[发明专利]一种涡流传感器

说明书

本发明公开了一种涡流传感器，控制模块触发波形生成模块产生使线圈模块谐振的正弦波形，线圈模块谐振生成电流信号；信号传输模块基于电流信号得到采样电压信号，信号传输模块对采样电压信号进行处理后发送至控制模块；控制模块根据接收处理后的采样电压信号，计算晶圆表面导电膜厚度值；线圈模块内部包括多个不同测量截面的线圈，在被测晶圆抛光过程中，对于抛光过程的每个阶段，将对应的测量截面的线圈切换至检测回路中，从而实现针对不同的测量过程进行时间分割，每个过程精确匹配电涡流传感器的最佳线性、分辨率参数。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种涡流传感器。

背景技术

在集成电路制造工艺中，晶圆衬底导电膜在沉淀后，经过化学机械抛光工艺处理，能有效提高光刻工艺的套刻精度。因此，导电膜厚度在化学机械抛光工艺过程中需要实时监测，在预定厚度值停止继续研磨。检测实时薄膜厚度及表面形貌的化学机械抛光机是一种能够在线优化平坦化工艺的集成电路制造专用设备。目前应用实时监测化学机械抛光机的检测方式有光检测、涡流相位差和振幅差检测等检测方式。光检测灵敏度高，但只能用于不同介质之间对光源的反射率差异，确定终点位置。光检测方式不需要电涡流传感器，仅需要激光源以及光源接收装置。涡流相位差、振幅差以及阻抗变化检测方式。涡流检测方式对检测导电膜传感器稳定性、灵敏度、分辨率以及线性度要求较高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于解决现有技术中的对检测导电膜传感器的稳定性、精准度的问题，从而提供一种涡流传感器。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种涡流传感器，包括：波形生成模块、线圈模块、信号传输模块、控制模块，其中，波形生成模块的输入端与控制模块的输出端连接，波形生成模块的输出端与信号传输模块的第一输入端连接；信号传输模块的第二输入端与线圈模块的输入端连接，信号传输模块的输出端与控制模块的输入端连接；线圈模块的输出端接地，线圈模块的控制端与控制模块的输出端连接；控制模块触发波形生成模块产生使线圈模块谐振的正弦波形，线圈模块谐振生成电流信号；信号传输模块基于电流信号得到采样电压信号，信号传输模块对采样电压信号进行处理后发送至控制模块；控制模块根据接收处理后的采样电压信号，计算晶圆表面导电膜厚度值；线圈模块内部包括多个不同测量截面的线圈，在被测晶圆抛光过程中，对于抛光过程的每个阶段，将对应的测量截面的线圈切换至检测回路中。

在一实施例中，线圈模块内部的多个不同测量截面的线圈，每个线圈的电感量、品质因数、线圈视在阻抗保持一致。

在一实施例中，线圈模块内部的多个不同测量截面的线圈，全部的线圈均绕制于同一个磁芯上。

在一实施例中，波形生成模块包括：波形发生器及功率放大器，其中，波形发生器的输入端与控制模块的输出端连接，波形发生器的输出端与功率放大器的输入端连接，功率放大器的输出端与信号传输模块的第一输入端连接。

在一实施例中，线圈模块还包括：第一模拟选择器、第二模拟选择器、谐振电容，其中，第一模拟选择器的第一端与信号传输模块的第二输入端、谐振电容的第一端连接，第一模拟选择器的控制端与控制模块的输出端连接；第二模拟选择器的第一端与接地，第二模拟选择器的第一端还与谐振电容的第一端连接，第二模拟选择器的控制端与控制模块的输出端连接；控制模块通过控制第一模拟选择器的第二端、第二模拟选择器的第二端分别与同一线圈的第一端连接、第二端对应连接，使该线圈切换至检测回路中。

在一实施例中，涡流传感器还包括：位置传感器，位置传感器与控制模块的输入端连接；在涡流传感器进入/退出被测晶圆边缘时，控制模块基于位置传感器采集的涡流传感器当前位置信息，将对应的测量截面的线圈切换至检测回路中。

在一实施例中，涡流传感器还包括：温度传感器，温度传感器与控制模块的输入端连接；控制模块基于温度传感器采集的温度信息，对接收到的处理后的采样电压信号进行补偿，并基于补偿后的采样电压信号计算得到的晶圆表面导电膜厚度值进行补偿。