发明名称 压力感测器
摘要 一种压力量计,包含:一隔膜,其具有一本质上为刚性的外部部分以及一可位移的内部部分,该隔膜的位移对应至介于该隔膜的第一及第二侧之间的一压力差。该压力量计更包含邻近于该隔膜的一感测器,其用以感测该隔膜内部部分的该位移。该压力量计更包含耦接(有线或无线)至该感测器的一监控系统,其用以藉由该隔膜的该位移决定该压力差。该感测器以及该监控系统可以下列方式实施,例如:一或多个光感测设计、电容感测设计或其他用以量测次微米级位移的装置。对于低压力的应用而言,例如:微影应用,该隔膜对于大约0.1至0.5英寸范围水柱压力之变动具有敏感度。该隔膜以及该感测器具有一相对而言高的频宽,因此,其可以实施于相对而言高速的应用。举例而言,本发明可以实施于微影近接感测装置,以及微影图形映像装置。
申请公布号 TWI276791 申请公布日期 2007.03.21
申请号 TW094109658 申请日期 2005.03.28
申请人 艾斯摩控股股份有限公司 发明人 包格斯洛 佳德兹科;凯文 凡雷特
分类号 G01L7/00(2006.01) 主分类号 G01L7/00(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种压力量计,包含: 一隔膜,其具有一刚性的外部部分以及一可位移的 内部部分,该隔膜的位移对应至介于该隔膜的第一 及第二侧之间的一压力差,其中该隔膜对于大约0.1 至0.5英寸范围水柱压力之变动具有敏感度; 邻近于该隔膜的一感测器,其用以感测该隔膜内部 部分的该位移;以及 耦接至该感测器的一监控系统,其用以藉由该隔膜 的该位移决定该压力差。 2.如申请专利范围第1项所述之压力量计,更包含: 一光反射涂层,其位于该隔膜内部部分的一第一侧 上,其中该感测器包含一光发射器与接收器,其光 学地对准于该光反射涂层。 3.如申请专利范围第2项所述之压力量计,其中该感 测器包含一干涉计。 4.如申请专利范围第2项所述之压力量计,其中该感 测器包含一白光干涉计。 5.如申请专利范围第2项所述之压力量计,其中该感 测器包含: 一光发射模组;以及 一光感测模组,其用以直接地接收来自该光发射模 组所发射的一第一光束,以及接收从该光发射模组 所发射与来自该隔膜所反射的一第二光束; 其中,该监控系统计算该隔膜的该位移,且该位移 来自从该第一及第二光线所产生的一干涉图样。 6.如申请专利范围第5项所述之压力量计,其中该光 发射模组包含一发射光纤,其具有耦接至一衍射装 置的一输出端,该衍射装置用以将一来源光线分离 为该第一及第二光线,其中在该隔膜位移中的变动 导致该干涉图样包含于一强度调整光线之内,其中 该监控系统计算来自该强度调整光线的该隔膜位 移。 7.如申请专利范围第5项所述之压力量计,其中该光 发射模组包含第一及第二发射光纤,该第一发射光 纤在一第一波长输出该第一光线,该第二发射光纤 在一第二波长输出该第二光线,其中该第二波长相 对于该第一波长为相位移的,其中在该隔膜位移中 的变动导致该干涉图样随着一本质上为常数的速 度而变动,其中该监控系统包含一计数器,用以将 来自该本质上为常数的速度之该隔膜位移解码。 8.如申请专利范围第1项所述之压力量计,其中该隔 膜的该内部部分包含一接地的金属表面,其中该感 测器包含一电容感测装置,其位于该接地的金属表 面邻近处,且其中该监控系统根据在该电容感测装 置中的电容变动来决定该位移。 9.一种用于微影的近接感测器,包含: 一量测接脚,其具有一耦接至该量测接脚的量测探 针; 一参考接脚,其具有一耦接至该参考接脚的参考探 针; 一桥接部分,其耦接于该量测接脚以及该参考接脚 之间;以及 一压力感测器,其配置于该桥接部分之内。 10.如申请专利范围第9项所述之用于微影的近接感 测器,其中该压力感测器包含: 一隔膜,其具有一刚性的外部部分以及一可位移的 内部部分,该隔膜的位移对应至介于该量测接脚以 及该参考接脚之间的一压力差; 邻近于该隔膜的一感测器,其用以感测该隔膜内部 部分的该位移;以及 耦接至该感测器的一监控系统,其用以决定该隔膜 的该位移,并藉由该位移决定该压力差。 11.一种用于微影的近接感测器,包含: 一量测接脚,其具有一耦接至该量测接脚的量测探 针; 一具有参考压力之压力源; 一桥接部分,其耦接于该量测接脚以及该压力源之 间; 配置于该桥接部分的一隔膜,其具有一刚性的外部 部分以及一可位移的内部部分,该隔膜的位移对应 至介于量测接脚以及该压力源之间的一压力差; 邻近于该隔膜的一感测器,其用以感测该隔膜内部 部分的该位移;以及 耦接至该感测器的一监控系统,其用以决定该隔膜 的该位移,并藉由该位移决定该压力差。 12.一种微影图形映像装置,包含: 一量测接脚,其具有一耦接至该量测接脚的量测探 针; 一具有参考压力之压力源; 一桥接部分,其耦接于该量测接脚以及该压力源之 间; 配置于该桥接部分的一隔膜,其具有一刚性的外部 部分以及一可位移的内部部分,该隔膜的位移对应 至介于量测接脚以及该压力源之间的一压力差; 邻近于该隔膜的一感测器,其用以感测该隔膜内部 部分的该位移;以及 耦接至该感测器的一监控系统,其用以决定该隔膜 的该位移,并藉由该位移决定该压力差。 图式简单说明: 第1图系为一侧视图用以说明包含隔膜102及感测器 104的压力感测器100; 第2A图系为一前视图用以说明隔膜102; 第2B图系为一侧视图用以说明隔膜102之本质上为 刚性的外部部分202; 第2C图系为一侧视图用以说明隔膜102,其包含本质 上为刚性的外部部分202、内部部分204以及近接感 测器表面206,其中当该表面位于差动的压力状态下 系为膨胀的; 第3图系为一侧视图用以说明压力感测器100,其中 感测器104及监控系统106以一白光干涉计实施; 第4图系为一侧视图用以说明压力感测器100,其中 感测器104及监控系统106以一光掠入角感测器实施; 第5图系为一侧视图用以说明压力感测器100,其中 感测器104包含电容感测器502且近接表面206包含接 地薄板504; 第6图系为一侧视图用以说明空气系统600,其包含 第一接脚602以及第二接脚604,以及位于两者间桥接 部分的压力感测器100; 第7图系为一侧视图用以说明压力感测器100实施于 使用在微影应用(举例而言)的近接感测器700;以及 第8图系为一侧视图用以说明压力感测器100实施于 近接感测器800。
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