TW202514076A - 物件質量及/或質量變化測量設備 - Google Patents

Abstract

用於測量物件質量及/或質量變化的設備，其包含:一測力器；以及一磁場感測器。

Description

物件質量及/或質量變化測量設備

本發明係關於一種用於測量物件質量及/或質量變化的設備，且特別關於(儘管不限於)一種用於測量諸如半導體晶圓之晶圓的質量及/或質量變化的設備。

使用各種不同的技術（例如:包含沉積技術及移除技術）在半導體（例如矽）晶圓上製造微電子裝置。半導體晶圓可以用改變其質量之方式來進一步進行處理，例如藉由清潔、離子植入、微影等等。

晶圓處理技術通常會造成半導體晶圓之表面處或表面上的質量變化。表面變化的配置通常對於裝置的運作至關重要，因此出於品質控制的目的，需要在生產過程中評估晶圓以確定它們是否具有正確的配置。

可以在生產流程中使用專業計量工具，以便在感興趣的相關處理之後且通常在任何後續處理之前（即在處理步驟之間）立即進行監測。

測量處理步驟之任一側的晶圓質量變化是實現產品晶圓計量的一種具吸引力的方法。它成本相對較低、速度較高，並且可以自動適應不同的晶圓電路圖案。此外，它通常可以提供比其他技術更準確的結果。在感興趣的處理步驟之前和之後對所處理的晶圓進行稱重。然後，將質量變化與生產設備的性能及/或晶圓的期望特性相關聯。

一般來說，晶圓的重量或質量的測量在處理步驟之前於晶圓質量計量設備上執行，且接著相同設備用以測量於該處理步驟之後該晶圓的重量或質量。測量結果接著用於計算由該處理步驟所造成的該晶圓之質量變化。接著可將此質量變化與生產設備的性能及/或該晶圓的期望特性相關聯。

晶圓質量計量設備之一個關鍵元件為測力器。可以用以執行這樣樣的測量之一種已知測力器為電磁力補償測力器。在一般情況下，電磁力補償測力器利用電磁力來平衡物件之重力。一般來說，物件之重力施加至一樞軸的第一側之樑上，該樑可繞該樞軸樞轉，且電磁力施加至該樞軸之第二側的該樑上，使得電磁力所造成之力矩與該物件之重力所造成之力矩相抵銷。在這樣的情況下，該樑不移動，因為無淨力矩作用在該樑上。

當重力施加至樑時需要以避免樑之移動的電磁力因此相應於或指示物件之重力。可利用感測器(通常為光學感測器)來偵測樑之移動(或沒有移動) 。

電磁力補償測力器包含用以產生電磁力之電磁力補償機構。電磁力補償機構通常包含:一電磁線圈，其附接至樑；以及磁鐵，其適當定位於靠近該電磁線圈。電磁力藉由施加電流至該電磁線圈來產生，使得該電磁線圈與該磁鐵之間有磁力。一般來說，該磁鐵為永久磁鐵，其通常定位於該電磁線圈下方。

由這樣的電磁力補償機構來產生之電磁力取決於施加至該電磁線圈之電流。因此，於重力施加至樑時需要供給至該電磁線圈來防止樑的移動之電流對應於或指示該物件之重力。因此該物件之重力可藉由決定於重力施加至樑時需要供給至該電磁線圈來防止樑的移動之電流來加以決定。

該測力器可包含一控制器或處理器，配置以將該測力器之測量結果乘以預決定的校正因子，使該測力器輸出該物件之質量。例如，該校正因子可藉由利用該測力器於具有已知質量之參考質量上執行測量來決定，或基於該測力器之位置處的已知重力加速度「g」來決定。該測力器可包含用以決定該校正因子之內部校正質量。例如，該內部校正質量可配置以裝載至該測力器之測量區域或部分或自其卸載，使得藉由該測力器來對該內部校正質量執行測量。替代地，可以使用外部校正質量而非內部校正質量。替代地，該測力器可輸出物件之重量，而不將其轉換為質量。該設備可包含一控制器或處理器，配置以基於該測力器之輸出來計算物件之質量，例如利用校正因子或該測力器之該位置處的該已知重力加速度 「g」。

本案發明人理解電磁力補償測力器以及實際上其他種類的電子測力器可以對周圍或局部磁場為靈敏的。特別地，周圍磁場或局部磁場可影響該電磁力補償機構，例如當重力施加至該樑時，需要向該電磁線圈供給比原本所需更大或更小之電流以防止該樑之移動。這會造成該測力器之測量輸出的誤差，且因而造成晶圓的測量質量及/或質量變化之誤差。也就是說，周圍或局部磁場可造成晶圓的測量質量及/或質量變化之誤差。

例如，均勻周圍或局部磁場可造成該測力器之測量輸出的均勻誤差。這樣的均勻誤差通常可藉由像是測力器校正步驟的測力器設置步驟來移除。相反地，波動的周圍或局部磁場可造成該測力器之測量輸出的波動(且因此造成質量或質量變化之測量中的波動之誤差)，因而負面地影響測量的重複性及測量的準確度。一般來說，這樣的周圍或局部磁場的存在可能降低設備用以偵測質量的微小差異之整體靈敏度。

例如，這樣的周圍或局部磁場可由晶圓製造環境中相鄰的處理或計量設備、及/或通訊裝置、及/或諸如升降機之晶圓/材料搬運系統、或包含測力器之在質量計量設備內部或外部其他來源所造成。

這樣的測量誤差可由磁場波動直接造成、及/或由局部或周圍磁場對測力器之殼體進行磁化/消磁所造成，取決於測力器之該殼體的剩磁(magnetic remanence)。

除了電磁力補償測力器之外，這個問題也可能與磁致伸縮測力器相關，其為一類的測力器，其工作原理是由於施加的磁場而導致之特定鐵磁性材料實體形狀或尺寸的變化（反之亦然）。此外，任何使用電磁鐵或電磁線圈之測力器可以與所述相似之方式受周圍或局部磁場所影響。

可以藉由執行測力器的校正來補償該磁場以防止或減少由均勻(恆定的)周圍或局部磁場所造成之測量誤差。這樣的校正可包含利用該測力器測量具有已知質量或重量的參考質量或重量之重量或質量，並將測量的重量或質量與已知的重量或質量進行比較。例如，參考質量或重量可為內部參考質量或重量，其位於該測力器內部且配置以裝載至該測力器的測量區域或部分或自其上卸載，使得藉由該測力器來對該參考質量或重量執行測量。替代地，可使用外部參考質量或重量而非內部參考質量或重量。以這種方式執行單次校正可應對均勻的周圍或局部磁場。

在一範例校正步驟中，該測力器可測量卸載該測力器處之「零」測量值，並接著測量具有已知質量或重量(由該測力器(內部質量或重量)或由使用者(外部質量或重量)「已知」)的參考質量或重量(內部或外部)。該測力器可接著將測量的質量或重量與該參考質量或重量的期望值進行比較並調整該測力器之內部增益因子及零點偏移，使得測量值與期望值對準。增益因子控制該測力器的線性度，例如以於該測力器之整個秤重範圍測量物件時最小化誤差，例如:5 g vs 120 g。因此，此校正步驟可消除由於局部磁場的永久變化所造成之任何系統性誤差。外部重量通常製造以符合非磁性校正重量的適當標準，且由製造商預先測量。

替代地，當基於在處理晶圓之前及之後執行之測量決定一晶圓之質量變化時，均勻周圍或局部磁場之效應可藉由減去前測量值及後測量值來加以消除，而不需要任何校正。

然而，變化或瞬態磁場可能更難應對。對於非頻繁或緩慢變化的磁場，可能可以藉由執行該測力器之規律性或週期性的校正來防止或減少測量誤差。然而，因為各次校正耗費預決定的持續時間，於該持續時間期間該測力器無法用以於晶圓上執行測量，例如80至100秒，執行規律性校正會減少設備的產量。

再者，這樣的規律性或週期性校正可能無法應對於比起相鄰的校正之間的時間間隙以更小時間尺度發生的磁場變化，也不能避免在磁場變化之後及後續的校正之前發生的測量誤差。

再者，若該測力器安裝於具有均勻磁場之環境中，這樣的規律性或週期性校正可能是不必要而浪費時間執行不必要的校正且減少設備的產量。

測力器之電磁力補償機構本身能夠應對於測量期間發生之周圍或局部磁場的高頻變化。

然而，周圍或局部磁場之低頻或階梯式變化可能為更有問題的，特別是如果它們在規律性與週期性校正之間發生，或在比相鄰的校正之間的時間間隙更短的時間尺度下發生。

一般來說，具有小於5秒、或小於2秒、或小於1秒之持續時間的變化可能問題較少，因為它們可以被測力器認知為測力器測量中的不穩定，且測力器可等到測量穩定之後再輸出測量值。例如，具有5秒至60秒或10分鐘範圍的持續時間之變化可能具有影響質量測量之較高風險。具有大於1分鐘或大於10分鐘之持續時間的變化可藉由測力器之週期性校正來消除，因而可為問題較少的。

因此，具有1秒至10分鐘之持續時間(例如5秒至60秒)的磁場大小之變化可能更容易造成質量或質量變化之測量中的誤差。

然而，具有小於或大於此持續時間之變化仍會造成問題，例如若變化影響在晶圓處理前對晶圓進行的質量測量但不影響於該晶圓之處理後對該晶圓進行的質量測量。

鑑於上述考慮而設計了本發明。

在一般的情況下，本發明關於提供一種用於監測在測力器附近的磁場之磁場感測器。藉由監測該磁場，當偵測到該磁場中的變化時，可以採取一或多個不同的行動。

根據本發明的第一實施態樣，提供了一種用於測量一物件之質量及/或質量變化的設備，包含:一測力器；以及一磁場感測器。

根據本發明，該設備包含一磁場感測器。因此，可以監測該磁場且當偵測到該磁場之變化時可以採取一或多種不同的行動。

根據本發明的第一態樣的設備可以具有以下可選特徵中的任何一者，或者在相容的情況下，具有以下可選特徵的任何組合。

該設備可用以測量晶圓(例如一半導體晶圓)之質量及/或質量變化。

該設備可用以測量具有預決定之直徑(例如，300 mm)的晶圓之質量及/或質量變化。

該設備可配置或調整以測量該物件之質量及/或質量變化。

該設備可為例如計量設備、或質量計量設備、或半導體晶圓質量計量設備。

該測力器可用以測量一物件之重量或質量、及/或重量或質量變化。

該設備可配置或調整以測量該物件之重量或質量、及/或重量或質量變化。

該測力器可用以秤量該物件。

該測力器可對該物件執行重量測量。

該測力器可用以產生指示該物件之重量或質量、及/或重量或質量變化之測量輸出。

該測力器可用以測量該物件之重力。

該測力器可包含或為一重力轉換器。

該測力器可包含或為一重力感測器。

該測力器可基於補償(或平衡或抵銷)一物件之重力所需的電磁力補償量之測量值來產生測量輸出。

該測力器可基於補償(或平衡或抵銷)一物件之重力需要供給至該測力器之電磁力補償機構之電流量的測量值來產生測量輸出。

該測力器可配置以平衡該物件之重力與當該測力器之電磁線圈於該測力器之磁場中通電時所受到的力。具體來說，測力器可以配置用以向電磁線圈提供足以使電磁線圈所受到的力去平衡物件重力的電流。測力器的測量輸出可以基於所需的電流來產生。因此，測力器可以包含:一電磁線圈，其佈置於磁場中；以及控制器，其用於控制供給至電磁線圈的電流。

測力器可包含產生磁場的永久磁鐵。

永久磁鐵可以定位在電磁線圈下方或下面。當然，永久磁鐵可以相對於電磁線圈處於不同定位，例如在電磁線圈上方、及/或在電磁線圈旁邊、及/或在電磁線圈內部、及/或在電磁線圈周圍。

電磁線圈及永久磁鐵可配置以當適當的電流供給至電磁線圈時，受到該電磁線圈與該永久磁鐵之間的磁吸力。

測力器可包含或為電磁力補償或電磁力恢復力感測器或測力器。

測力器可包含或為電磁力補償或電磁力恢復力感測器或測力器，其包含電磁線圈。

該設備，例如該設備之該測力器或一控制器或處理器，可配置以基於至少由該測力器對該物件執行之測量來計算或決定該物件之質量及/或質量變化。

該測力器(或該設備)可包含控制器或處理器，配置以將該測力器之測量結果(例如由該測力器進行之該物件的重力測量)乘以預決定的校正因子，以決定該物件之質量及/或質量變化。例如，該校正因子可藉由利用該測力器對具有已知質量之參考質量執行測量來決定，或基於在該測力器之位置處的已知重力「g」來決定。具體來說，該測力器可測量該物件之重力或重力變化，且可接著將重力或重力變化轉換成該物件之質量或質量變化。該測力器可包含用以決定該校正因子之內部校正質量。替代地，可以使用外部校正質量。替代地，該測力器可輸出該物件之重量而不將其轉換成質量。該設備可包含控制器或處理器，配置以基於該測力器之輸出計算該物件之質量，例如使用校正因子或該測力器之位置處的已知重力加速度「g」。

該測力器可包含內部校正機構，配置以校正該測力器，使得該測力器基於該物件之重力測量輸出該物件之質量及/或質量變化。

校正步驟可包含基於對具有已知或預決定質量或重量的內部或外部質量或重量執行的測量來決定該測力器之增益及/或偏移。

在一範例中，該參考質量或重量可為具有已知質量或重量的參考晶圓。

該校正程序可包含決定及/或修正該測力器之測量輸出隨時間的漂移。例如，該校正程序可包含測量參考晶圓並將測量結果與該參考晶圓之已知重量或質量進行比較。接著可以將產生的差異或偏移添加至由該測力器測量之其他晶圓的測量輸出或結果。

可週期性地執行一校正程序，例如每5至15分鐘，或每8至10分鐘。

該設備及/或測力器可包含一支撐件，用以於由該測力器所執行之測量期間支撐該物件。

支撐件可配置成或調整成用以在測量期間支撐該物件。

支撐件可為秤盤或包含秤盤。因此，除非不相容，否則術語「支撐件」可以通篇用術語「秤盤」代替。秤盤可為稱重秤盤或天平秤盤。

支撐件可為稱重支撐件。

支撐件可以包含用於支撐物件的支撐部份以及將支撐件安裝在測力器上的安裝部份。例如，安裝部份可以包含諸如縱向軸之軸。例如，這些部份可為整體的或相連的。

支撐件可包含秤盤部份及連接到秤盤部份的軸。此軸可以是縱向軸。

支撐件可以安裝在測力器上，或耦接至測力器，或連接到測力器。

支撐物件可以意味著支撐物件的重量。

支撐物件可以意味著支承或載運物件。

磁場感測器通常佈置於測力器附近以測量測力器附近的磁場。

磁場感測器可為測力器之整體、或測力器之部份、或於測力器之內部。替代地，磁場感測器可於測力器外部或與測力器分隔或與測力器隔開。

磁場感測器可配置以測量該設備或測力器之周圍或局部磁場，或該設備中之周圍或局部磁場。

例如，磁場感測器可定位於離測力器小於100 cm、或小於50 cm、或小於20 cm、或小於10 cm。

磁場感測器可定位於離該測力器之電磁線圈小於100 cm、或小於50 cm、或小於20 cm、或小於10 cm。

磁場感測器之感測單元的中心，例如該磁場感測器之電磁線圈的中心，可定位於離該測力器之電磁線圈的中心小於100 cm、或小於50 cm、或小於20 cm、或小於10 cm。

磁場感測器可定位於距離測力器大於預決定距離處，例如與測力器之電磁線圈大於預決定距離。例如，磁場感測器可定位於離測力器大於1 cm、或大於 2 cm、或大於3 cm。

更具體來說，磁場感測器之感測單元的中心，例如該磁場感測器之電磁線圈的中心，可定位於離測力器大於預決定距離(例如1 cm、或2 cm、或3 cm)處，例如與測力器之電磁線圈的中心大於預決定距離。

如上所述，在一些實施例中，磁場感測器可於測力器內部。例如，測力器可包含磁場感測器且磁場感測器可定位於測力器內部接近測力器的電磁線圈處。

磁場感測器可為或包含磁力計。

磁力計可為例如霍爾效應(Hall effect)磁力計、或旋轉線圈磁力計、或磁通量磁力計、或磁阻磁力計。

磁力計可為向量磁力計，提供磁場的方向及大小。

磁力計可配置以測量例如1 µG至1 G(高斯)範圍內的磁場，或例如100 µG至1 G範圍內的磁場。

磁場感測器可配置或佈置以測量與該測力器靠近、或其附近、或局部、或周圍、或近端、或周圍、或附近、或內部、或內側之周圍或局部的磁場。

磁場感測器可配置或佈置以測量該設備之周圍或局部磁場或其內或周圍的周圍或局部磁場。

該設備可包含單個磁力計，或複數個磁力計。

磁力計可配置以測量磁場的大小。

磁力計可配置以測量磁場的大小及方向。因此磁力計可測量磁場的向量值。

磁力計可配置以測量三個垂直軸(例如x、y及z軸)中各軸上的磁場之大小。

該設備可配置以週期性地或連續地監測磁場感測器的輸出。

例如，該設備可包含控制器或處理器，配置以週期性或連續性地監測磁場感測器之輸出。

該設備可配置以基於磁場感測器之輸出辨識或偵測或感測事件。

例如，該設備可包含配置以基於磁場感測器之輸出辨識或偵測事件的控制器或處理器。

該事件可能為磁場感測器之輸出的變化、或由磁場感測器所測量之磁場的變化。

該事件可為磁場感測器之輸出的變化、或由磁場感測器所測量之磁場的變化，其大於或等於預決定值。例如，該預決定值可為5 mG、或3 mG、或1 mG。

該預決定值可基於該測力器或設備之靈敏度或精確度來預先決定。例如，具有＜60 µg之精確度的測力器或設備可以適應高達5 mG的磁場變化而不會有測量輸出中之顯著誤差，而具有＜30 µg之精確度的測力器或設備可能只能適應高達1至3 mG的磁場變化，且具有＜10 µg之精確度的測力器或設備可能只能適應高達1 mG的磁場變化。

磁場感測器之輸出的變化或由該磁場感測器所測量之磁場變化可相對於一預決定值進行測量或計算，例如磁場感測器的輸出或磁場感測器於預決定時間(像是在測力器上次接受校正時)所測量的磁場。

更一般來說，該設備可配置以決定磁場感測器之輸出的變化或由磁場感測器所測量的磁場之變化何時大於或等於預決定值。

該設備可配置以基於磁場感測器之輸出來執行行動或控制該設備之操作。

例如，該設備可包含配置以基於磁場感測器之輸出執行行動或控制該設備之操作的控制器或處理器。

本發明可進行各種不同的行動或操作。

例如，該設備(例如該設備之控制器或處理器)可配置以基於磁場感測器之輸出觸發或執行或排程測力器的校正。

例如，該設備可配置以當該設備決定磁場感測器之輸出的變化或由磁場感測器所測量的磁場之變化大於或等於預決定值時，觸發或執行或排程測力器之校正。

該校正可配置以針對磁場之效應或磁場變化來修正測力器之輸出。

該校正可包含決定增益及/或偏移，以應用於或修正該測力器或設備之測量輸出。

此外，或替代地，該設備(例如該設備之控制器或處理器)可配置以基於磁場感測器之輸出、及/或基於事件的辨識或偵測來將資訊提供給使用者。例如，該設備可配置以通知使用者有周圍或局部磁場之變化，例如若磁場變化大於預決定量，這可以相對於之前校正測力器時之磁場來決定。

此資訊可以視覺地提供給使用者，例如藉由顯示或視覺指示器，或藉由聽覺指示器聽覺地提供。該設備可配置以通知或警示使用者需要執行測力器之校正或採取其他行動。接著，使用者可基於該資訊或警示以採取適當的行動，例如手動地啟動測力器之校正。

替代地，或此外，該設備可配置以於該設備決定磁場感測器之輸出的變化或由磁場感測器所測量的磁場之變化大於或等於預決定值時，停止或暫時暫停執行測量。該預決定值可以對應於磁場中相對大或高的變化，例如大於300 mG、或大於500 mG之變化。

替代地，或此外，該設備(例如該設備之控制器或處理器)可配置以基於磁場感測器之測量輸出來決定由測力器所執行之測量的誤差。

該設備可進一步配置以基於決定的誤差來修正由測力器所執行之測量，例如藉由自測量值添加或減去該決定的誤差。

該設備可配置以基於磁場感測器之測量輸出，利用預決定的關係、方程式或表來決定由測力器所執行之測量中的誤差。該預決定的關係、方程式或表可專門針對測力器決定及/或可事先決定。

該預決定的關係、方程式或表可使不同的磁場或磁場變化與由測力器執行之測量中的不同誤差或在測量輸出或測量結果中的不同誤差相關聯或相對應。

該預決定的關係、方程式或表可藉由測量不同的周圍或局部磁場所造成的由測力器所執行之測量中的誤差來提前決定，例如藉由測量由不同周圍或局部磁場所造成之測量的質量或質量變化之誤差。特別地，這可能涉及利用測力器來針對不同周圍或局部磁場執行參考質量或重量之重量或質量的不同的測量。

該磁場感測器可配置以測量三個垂直軸之各個軸上之磁場，且該設備可配置以基於該三個垂直軸之各個軸上的測量之磁場，來決定由該測力器所執行之測量的誤差。

該磁場的三個分量可以獨立地或單獨地測量，或作為單個向量測量。比起作為單個向量測量，獨立地或單獨地測量該三個分量可為優選的，因為測力器可對於不同方向的磁場有不同的靈敏度。

該三個分量可由配置以獨立地或單獨地測量磁場的三個方向的分量之單個磁場感測器來測量，或由不同定向的三個感測器測量以獨立地或單獨地測量磁場的三個方向的分量。例如，可能有三個感測器，它們的各者配置以僅沿各別的單個預決定方向測量磁場強度或大小。

如上所述，測力器對於周圍或局部磁場之靈敏度可以對於不同方向的周圍或局部磁場為不同的。這可能由於例如內部機構之設計。

例如，該測力器中之內部電磁線圈及永久磁鐵可以產生非均勻的磁場且因此於該測力器中它們的相對佈置可能影響淨磁場。這些分量之佈置可能因此對x、y、或z軸上的磁場變化更靈敏/更不靈敏。再者，測力器機構可設計以於一軸(例如:z)中自由移動且可在另一軸中受限制(例如:x、或y)。因此，正交方向上的磁場變化可能對測力器機構所受之力有很小影響或沒有影響。然而，一些替代的測力器可同樣地受到不同方向的磁場影響。

該設備可配置以基於在該三個垂直軸的各者上測量之磁場，利用對於該三個垂直軸的各者各別的預決定關係、方程式或表來決定由測力器執行之測量中的誤差。

替代地，該設備可配置以基於測量的磁場之向量決定由測力器執行之測量中的誤差(例如重量或質量)。

該設備可配置以基於測量中之決定的誤差來修正由測力器執行之測量。例如，該設備(例如該設備之控制器或處理器)可配置以從由測力器所執行之測量添加或減去該決定的誤差。

由測力器所執行之測量可包含裝載至測力器上之物件的重量或質量測量。測力器之測量輸出可為、或指示、或對應於裝載至測力器上之物件的重量或質量。

測力器可為電磁力補償測力器。

測力器可包含電磁力補償機構。

該設備可配置以至少基於由測力器執行之測量來計算裝載至測力器上之物件的質量及/或質量變化。

該設備可進一步包含控制器或處理器，其配置以至少基於由測力器執行之測量、及/或測力器之輸出來計算該物件之質量及/或質量變化。

該控制器或處理器可為該測力器之整體、或該測力器之部份、或於該測力器之外部。

該設備可進一步包含一或多個感測器，配置以感測一或多個大氣條件。例如，該一或多個測器可佈置以感測測量腔室內部的一或多個大氣條件。

例如，該一或多個感測器可配置以感測測力器周圍之空氣及/或該測量腔室中的空氣之壓力或溫度或濕度的一或多者。

該設備可進一步包含一控制器或處理器，其配置以至少基於由測力器所執行之測量、或測力器之輸出、以及該一或多個感測器之輸出，來計算該物件之質量及/或質量變化。

例如，該控制器或處理器可配置以基於該一或多個感測器之輸出來計算作用在該物件上的浮力以及基於計算的浮力來修正該物件之重量或質量測量值。

該控制器可配置以基於該一或多個感測器之輸出來針對作用在該物件上之浮力的影響修正質量及/或質量變化之測量值。

該設備可包含該測力器容納於其中之一測量腔室，其中該磁力感測器位於該測量腔室內部。

該測量腔室可提供在該測力器周圍之控制的環境，例如以最小化由空氣流造成的測量誤差。

該測量腔室可包含例如鋁或由鋁所製成或實質上製成，鋁具有低磁導率並因此不提供該測力器顯著的磁場屏蔽。

該測力器可包含一外罩，其中該磁力感測器位於該外罩之外部。

該外罩可由例如鋁所製成。

該設備可包含一磁屏蔽，其配置以至少磁性地屏蔽該測力器之至少部份。

該磁屏蔽可呈實質上圍繞該測力器之外罩或殼體或外殼之形式。

該磁屏蔽可包含具有高磁導率之材料，像是Mu金屬。

該磁場感測器可於該磁屏蔽之內部(與該測力器位於該磁屏蔽的同一側)。

該設備可包含一或多個磁場產生器，其中該設備配置以基於該磁場感測器之輸出來控制該一或多個磁場產生器。

例如，該設備(像是該設備之控制器或處理器)可控制供給至該一或多個磁場產生器之功率或電流，以控制由該一或多個磁場產生器所產生之磁場的大小及/或方向。

該一或多個磁場產生器可包含一電磁線圈。

在一範例中，磁場產生器可包含一磁場感測器、亥姆霍茲線圈(Helmholtz coils)及電流產生器。可將該線圈定向使它們的軸對齊x、y及z方向。感測器可測量磁場且該些線圈中之電流可以受調整以使淨磁場為零或預決定值，或使瞬態波動消除/減少。

該設備可配置以控制該一或多個磁場產生器來減低該磁場感測器之輸出的大小。也就是說，該一或多個磁場產生器可配置以減低由該磁力計所偵測的周圍或局部磁場之大小。

該設備可配置以控制該一或多個磁場產生器以產生與由該磁力計所偵測之周圍或局部磁場相反、或與之相對、或與之抵銷、或將其消除之磁場。

該設備可用以測量一半導體晶圓之質量及/或質量變化。

該設備可包含複數磁場感測器，它們的各者配置以測量在各別的預決定方向上之磁場強度或大小。例如，該設備可包含三個磁場感測器，它們的各者佈置以測量相互垂直之x、y及z方向的各別方向之磁場強度。替代地，可能有單個磁場感測器配置以測量這三個方向的各者上之磁場強度。

該設備可包含複數個磁場感測器，且該設備可配置以基於至少二個磁場感測器之輸出來計算該複數磁場感測器的至少二者之間位置處的磁場。

例如，該至少二個磁場感測器可位於該測力器之相反側，且該設備可配置以基於二個測力器之測量輸出及關於該二個磁場感測器的位置相對於該測力器中之位置的資訊，來計算或估計於該測力器中之該二個磁場感測器之間的位置處之磁場。例如，該測力器中之位置可為該測力器中之一電磁線圈之位置，例如該電磁線圈之中心的位置。

根據本發明之第二實施態樣，提供一種由根據上述申請專利範圍之任一者之設備所執行的方法，該方法包含:利用磁場感測器測量磁場；以及基於該磁場之測量執行行動或控制該設備之操作。

根據本發明之第二實施態樣的該方法可具有根據上述或下述之本發明的第一實施態樣的設備之任何特徵。

該方法可為質量計量方法、或晶圓質量計量方法。

根據本發明之第三實施態樣，提供一種方法，包含:將一物件裝載至一測力器上；使該測力器暴露於第一磁場；當該測力器暴露於該第一磁場時利用該測力器對該物件進行第一次測量；將該測力器暴露於與該第一磁場不同之第二磁場；以及當該測力器暴露於該第二磁場時利用該測力器對該物件進行第二次測量。

例如，磁場可利用位於該測力器附近、或周圍之電磁線圈來產生。

該方法可包含基於至少該第一測量及該第二測量決定該測力器對磁場的靈敏度。

該測力器之靈敏度可表示作執行測量時相對於預決定值該測力器之測量輸出之誤差與周圍或局部磁場的變化之比例，例如單位為µg/mG。該預決定值可為該測力器上次接受校正時該磁場感測器之測量輸出。

該方法可包含基於至少該第一測量及該第二測量來決定將磁場與當該測力器暴露於該磁場時該測力器執行的測量之誤差相關聯之關係、方程式或表。

該方法包含:依序將該測力器暴露於三或更多個不同的磁場；以及於該測力器暴露於該三或更多個不同的磁場時執行該物件之測量。

可以施加不同方向之不同磁場至該測力器，以決定該測力器之靈敏度是否取決於磁場之方向而有所不同，以及將該測力器之靈敏度完全特性化。

本發明包含所描述之實施態樣及較佳特徵的組合，除非這種組合明顯不允許或明確避免。

現在將參考附圖討論本發明的實施態樣和實施例。其他實施態樣和實施例對於熟習本領域之技術者來說將是顯而易見的。本文中提及的所有文件均藉由引用併入本文。

圖1為可於本發明之實施例中使用的測力器之部份之示意圖。當然，圖1中描繪的該測力器之該部份僅為範例，且測力器之其他種類或配置可以替代地於本發明之實施例中使用。

測力器1為電磁力補償測力器、或電磁力恢復測力器。

圖1 描繪測力器1，其中測力器1之殼體或外罩被移除。圖1因而示意描繪測力器1之內部機構。

如圖1所示，測力器1包含安裝於軸5上之秤盤3。秤盤3用以於利用測力器1測量晶圓2之重量或質量時支撐晶圓2。例如，當從上方看時，秤盤3可為實質上圓形的。如圖1中所示，秤盤3具有複數銷(或其他突出像是凸塊或球)，其由秤盤3之上部表面延伸以接觸晶圓2之下部表面以及支撐晶圓2而與秤盤3之上部表面間隔開。例如，可能有三個這樣的銷。

軸5在樞軸9之第一側連接至樑7(或平衡桿)，樑7可繞樞軸9樞轉。此連接使得軸5之垂直移動作用以造成樑7繞著樞軸9樞轉。

測力器1更包含上部連桿11及下部連桿13。上部連桿11及下部連桿13各於各自的第一端藉由可旋轉的連接件17來可旋轉地連接至軸5且於各自的第二端藉由可旋轉的連接件17可旋轉地連接至固定表面15。上部連桿11連接至軸5之上部部分且位於樑7之上方。下部連桿13連接至桿5之下部部分且位於樑7之下方。上部連桿11及下部連桿13可為例如桿或樑。上部連桿11及下部連桿13界定或限制軸5之可能的動作。

軸5藉由第三連桿19連接至樑7，第三連桿19於其第一端可旋轉地連接至軸5且於其第二端可旋轉地連接至樑7。當然，軸5與樑7之間的其他連接是可能的。

當將一物件裝載至秤盤3上時，該物件之重力作用於秤盤3及軸5以使秤盤3及軸5向下移動。軸5與樑7之間的連接表示當一物件裝載至秤盤3上時，一向下力施加於在樞軸9之第一側上的樑7。於軸5向下移動時，此向下力作用來使樑7以逆時針(反時針)方向繞樞軸9旋轉。

測力器1更包含電磁力補償機構，其用以在樞軸9之第二側的樑7上產生力，以平衡由於裝載至秤盤3上之該物件的重量而對樞軸9之第一側的該樑作用的力。

具體來說，該電磁力補償機構包含一電磁線圈21，其定位於在樞軸9之第二側的樑7上(或附接至樑7)。再者，該電磁力補償機構更包含一磁鐵23，其定位成接近電磁線圈21，例如在電磁線圈21下方。磁鐵23可為永久磁鐵或電磁鐵。一般來說，其為永久磁鐵。

上述樑7之逆時針方向的旋轉可能造成電磁線圈21向上移動，遠離磁鐵23。

當電流施加至電磁線圈21時，電磁線圈21產生磁場。由電磁線圈21所產生之該磁場與由磁鐵23所產生之磁場之間的交互作用使電磁線圈21受力，該力之大小及方向取決於施加至電磁線圈21之電流的大小及方向。

藉由將具有適當大小及方向之電流施加至電磁線圈21，可以使電磁線圈21 受朝向磁鐵23的向下力，該向下力在樑7上產生力矩，其與由裝載至秤盤3上的該物件之重量所造成的對樑7的力矩相等且方向相反。

特別地，施加至電磁線圈21的適當電流可造成電磁線圈21與磁鐵23之間的磁吸力，其以向下的方向作用於電磁線圈21上，因為磁鐵23定位於電磁線圈21下方，例如在電磁線圈21之正下方。

因此，當適合的電流供給至電磁線圈21時，電磁線圈21受到磁鐵23的吸引力，其以朝磁鐵23之向下方向作用於電磁線圈21。

作用於電磁線圈的向下力、以及因而由該向下力所造成之力矩取決於施加至電磁線圈21的電流大小。因此，由秤盤3上之該物件的重量所造成之力矩可藉由測量當該物件放置於秤盤3上時需要供應至電磁線圈21以將電磁線圈21維持在相同位置處的電流大小來決定。當該物件放置於秤盤3上時需要供給至電磁線圈21以將電磁線圈21維持在相同位置的電流因而與該物件之重量直接相關，且可用以計算該物件之重量及/或質量。

測力器1更包含位置感測器25，其用以偵測樑7之部份的位置，例如樑7之末端的位置。具體來說，位置感測器25用以偵測樑7之該部份何時處於預決定位置。樑7之該部份可於樑7為水平(這可能是無物件裝載至秤盤3上時樑7之預設或靜止方向)的時候處在該預決定位置。因此，處於     該預決定位置的樑7之該部份可指示樑7在它的預設或靜止方向上。

該位置感測器可為包含光源及光感測器的光學感測器，其中在樑7的該部分不在該預決定位置時，該光源與該光感測器之間的光路徑受到阻擋。例如，樑7之該部份可包含開口或孔徑，於樑7之該部份處於該預決定位置時，光可以穿過該開口或孔徑且該開口或孔徑與該光源及該光感測器對齊。

測力器1更包含控制器或處理器27，其配置以基於位置感測器25之輸出來控制供給至電磁線圈21之電流。具體來說，該控制器或處理器27控制供給至電磁線圈21之電流的大小，使得當該物件裝載至秤盤3上時位置感測器25偵測樑7之該部份處於該預決定位置。這對應於作用在電磁線圈21上的力，其平衡裝載至秤盤3上之該物件的重量所致之對樞軸9之第一側的樑7的力。例如，控制器27可包含一處理器或微處理器。

也就是說，控制器27配置以控制至電磁線圈21之電流供給，並決定於該物件裝載至秤盤3上時用以維持電磁線圈21及因此秤盤3在相同位置所需要供給至電磁線圈21的電流。

測力器1(例如控制器27)可基於在該物件裝載至秤盤3時用以將電磁線圈21及因此秤盤3維持在位所需要供給至電磁線圈21的電流，決定及輸出裝載至測力器1上之該物件的重量。替代地，測力器1可決定及輸出裝載至測力器1上之一物件的質量，例如利用藉由以測力器1對具有已知質量或重量的參考質量或重量執行測量來決定之校正因子，或基於測力器1之位置處的已知重力加速度「g」。例如，該物件之計算的重量可與校正因子相乘以將該重量轉換成質量。測力器1可包含用以決定該校正因子之內部校正質量，其可裝載至秤盤3或軸5上以及自秤盤3或軸5卸載。替代地，可使用外部校正質量而非內部校正質量。校正質量可為例如鋼砝碼(steel weight)、或參考晶圓(具有已知質量的晶圓)。眾所周知，物件之重量及質量藉由眾所皆知的方程式W=mg來相關聯，其中W為重量、m為質量且g為該位置之重力加速度。該設備可包含一控制器或處理器，其配置以基於該測力器之輸出來計算該物件之質量，例如利用校正因子或該測力器之位置處的已知重力加速度「g」。

上述測力器1之校正可包含決定將該測力器之輸出轉換成質量所需的該測力器之偏移及增益。

當然，上述及圖1中描述之測力器1僅為適合的測力器之範例，且可於本發明中使用其他種類或配置的測力器。

特別地，已知其他種類的電磁力補償測力器，例如物件之重力及電磁力以相反方向作用在樞軸之相同側的樑上。

此外，或替代地，可對圖1描繪之測力器1做不同變化。例如，該位置感測器可佈置以偵測秤盤3、軸5、或電磁線圈21而不是樑7之部份的位置，或另一元件可直接或間接地連接至任何這些元件。

再者，電磁線圈21及磁鐵23之配置及/或位置可與圖1種描繪的不同。

再者，軸5與樑7之間的連接可與圖1中描繪的不同。

再者，於一些實施例中，可以省略上部連桿11及下部連桿13 。

圖2顯示測力器1，包含該測力器的殼體或外罩29，其容納圖1中描繪之測力器1的內部機構。

殼體或外罩29由具有相對低的磁導率之材料所製成，且因此不提供或提供最小的測力器1之磁場屏蔽。例如，殼體或外罩29可包含鋁。

如上所述，本發明之發明人已理解諸如圖1描繪之測力器1的電磁力補償測力器以及實際上其他種類的電子測力器可以對周圍或局部磁場為靈敏的。特別地，周圍或局部磁場可影響該電磁力補償機構，例如使得需要向電磁線圈供給比原本所需更大或更小的電流以防止樑的移動。這會造成該測力器之測量輸出的誤差，且因而造成晶圓之測量的質量及/或質量變化之誤差。

圖3根據本發明之實施例顯示設備31。設備31包含圖2中描繪的測力器1。此外，設備31更包含佈置以測量測力器1附近的磁場之磁力計33。

特別地，磁力計33定位於測力器1附近，例如在測力器1之殼體或外罩29外部但在測力器1之預決定的距離內。

當然，在另一實施例中，磁力計33可位於測力器1之殼體或外罩29的內部及/或可為測力器1之部份。

磁力計33可定位於測力器1之電磁線圈21的第一預決定距離內(小於)。例如，磁力計33可定位於離測力器1之電磁線圈21小於1 m、或小於50 cm、或小於20 cm、或小於10 cm、或小於5 cm。

更具體來說，磁力計33之感測單元的中心，例如該磁力計之電磁線圈的中心，可定位於離測力器1之電磁線圈21的中心小於第一預決定距離。

磁力計33可定位於離該測力器之電磁線圈21大於第二預決定距離。

更具體來說，磁力計33之感測單元的中心，例如磁力計33之電磁線圈的中心，可定位於離測力器1之電磁線圈21的中心大於第二預決定距離。

例如，第二預決定距離可為1 cm、或2  cm、或3 cm。

圖4根據本發明之進一步實施例顯示設備35。設備35與圖3描繪之設備31之不同處在於設備35更包含測量腔室37，測力器1及磁力計33位於其中。該設備可能還具有上述之設備31的任何特徵。因此，磁力計33佈置以測量於測量腔室37內部之測力器1附近的磁場。

測量腔室37由鋁所製成，其不提供或提供最小的磁場屏蔽。

測量腔室37提供於測力器1周圍之控制的大氣，以減少可能由例如對流及溫度、壓力及濕度之變化所造成的質量及/或質量變化之測量的誤差。

測量腔室37可包含可移除的或可開的蓋，用於將晶圓插入該測量腔室中。

替代地，測量腔室37可包含晶圓可插入之開口或槽以將該晶圓引入測量腔室37中。可以有可動式擋門或密封件，用以選擇性地封閉該開口或槽。

於任何實施例中的磁力計33可配置以測量磁場的大小。

磁力計33可配置以測量磁場的大小及方向。

磁力計33可配置以針對磁場之大小及/或方向輸出單個值。

磁力計33可配置以測量三個垂直軸x、y及z之各者上的磁場之大小。因此，該磁力計可單獨地測量x方向上的磁場分量Bx、在垂直的y方向上之磁場分量By、以及在垂直的z方向上之磁場分量Bz。

優選的，磁力計33測量該三個垂直軸的各者上的磁場之大小(例如單獨地或獨立地)，因為在一些實施例中測力器1對周圍或局部磁場之靈敏度可能對於不同方位或方向的磁場為不同的。例如，這可以測量作三個值，或測量作單個向量值。

設備31及35更包含一控制器或處理器39，其配置以接收磁力計33之輸出。控制器或處理器39也可配置以接收測力器1之輸出。

控制器或處理器39可配置以監測磁力計33之輸出，例如週期性地或連續地。

控制器或處理器39可配置以基於磁力計33之輸出執行操作、或採取行動。各種不同的行動或操作是可能的，且本發明不限於採取特定行動或執行特定操作。

在一實施例中，控制器或處理器39可配置以基於磁力計33之輸出辨識或偵測一事件。例如，該事件可為磁力計33之測量輸出變化、或大於或等於預決定閾值的磁力計33之測量輸出變化。此變化可以相對於預決定值計算或決定，例如測力器1上一次校正時該磁力計之測量輸出。因此，該事件可為在周圍或局部磁場中之變化或與之相關，例如大於預決定閾值，例如相對於當該測力器上一次校正時的周圍或局部磁場。

在一實施例中，控制器或處理器39可配置以控制設備或測力器1以基於磁力計33之輸出、及/或基於該事件之辨識或偵測來執行測力器1之校正。

例如，控制器或處理器39可配置以基於磁力計33之輸出、及/或基於該事件之辨識或偵測觸發該測力器之校正。例如，控制器或處理器39可配置以計算由磁力計33所測量之磁場的變化，以及於該磁場之變化大於預決定量(例如5 mG)時觸發該測力器的校正。該變化可相對於當該測力器最近或之前進行校正時的磁場。

校正測力器1可包含:將具有已知質量或重量的參考質量或重量裝載至測力器1上；對該參考質量或重量執行測量；以及將測量的質量或重量與該已知質量或重量進行比較。該參考質量或重量可為內部參考質量或重量(亦即:於該測力器之殼體或外罩29的內部)，或為外部參考質量或重量(亦即:於該測力器之殼體或外罩29的外部)。該外部參考質量或重量可為例如參考半導體晶圓。控制器或處理器39可配置以基於校正來計算校正因子，以及基於該校正因子修正後續的測量值，例如藉由將後續的測量值與該校正因子相乘。控制器或處理器39可配置以基於該校正決定偏移及/或基於該校正決定增益。

在一範例校正程序中，測力器1可測量在測力器1為卸載之情況下的「零」值，接著測量具有已知重量(測力器1「已知」(內部重量)或使用者「已知」(外部重量)) 的參考重量(內部或外部)。接著，測力器1可將該參考重量之測量的重量與期望值進行比較並調整測力器1之內部增益因子及零偏移，使得測量值與期望值對準。該增益因子控制測力器1之線性度，例如以最小化於橫跨該測力器之整個秤量範圍(例如5 g vs 120 g)測量物件時的誤差。因此，此校正程序可消除由局部磁場之永久變化所造成的任何系統性誤差。外部重量通常製造以符合非磁性校正重量之適當標準且由製造商預先測量。

以這樣的方式，測力器1之校正可能僅於決定由於周圍或局部磁場之變化而需要校正時執行。因此，該設備之產量可相對於替代的佈置增加，在該替代的佈置中，不論周圍或局部磁場中的任何變化都規律地或週期性地執行校正。

替代地，或此外，控制器或處理器39可配置以基於磁力計33之輸出及/或基於事件之辨識或偵測將資訊提供至使用者。例如，控制器或處理器39可配置以通知使用者已有周圍或局部磁場之變化，例如若磁場之變化大於預決定量(這可以相對於該測力器先前接受校正時之磁場來決定)。此資訊可以視覺地提供給使用者，例如藉由顯示或視覺指示器，或藉由聽覺指示器聽覺地提供。控制器或處理器39可配置以通知或警示使用者需要執行測力器之校正或採取其他行動。接著，使用者可基於該資訊或警示以採取適當的行動，例如手動地啟動測力器之校正。

於替代的實施例中，控制器或處理器39可配置以針對由磁力器33所偵測到之磁場效應或磁場變化來修正測力器1所執行之重量或質量測量。例如，由不同的周圍或局部磁場或周圍或局部磁場之不同變化所造成的重量或質量測量的誤差可能已事先進行特性化，使得測量之周圍或局部磁場或周圍或局部磁場之變化可轉換成重量或質量測量中的相應誤差。例如，此轉換可以利用方程式、或利用儲存磁場值或磁場變化值及於重量或質量測量中的相應誤差數值之表或圖表來執行。接著，該重量或質量測量可基於決定的誤差來進行修正，例如藉由將該決定的誤差減去或添加至重量或質量測量值。

這樣的重量或質量測量之修正可能僅於決定相對於預決定值(例如於測力器1上一次或最近一接受校正時測得的周圍或局部磁場值)周圍或局部磁場已變化超過預決定量時執行。

周圍或局部磁場或是該周圍或局部磁場之變化所造成之測力器1的重量或質量測量之誤差可能已藉由針對不同的施加周圍或局部磁場來對參考重量或質量執行重量或質量測量來事先特性化。

例如，可將一線圈定位於測力器1之外部周圍，用以於測力器1附近施加周圍或局部磁場。接著，可將具有已知重量或質量的參考重量或質量裝載至測力器1上，且針對施加至該線圈之不同電流(可於測力器1附近產生不同大小的施加周圍或局部磁場)由測力器1執行不同測量。可利用磁力計測量該施加周圍或局部磁場，例如上述之磁力計33。以這樣的方式，可決定該施加周圍或局部磁場的大小與測力器1之重量或質量測量的誤差之間的關係。例如，一種用於執行這樣的特性化之設備於圖5中描繪，其描繪線圈41佈置於測力器1(例如圖3中描繪及上述之測力器1)外部周圍， 以於電流施加至線圈41時在該測力器附近施加周圍或局部磁場。可改變通過線圈41之電流以改變該施加周圍或局部磁場的大小。

特性化方法可包含:將第一電流供給至該線圈，例如0.2A；測量在測力器1附近之產生的磁場；以及利用測力器1執行對參考質量或重量的測量。該特性化方法可進一步包含:逐步地增加電流，例如以0.2A的增量；以及測量磁場及針對供給至該線圈的各電流來對該參考質量或重量執行測量。

該施加的周圍或局部磁場之大小與重量或質量測量值的誤差之間可能存在線性關係。因此，特性化可以包含決定此線性關係的方程式。更廣泛來說，特性化可包含決定施加周圍或局部磁場之大小或大小的變化與重量或質量測量值的誤差之間的關係之方程式。

接著，這樣的方程式可用以決定測力器1之重量或質量測量之誤差，其可由磁力計33所測量之周圍或局部磁場的特定大小或大小之變化所造成。

該特性化方法可包含決定該施加的周圍或局部磁場之大小與對沿三個相互垂直軸之各者(例如x、y、及z軸)施加的磁場之重量或質量測量值之誤差之間的關係或方程式。因此，可能有三個這樣的關係或方程式，或輸入磁場的三個不同方向分量之一個關係或方程式。

圖5中描繪之線圈41可以僅沿單個方向施加磁場，且可以藉由相對於測力器1將線圈41重新定向來改變施加磁場所沿之方向，例如藉由將該線圈旋轉90度。

圖6至8為描繪由於該測力器附近施加不同大小的磁場所造成的測力器輸出的誤差之實驗數據。例如，該實驗數據可利用圖5中描繪及上述之佈置來獲取。線圈41於圖6至8的各者之間重新定向以在各個相互垂直之x、y及z方向上施加磁場。

圖6顯示不同的磁場大小在Bz方向(其正交於測力器1之秤盤3垂直向上)上之效應。如圖6中所示，Bz方向上之施加磁場大小與由測力器1所執行之質量測量的誤差之間有線性關係。

圖7顯示不同的磁場大小在Bx方向(其為平行於測力器1之秤盤3的第一水平方向)上之效應。如圖7中所示，Bx方向上之施加磁場大小與由測力器1所執行之質量測量的誤差之間有線性關係。

圖8顯示不同大小的磁場在By方向(其為平行於測力器1之秤盤3的第二水平方向)上之效應。如圖8中所示，測力器1基本上對By方向上的磁場不靈敏，或比起對於Bx及Bz方向，對於By方向上之磁場顯著地較不靈敏。

如圖6至8所示，此實施例中之測力器對於Bz及Bx方向上之磁場較靈敏，且對於By方向上之磁場較不靈敏。

當然，其他測力器可具有對不同方向的磁場相同的靈敏度，或具有不同但以與圖6至8描繪的方式不同的靈敏度。這取決於測力器之具體情況，且可以上述方式事先進行特性化。

因此，測力器1之特性化可造成將磁場之大小與對三個垂直軸Bx、By及Bz的各者之質量或重量測量的誤差相關聯之三個不同的方程式或關係。於測力器1用以執行測量時，藉由測量在測力器1附近的三個方向之各者上的磁場之大小，可以將用以修正測量值的修正值計算作這三個方向的各者之誤差的總和。替代地，例如，可將磁場測量作向量及利用單個方程式或關係轉換成單個誤差。

為了減少在測力器1附近的周圍或局部磁場，可以於測力器1之部分或整體周圍提供磁屏蔽。這樣的磁屏蔽可採取圍繞測力器1之外罩或外殼或腔室的形式，其由具有高磁導率之材料所製成，像是諸如Mu金屬之鐵磁性材料。然而，若有高外部磁場，測力器1之測量的誤差儘管在具有這樣的磁屏蔽之情況下可能仍為顯著的。因此，本發明可於提供這樣的磁屏蔽時仍為有益的。

替代地，或此外，該設備可配置以基於磁力計33之輸出及/或基於該事件之辨識或偵測來主動消除測力器1附近的周圍或局部磁場。

例如，該設備可包含用以於該測力器附近產生磁場的一或多個磁場產生器，且該設備(例如控制器或處理器39)可配置以控制該一或多個磁場產生器，來減少或抵銷或消除由該磁力計所偵測的周圍或局部磁場。例如，可控制該一或多個磁場產生器以使該磁力計之輸出的大小降低至低於預決定閾值，指示該測力器附近之周圍或局部磁場低於預決定閾值。

該一或多個磁場產生器可配置以產生恆定或均勻的或DC磁場以減少或抵銷或消除由磁力計33所偵測之恆定或均勻的或DC周圍或局部磁場。

因此，該一或多個磁場產生器可配置以抵銷均勻周圍或局部磁場、或低頻周圍或局部磁場。如上所述，周圍或局部磁場的高頻變化可能對於測力器1之測量輸出有較小的影響，且因此可以達成可接受的準確度而沒有消除或減少磁場中之這樣的高頻變化。

如上所述，於輸出測量值之前，具有1至2秒之持續時間的磁場尖峰可以藉由該測力器等待穩定的測量值來加以修正。因此具有此持續時間或更小之持續時間的磁場尖峰可以對測力器1之測量輸出有較少的影響。

在上述任何實施例中，可以提供多於一個磁力計，用以測量在測力器1附近之多於一個位置的磁場。

在一實施例中，可於該測力器之第一側提供第一磁力計，且可於該測力器之相反的第二側提供第二磁力計。來自該第一及第二磁力計之測量輸出可用以計算該第一及第二磁力計之間及整個該測力器的磁場梯度。此梯度可用以計算或估計或預測該測力器之位置處、或該測力器中之特定位置處的磁場，例如該電磁力補償機構之特定位置。

在先前敘述或在後續的請求項中或在隨附圖式中所揭露的，並且以其特定形式或以執行所揭示功能的手段、或是得到所揭露結果所用的方法或製程所表達的特徵係可以適當地單獨或以這些特徵之任何組合的方式而用於以其各種形式實現本發明。

儘管已結合上述示例性實施例描述本發明，在考量本揭露時，許多等效修正及變異對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者來說將是顯而易見的。因此，本發明的上述示例性實施例視為說明性而非限制性的。在不悖離本發明的精神及範圍的情況下，可以對所描述的實施例進行不同的改變。

為避免任何疑問，本文所提供的任何理論解釋皆是為了增進讀者的理解。發明人不希望受任何這些理論解釋的限制。

本文中所使用的任何章節標題僅用於組織目的，而不應解釋為限制所描述之請求標的。

在整個說明書中，包含後續之請求項，除非上下文另有要求，否則詞語「包括 （comprise）」和「包含（include）」以及例如「包括（comprises）」、「包括（comprising）」和「包含（including）」的變體將被理解為暗示包含所述的整數或步驟、或整數組或步驟組，但不排除任何其他整數或步驟或整數組或步驟組。

需要注意的是，當於說明書及所附請求項中使用時，單數形式「一」及「該」係包括複數指涉對象，除非上下文另有明確指定。在本文中，範圍可表示為從「大約」一特定值、及∕或至「大約」另一特定值。當表達為這樣的範圍時，另一實施例包括從該特定值及∕或至另一特定值。相似地，當值表示為近似值時，藉由使用先行詞「大約」，應理解該特定值形成另一實施例。與數值有關之術語「大約」是任選的，且表示例如 +/- 10%。

1:測力器 2:晶圓 3:秤盤 5:軸 7:樑 9:樞軸 11:上部連桿 13:下部連桿 15:固定表面 17:可旋轉的連接件 19:第三連桿 21:電磁線圈 23:磁鐵 25:位置感測器 27, 39:控制器或處理器 29:殼體或外罩 31, 35:設備 33:磁力計 37:測量腔室 41:線圈

現在將參考附圖來討論說明本發明原理的實施例及實驗，其中：

圖1為可於本發明之實施例中使用之測力器的部份之示意圖。

圖2為可於本發明之實施例中使用之測力器之示意圖。

圖3為根據本發明之實施例的一設備之示意圖。

圖4為根據本發明之實施例的一設備之示意圖。

圖5為根據本發明之實施例的一設備之示意圖。

圖6顯示使用圖5中描繪之設備所獲取的實驗結果。

圖7顯示使用圖5中描繪之設備所獲取的實驗結果。

圖8顯示使用圖5中描繪之設備所獲取的實驗結果。

1:測力器

2:晶圓

3:秤盤

29:殼體或外罩

31:設備

33:磁力計

39:控制器或處理器

Claims (33)

1. 一種用於測量物件質量及/或質量變化的設備，包含： 一測力器；以及 一磁場感測器。
2. 如請求項1之設備，其中該磁場感測器包含一磁力計。
3. 如請求項1或2的設備，其中該設備配置以週期性地或連續地監測該磁場感測器之輸出。
4. 如請求項1或2的設備，其中該設備配置以基於該磁場感測器之輸出辨識或偵測一事件。
5. 如請求項4之設備，其中該事件包含大於或等於預決定值之該磁場感測器之輸出的變化。
6. 如請求項1或2的設備，其中該設備配置以決定該磁場感測器之輸出的變化何時大於或等於預決定值。
7. 如請求項1或2的設備，其中該設備配置以基於該磁場感測器之輸出執行一行動或控制該設備之操作。
8. 如請求項1或2的設備，其中該設備配置以基於該磁場感測器之輸出觸發或執行或排程該測力器之校正。
9. 如請求項8之設備，其中該設備配置以於該設備決定該磁場感測器之輸出的變化大於或等於預決定值時，觸發或執行或排程該測力器之該校正。
10. 如請求項1或2的設備，其中該設備配置以基於該磁場感測器之測量輸出決定由該測力器執行之測量的誤差。
11. 如請求項10之設備，其中該設備配置以基於該磁場感測器之該測量輸出，利用預決定的關係、方程式或表來決定由該測力器執行之該測量的該誤差。
12. 如請求項10之設備，其中該磁場感測器配置以測量三個垂直軸之各者上的磁場，且其中該設備配置以基於該三個垂直軸之各者上的測量之磁場，來決定由該測力器所執行之該測量的該誤差。
13. 如請求項12的設備，其中該設備配置以基於在該三個垂直軸之各者上的測量之磁場，利用針對該三個垂直軸之各者的各別預決定關係、方程式或表，來決定由該測力器所執行之該測量的該誤差。
14. 如請求項10之設備，其中該設備配置以基於該測量的決定之誤差來修正由該測力器所執行之該測量。
15. 如請求項1或2的設備，其中由該測力器所執行之測量包含裝載至該測力器上之物件的重量或質量之測量。
16. 如請求項1或2之設備，其中該測力器為電磁力補償測力器。
17. 如請求項1或2之設備，其中該測力器包含一電磁力補償機構。
18. 如請求項1或2之設備，其中該設備配置以至少基於由該測力器所執行的測量來計算裝載至該測力器上之物件的質量及/或質量變化。
19. 如請求項1或2之設備，其中該設備包含一測量腔室，該測力器容納於該測量腔室中，且其中該磁場感測器位於該測量腔室內部。
20. 如請求項1或2之設備，其中該測力器包含一外罩，且其中該磁場感測器位於該外罩外部。
21. 如請求項1或2之設備，其中該磁場感測器佈置在該測力器之100 cm內、或50 cm內、或20 cm內、或10 cm內。
22. 如請求項1或2之設備，其中該設備包含一或多個磁場產生器，且其中該設備配置以基於該磁場感測器之輸出來控制該一或多個磁場產生器。
23. 如請求項 22之設備，其中該設備配置以控制該一或多個磁場產生器來降低該磁場感測器之輸出。
24. 如請求項1或2之設備，其中該設備用以測量一半導體晶圓之質量及/或質量變化。
25. 如請求項1或2之設備，其中該設備更包含配置以至少部份磁性屏蔽該測力器之至少部份的磁屏蔽。
26. 如請求項25之設備，其中該磁場感測器於該磁屏蔽內部。
27. 如請求項1或2設備，其中該設備包含複數個磁場感測器，該複數個磁場感測器之各者配置以測量各別預決定方向上之磁場。
28. 如請求項1或2設備，其中該設備包含複數個磁場感測器，且其中該設備配置以基於該複數個磁場感測器其中二個磁場感測器之輸出來計算該二個磁場感測器之間之一位置處的磁場。
29. 一種由根據1至28其中任一項之設備所執行之方法，該方法包含： 利用該磁場感測器測量磁場；及 基於該磁場的測量來執行一行動或控制該設備之操作。
30. 一種用於測量之方法，包含： 將一物件裝載至一測力器上； 將該測力器暴露於一第一磁場； 當該測力器暴露於該第一磁場時利用該測力器對該物件執行第一測量； 將該測力器暴露於與該第一磁場不同的第二磁場；以及 於該測力器暴露於該第二磁場時利用該測力器對該物件執行第二測量。
31. 如請求項30之方法，其中該方法包含基於至少該第一測量及該第二測量決定該測力器對磁場的靈敏度。
32. 如請求項30或31之方法，其中該方法包含：於該測力器暴露於磁場時，基於至少該第一測量及該第二測量來決定將該磁場與由該測力器所執行之測量的誤差相關聯之關係、方程式或表。
33. 如請求項30或31之方法，其中該方法包含： 依序地將該測力器暴露於三或多個不同的磁場；以及 於該測力器暴露於該三或多個不同的磁場之各者時執行該物件之測量。

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