 每一垂直迭置的投射透镜组件实际上均可W包含投射透镜的阵列，W同时将大量子束聚焦 至晶圆表面上，每一子束用于曝光晶圆的不同部分，且每一偏转器组件均可W类似地包含 偏转器的阵列。
[0132] 透镜堆找132安装于外壳框架构件130之中。安装板112,其也可W充当透镜堆找的 两个静电透镜组件间的隔离件，被置放于框架构件130下方并附着至框架构件130,具有位 于中央的孔桐，带电微粒束被投射通过该孔桐。板/隔离件112可W由玻璃或其他适当的绝 缘材料制成，W在透镜堆找132与底部透镜104、晶圆、传感器、及附近其他组件中存在的高 电压之间提供绝缘层。板112,和通常是圆柱形状的框架构件130和上方安装板133,共同构 成投射透镜及偏转器堆找132的外壳结构。
[0133] 板112或者可W是导电性的或包括导电层，起到电容式传感器的屏蔽电极的作用。 板112还可W是传感器可W形成于其上的基板102。在所显示的实施例中，投射透镜堆找132 包含一连串投射透镜组件，它们布置成垂直堆找的形式，大部分位于平板112上方，但该堆 找最后的透镜组件104位于该板的下方，在板112的底部表面上。
[0134] 图16B显示用于测量距离的传感器的配置，该距离与投射透镜堆找的底部投射透 镜104与静置于可移动式晶圆固定台134上的晶圆9之间的距罔有个。应注意晶圆和固定台 均基于方便性而示意性地显示，其宽度实际上远大于透镜堆找外壳的尺寸。典型地，晶圆是 200或300毫米的直径，而透镜堆找外壳是50至70毫米。传感器30与置放底部投射透镜104被 安装于同一板112上，且极为接近透镜104。传感器优选为小于光刻机器的曝光场的尺寸，且 一些或所有传感器可W是比等于该曝光场尺寸的宽度或长度的距离更接近投射透镜的边 缘。
[0135] 在此配置之中，传感器的安装与投射透镜呈固定的相对关系，使得底部投射透镜 104与晶圆9之间的距离可W从传感器和晶圆间的测量距离确定。本文所述的传感器的极小 尺寸使其有可能将传感器安置于极为接近投射透镜之处，并容许其与投射透镜的最后聚焦 组件安置于同一支承构件之上，使得其二者均被安装至同一参考点。由于传感器与底部投 射透镜被集成于单一结构上，运大幅地降低源于传感器和投射透镜相对位置改变的误差， 举例而言，因为热胀冷缩W及底部投射透镜安装于其上的支承构件与传感器安装于其上的 支承构件间的移动，W及分别因为传感器与底部投射透镜不同基部结构的安装不精确所造 成。运致使针对传感器系统在X和y轴上（即，平行于晶圆的表面)和在Z轴上（即，正交于晶圆 的表面)的变化进行校准的需要得W排除，或至少降低对运样的校准的需要。传统的电容式 传感器的高度和宽度过大W至于无法安装在板112上，而必须被不定在远离投射透镜104之 处，例如在框架构件131上。
[0136] 聚焦效果主要由最后(底部）的投射透镜104决定。在上述的集成式设计特征之中， 电容式高度传感器与投射透镜彼此集成，使得在传感器与该最后投射透镜组件的聚焦产生 区域之间并无其他组件存在。该集成式系统中唯一必需注意的变化是单一投射透镜电极 104的公差，其是一极薄的组件(通常是200微米或更小）。传感器和投射透镜之间的关系仅 会被该最后组件104的公差干扰。若排除聚焦组件(投射透镜的最后组件）的厚度公差的影 响，电容式传感器的确切测量基本上将匹配从聚焦组件到晶圆表面（即，射束聚焦的平面/ 位置)的距离。运种聚焦组件的厚度不确定性仅是测量祀材和传感器工作范围的一小部分， 因此除了决定传感器静止电容(rest capacitance)的"无限远测量"之外，并不需要对传感 器进行额外的校准。运可W藉由直接测量无限远，即，未置放一晶圆的情况，而决定。传感器 和投射透镜的紧密集成将系统的整体公差最小化，使得电容式传感器的读取结果的精确度 足W使用于光刻机器，而不需要额外的校准。额外的优点在于该微小设计使得能够测量与 接近曝光射束的祀材(晶圆）的距离，更进一步最小化测量误差。
[0137] 传感器被设置在与投射透镜104的底部相邻的板112上。对于W分离形式构建的传 感器，例如，依据显示于图5至图9中的薄膜架构形式，各个传感器可W直接固定至安装板 112,例如，透过利用黏着剂。对于形成于共同基板上的传感器，例如，显示于图13A至图13D 的类型，传感器基板还可W利用黏着剂或其他附接方式固定至安装板112。还有可能将共同 传感器基板同时做为安装板112。
[0138] 投射透镜104的底部可W是与传感器30的感测电极的底部表面大致位于同一高 度，或者可W略微较低。通过设计系统使得预定测量的距离几乎等于实际上量得的距离 (即，感测电极的底部表面与待测量祀材之间的距离），则系统的灵敏度得W提升。在一个实 施例中，当使用于光刻机器时，投射透镜104的底部延伸超过传感器30的感测电极的底部表 面下方50微米。投射的焦面是在投射透镜的底部下方50微米W及感测电极下方100微米。晶 圆固定台在感测电极的底部表面下方具有80至180微米的Z轴（垂直)方向移动范围，W及 100纳米的定位精确度，此范围的顶端使晶圆落入感测电极的80微米之内，而此范围的底部 将晶圆移动至感测电极下方180微米处。
[0139] 图17A至图17D显示具有多个传感器30和集成晓性印刷连接器110的可晓性印刷电 路结构120。结构120包含绝缘材料的可晓性基座，诸如凯通聚酷亚胺膜或类似的可晓性绝 缘膜。传感器的导电电极和构成连接线的导电轨道可W由铜或其他适当导电材料的薄层形 成，利用黏着剂固定至绝缘基座层，形成为无胶压制层，例如，使用直接金属化处理、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。保护绝缘膜可W从而形成在该导电 层上。
[0140] 在显示于图17B的实施例中，八对传感器布置成环绕方形缺口 121的方形阵列，该 方形缺口 121用于容纳底部投射透镜104。也可W使用单一传感器来取代传感器对，并且也 可W使用传感器或传感器对的不同空间布置。该可晓性基座层包含做为晓性印刷连接器 110的延伸部分，W如前所述的方式构建，用于构成传感器与信号处理系统之间的电连接。 晓性印刷连接器110连接至连接器116,其提供应力缓解W及通往=轴缆线210的接口，该= 轴缆线210用于连接至远程信号处理系统。
[0141] 传感器与自该传感器传输信号至远离该传感器处所需的连接及接线的集成解决 了许多问题，在上述远离该传感器处可做出更大型且更稳固的连接。由于接线及连接器硬 件的尺寸限制，故传感器的超小尺寸使得难W构造出电连接。接线引入的电容必须加 W控 审IJ，使其不至于支配传感器系统。接线的任何小移动或振动均可能造成损伤或者导致需要 重新校准传感器。将传感器和传感器接线二者集成到单一晓性印刷可晓性基座层上，使得 传感器处的连接可W具有极小的尺寸，该接线引入的电容可W在系统设计期间加 W控制， 而整合到单一基座层上产生机械性的稳健设计，大幅降低了接线移动所造成的问题。
[0142] 将多个传感器与它们关联的接线集成到单一基座层上具有进一步的优点。通过在 单一基座上形成传感器阵列，传感器的空间布置在制造之时固定，且较大的集成结构更易 于处置和接附至例如光刻机器的设备。
[0143] 信号预处理电路200可W通过将该电路印刷或W其他方式形成于可晓性基座层 上，而被集成到晓性印刷连接器上。信号预处理电路200可W包含用于传感器防护电极的主 动偏压(描述于下）的缓冲器/放大器(buffer/amplifier)，可W包含额外的电路，或者可W 省略，使得仅连接硬件位于投射透镜附近，而所有主动式部件均置于远程。当光刻机器在真 空环境之中工作时，将主动式部件置于接近传感器处且位于真空中可能会由于真空中热传 输的不足而造成从运些主动式部件散热的问题。然而，将主动式防护所必需的部件置于接 近防护电极处提高了系统的性能。在所显示的实施例中，信号预处理电路200被置于紧邻连 接器116之处，使得电路产生的热量可经由连接器116更有效地被传导至缆线210并离开传 感器装置。
[0144] 图18显示可供选择的另一种连接布置。晓性印刷连接器110在一端连接至位于安 装板112上的传感器30,而在另一端经由连接导线或接脚201连接至信号预处理电路200。信 号预处理电路200可W安装在框架构件131上，优选地位于凹处或隔出的空间中。信号预处 理电路200的输出经由导线或接脚202、连接器204、W及=轴缆线210被传送至控制系统。
[0145] 图19A及图19B显示一配置，用于将集成可晓性印刷电路结构120(显示于图17A至 17D中）安装在光刻机器中。图19A显示上述的配置，投射透镜堆找被移除W提高可见性，可 晓性印刷电路结构120位于框架构件136中的凹井中。连接器116经由=轴缆线210连接至电 缆束212,电缆束212又连接至缆线214W连接至远程信号处理系统。图19B显示底部视图，其 显示可晓性印刷电路结构120和面向晶圆的传感器30。
[0146] 可晓性印刷电路结构120可W利用黏着剂或其他适当的附着方法被固定至安装板 的底部表面，例如显示于图16A和16B中的安装板112。运造成传感器阵列与相关联的接线及 安装板112和底部投射透镜104的集成，全部位于单一结构中。传感器从而W与投射透镜呈 固定相对关系的方式被安装在极为接近投射透镜之处，带来如W上针对图16A和16B的实施 例所述的优点。
[0147] 图20A、20B和20D显示位于安装板112上围绕光刻机器投射透镜104的电容式传感 器的各种组态。在图20A中，四个传感器对被散布在安装板112的四个四分之一圆形中，传感 器被成对布置W进行差动式感测。在安装板的底侧，每一传感器包含感测电极31且可W还 包含侧护电极32。运种布置特别适合于进行晶圆的高度和倾斜度的测量。图20B显示十六个 传感器成对布置在方形矩阵中的布置方式，投射透镜104所位于的方形中间无任何传感器。 上述的所有组态中，优选将背护电极包含于传感器基板的背侧上，且也可W如前所述地包 含屏蔽电极。图20C显示相对于安装板112和传感器位于各种不同位置的晶圆9曰、913、9(3、9(1， 运四个晶圆位置交迭的区域代表在板112上从投射透镜104的四个角延伸出的四个区域 115。图20D显示布置在运四个区域115中的四个(差动式)传感器对。
[0148] 区域115的运种布置方式将传感器分散，使得W至少一个传感器或传感器对测量 距晶圆表面的距离的可能性最大化。若晶圆的放置使得仅有一个传感器/传感器对位于该 晶圆上方，则对该晶圆表面的距离测量仅能基于该传感器/传感器对。只要另一传感器/传 感器对变成位于该晶圆上方，则也将由此传感器/传感器对进行测量，且可W从位于该晶圆 上方的两个传感器/传感器对计算平均距离数值。同样地，当第=和第四传感器/传感器对 变成位于该晶圆上方时，它们也将被列入考虑。额外的传感器/传感器对的纳入优选为W渐 进的方式加入平均距离的计算，例如，通过逐渐纳入其他传感器/传感器对的作用，W避免 在最终测量的距离值中产生突然的骤变。
[0149] 安装板112的尺寸决定最小的祀材尺寸，通常大约60毫米。对于300毫米的晶圆，在 晶圆位置9a至9d之间的四个重迭区域115指示传感器的适当安置区域。然而，传感器优选地 安装成尽可能接近光刻机器的光或电子射束的实际投射区域。诸如450毫米的较大型晶圆 尺寸倾向于增大区域115,因为界定区域115的圆形段趋向于直线。
[0150] 图21A和21B显示具有四个差动式传感器对30a、30b的可晓性印刷电路结构120的 实施例。结构120可W由类似于图17A至17D的实施例诸如凯通聚酷亚胺膜或类似可晓性绝 缘膜的绝缘材料的可晓性基座构成，且也可W包含一个或多个集成式晓性印刷连接器110。 在所显示的实施例之中，从面对感测电极的下方看去(并省略传感器上的任何绝缘保护层， 使得感测电极可W被看见），四个传感器对被布置成位于环绕底部投射透镜104的图20D的 区域115中。也可W使用单一传感器取代上述的传感器对。传感器与接线连接的集成使得可 W对极小型传感器制做出简单且稳固的连接，并能够控制接线所引入的电容。图21A示出具 有圆形传感器的实施例。图21B示出具有四边形传感器的实施例W最大化区域115的使用 (为了简明起见，传感器被显示成具有尖锐的转角，虽然例如图9D中所示的圆角形式是优选 的)。
[0151] 图21C从传感器后方某一角度处显示可晓性印刷电路结构120。四个集成的晓性连 接器110被折叠并从基座层120向上延伸。导电轨道沿着晓性连接器110从每一传感器的传 感器电极延伸，而后环绕可晓性膜片122和123, W连接至用于连接至远程电路的缆线。由上 方看见基座层，并显示传感器的背护电极35a、35b(绝缘层和任何屏蔽电极均被省略，使背 护电极可被看见），且具有导电轨道114b形成在晓性连接器110的内侧11化上。导电轨道也 可W形成在晓性连接器110的外侧IlOa上。导电轨道可W由铜或其他适当导电材料的薄层 构成，利用黏着剂固定至绝缘层，形成为无胶压制层，或者是如图17A至17D的实施例那样印 刷到绝缘层上。
[0152] 图21D是传感器30和相关联的晓性连接器110的剖面视图。导电轨道114a-114e沿 着用于将传感器连接至远程电路的晓性连接器110从传感器电极延伸。在此实施例中，导电 轨道114a-114e是由相同的材料构成的且集成至感测电极，做为运些电极的延伸。导电轨道 W与传感器电极相同的方式布置在迭层之中。绝缘层34包含晓性连接器110的延伸部分。导 电轨道114a从感测电极31延伸出，二者均形成在绝缘层34上。导电轨道114b从背护电极35 延伸出，二者均形成在绝缘层34与43之间，其中导电轨道114b宽于导电轨道114曰，使得导电 轨道114b的周边部分起到导电轨道114a的侧护电极的作用。导电轨道114a载运来自感测电 极的信号，且相对于周围环境中的导体将具有特定电容。导电轨道114a附近的导体将W与 其影响传感器的感测电极相同的方式，影响此电容。导电轨道114b因此被设计成充当侧护 电极，W降低源于邻近导体的干扰。
[0153] 在传感器包含屏蔽电极的情况下，导电轨道114d从屏蔽电极44延伸出，二者均形 成在绝缘层43和38之间。运种布置扩大屏蔽电极对于承载来自感测电极的测量信号的导电 轨道114a的长度的影响，W降低对距离测量的干扰和外界的影响。
[0154] 在图21C的实施例中，导电轨道114b和114d W及居间的绝缘层在晓性连接器的内 侧表面IlOb上向内延伸。可W在晓性连接器的外侧表面IlOa上复制类似的布置方式。绝缘 保护层37可W沿着晓性连接器110