[发明专利]用于金属膜厚测量的差分探头装置

说明书

本发明公开了一种用于金属膜厚测量的差分探头装置，包括：激励源，用于提供振荡源；差分探头，差分探头具有第一线圈通道和第二线圈通道，且对应包括第一线圈和第二线圈；采集模块，用于在探头正下方产生磁场，且在探头正下方的被测金属薄膜的表面产生感应磁场时，采集探头的等效阻抗；中央处理模块，用于使得第一线圈和第二线圈同时工作，并且根据等效阻抗得到线圈阻抗的变化值，以根据线圈阻抗的变化值得到被测金属薄膜的厚度。该装置可以通过非接触式进行金属膜厚的测量，从而消减共模量的干扰，提高测试的稳定性。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，特别涉及一种用于金属膜厚测量的差分探头装置。

背景技术

相关技术通过探针方式测量金属薄膜，利用四个探针测量一个矩形区域内的电阻，再根据电阻值以及被测金属薄膜的电阻率等理论参数计算膜厚值，从而完成金属薄膜厚度的测量；电涡流式一般非接触，利用电磁互感测量由金属薄膜所改变的磁场的表征量，以此推导测量信号与金属膜厚的关系。

然而，探针接触式测量会造成被测金属薄膜轻微损伤，并且不能够实时测量金属膜厚度，比如在CMP(Chemical Mechanical polishing，化学机械抛光)过程中；电涡流式实时测量时，易受机械震动造成提离的影响并没有相关硬件措施处理，探测线圈距离被测金属薄膜较远易受影响而变得不可靠，探测线圈与电路板结合在一起，更换探测线圈不方便，有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种用于金属膜厚测量的差分探头装置，该装置可以消减共模量的干扰，消除在CMP过程中抛光垫磨损带来的提离影响，提高测试的稳定性，用于CMP过程中实时测量。

本为达到上述目的，本发明实施例提出了一种用于金属膜厚测量的差分探头装置，包括：激励源，用于提供振荡源；差分探头，所述差分探头具有第一线圈通道和第二线圈通道，且对应包括第一线圈和第二线圈；采集模块，用于在探头正下方产生磁场，且在所述探头正下方的被测金属薄膜的表面产生感应磁场时，采集所述探头的等效阻抗；中央处理模块，用于使得所述第一线圈和所述第二线圈同时工作，并且根据所述等效阻抗得到线圈阻抗的变化值，以根据所述线圈阻抗的变化值得到所述被测金属薄膜的厚度。

本发明实施例的用于金属膜厚测量的差分探头装置，可以通过非接触式进行测量，不会损伤被测金属薄膜表面，而且能够消减共模量的干扰，可以用于在线、离线方式测量，近距离测试金属薄膜厚度有效提高了信号的稳定性，提高测试的稳定性。

另外，根据本发明上述实施例的用于金属膜厚测量的差分探头装置还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：通讯接口，用于发送所述被测金属薄膜的厚度至设备终端。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述差分探头包括：第一封装孔和第二封装孔，用于封装线圈；第一线圈封装和第二线圈封装，用于灌封所述线圈，并引出引线，且分别安装到所述第一封装孔和所述第二封装孔，以得到所述差分探头。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一封装孔和所述第二封装孔的内径相同，贯穿深度不同，且两孔边缘的最小距离大于20mm，所述第二封装孔与所述第一封装孔的贯穿深度差大于1mm。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一线圈封装和所述第二线圈封装周围6mm内不能含有金属材料。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：垫圈，用于调节所述第一线圈和所述第二线圈的高度，以形成高度差，其中，所述垫圈厚度是固定的。

进一步地，在本发明的一个实施例中，差分探头还包括：固定孔，用于固定所述差分探头装置。