[发明专利]电涡流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电涡流传感器。

背景技术

目前，化学机械抛光工艺前后均采用涡流传感器测量硅片的铜膜厚度和形貌。随着硅片特征尺寸的减小，芯片制造时的观察窗也随之减小。对于化学机械抛光过程来说，准确而灵敏地测量铜膜厚度是极其重要的。增大传感器探针的尺寸能增强灵敏度，但它会牺牲径向轮廓测量时的径向分辨率。而多区域控制的化学机械抛光工艺对硅片形貌测量时的分辨率要求极高。

现有技术中用于硅片膜厚测量的电涡流传感器的探针截面多为圆形，其分辨率和灵敏度已经不能满足芯片制造过程中硅片膜厚测量的需求。可以通过增大探针截面的尺寸来提高灵敏度，但是其径向尺寸也增加，从而牺牲了其径向的分辨率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种具有高灵敏度和高径向分辨率的电涡流传感器。

为了实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种电涡流传感器，所述电涡流传感器包括：磁芯，所述磁芯的垂直于磁芯高度方向的截面为矩形截面；和线圈，所述线圈沿所述矩形截面的周向缠绕在所述磁芯的外周壁上。

根据本发明实施例的电涡流传感器具有矩形的探测面，因此可以通过增大矩形长度来增大探测面积，从而提高电涡流传感器的灵敏度。此外，由于根据本发明实施例的电涡流传感器的矩形探测面的宽度较小，因此根据本发明实施例的电涡流传感器可以具有高径向分辨率。

根据本发明实施例的电涡流传感器同时具有大探测面和高径向分辨率，因此在用于探测硅片膜厚时，其探测区域可以包含更多的芯片图案和特征，从而缩小了因芯片图案密度变化所带来的方差，从而使硅片膜厚度的测量更为精确。

另外，根据本发明实施例的电涡流传感器可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述磁芯为长方体，所述矩形截面的长宽比为10～15∶1，且所述矩形截面的宽度为3～5mm。

根据本发明的一个实施例，所述磁芯的外周壁上设有周向凹槽，其中所述线圈容纳在所述凹槽内。通过设置周向凹槽，不仅便于缠绕线圈，而且可以使线圈更稳固地缠绕在所述磁芯的外周壁上。

根据本发明的一个实施例，还包括壳体，所述壳体内限定有容纳腔，所述壳体的顶壁上设有开口，其中所述磁芯和线圈设置在所述容纳腔内。

利用带有开口的壳体可以限制根据本发明实施例的电涡流传感器的磁场方向沿着所述磁芯的宽度方向，从而提高根据本发明实施例的电涡流传感器的径向分辨率。

根据本发明的一个实施例，所述壳体为长方体。

根据本发明的一个实施例，所述壳体为金属壳体。

根据本发明的一个实施例，所述壳体为铝壳体或铁壳体。

根据本发明的一个实施例，所述开口为长槽，其中所述长槽的长度方向与所述磁芯的矩形截面的长度方向一致。

根据本发明的一个实施例，所述长槽在垂直于所述磁芯的矩形截面的长度的方向上的截面为矩形截面或梯形截面。

根据本发明的一个实施例，所述长槽在垂直于所述磁芯的矩形截面的长度的方向上的两侧壁为朝向彼此突出的圆弧形。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的电涡流传感器的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是根据本发明的另一个实施例的电涡流传感器的结构示意图；

图4是图2的俯视图；

图5是根据本发明实施例的电涡流传感器的一种壳体的剖视图；

图6是根据本发明实施例的电涡流传感器的另一种壳体的剖视图；

图7是根据本发明实施例的电涡流传感器的再一种壳体的剖视图；

图8是利用根据本发明实施例的电涡流传感器测量硅片膜厚度的示意图。

附图标记说明：

电涡流传感器100、磁芯1、周向凹槽11、线圈2、壳体3、容纳腔31、开口32、硅片4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。