اندازه گیری جابجایی با تفکیک پذیری نانومتر بر اساس حسگر خازنی زمین شده برای استفاده در تجهیزات فتولیتوگرافی

حسگر های خازنی تنوع و کاربرد بسیار گسترده ای دارند. مدار واسطه هایی که برای اندازه گیری آن ها استفاده می شوند، نقش اصلی را در بازدهی آن ها از نظر حد تفکیک، خطینگی و ... دارند. یکی از کاربرد های مهم این حسگر ها در اندازه گیری جابجایی با درجه تفکیک بسیار بالا در حدود کمتر از نانومتر است. اندازه گیری جابجایی با دقت بالا نقش مهمی در صنعت ساخت مدار مجتمع دارد مثلا در ماشین نور دهی ویفر. در چنین کاربردی معمولا لازم است، تغییرات بسیار کوچک ظرفیت خازن را در حضور یک مقدار بسیار بزرگتر ظرفیت اندازه گیری کنیم. بر این اساس، در این پروژه مداری را پیشنهاد می دهیم که تغییرات یک خازن را به صورت بزرگنمایی شده و در بازه محدود تر ظرفیت خازن، در خروجی نشان می دهد. این مدار بر اساس مدار تقویت کننده بار و ساختار کلیدزنی - خازنی طراحی شده است. استفاده از تکنیک بزرگنمایی در مدار تقویت کننده بار تفکیک پذیری مورد نیاز طبقه بعد را کمتر میکند. همچنین در اینجا نشان می دهیم خود این مدار (cvc) نسبت به مدار حالت بدون بزرگنمایی قابلیت دستیابی به حد تفکیک بهتری دارد. در پایان به کمک قطعات گسسته (غیر مجتمع)، صحت این ادعا را بررسی می کنیم. در اینجا از یک تراشه مدار واسط اندازه گیری خازن با حد تفکیک بسیار بالا که از قبل در [9] طراحی شده و در دسترس داریم استفاده می کنیم. با اضافه کردن مدار مناسب در کنار این تراشه، تکنیک بزرگنمایی را پیاده سازی می کنیم و نشان می دهیم در حدود یک بیت حد تفکیک مدار بهبود می یابد و به بیش از حدود 20 بیت می رسد.