电涡流传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种电涡流传感器，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。根据本发明专利技术实施例的电涡流传感器同时高灵敏度和高径向分辨率，其较大的探测区域可以包含更多的芯片图案和特征，这样就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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电涡流传感器。技术背景目前，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。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术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 为了实现上述目的，根据本专利技术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。根据本专利技术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，由于根据本专利技术实施例 的电涡流传感器的矩形探测面的宽度较小，因此根据本专利技术实施例的电涡流传感器可以 具有高径向分辨率。根据本专利技术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，根据本专利技术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专利技术的一个实施例，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。根据本专利技术的一个实施例，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。根据本专利技术的一个实施例，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专利技术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，从而提高根据本专利技术实施例的电涡流传感器的径向分辨率。根据本专利技术的一个实施例，所述壳体为长方体。根据本专利技术的一个实施例，所述壳体为金属壳体。根据本专利技术的一个实施例，所述壳体为铝壳体或铁壳体。根据本专利技术的一个实施例，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。根据本专利技术的一个实施例，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。根据本专利技术的一个实施例，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。本专利技术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，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/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是根据本专利技术的一个实施例的电涡流传感器的结构示意图2是图1的俯视图3是根据本专利技术的另一个实施例的电涡流传感器的结构示意图4是图2的俯视图5是根据本专利技术实施例的电涡流传感器的一种壳体的剖视图6是根据本专利技术实施例的电涡流传感器的另一种壳体的剖视图7是根据本专利技术实施例的电涡流传感器的再一种壳体的剖视图8是利用根据本专利技术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专利技术的实施例，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，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必 须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元 件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，设备上相邻的两个装 置之间通过加工媒介的联系也称之为“相连”或“连接”。对于本领域的普通技术人员 而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。下面参照图1和图2描述根据本专利技术实施例的电涡流传感器100。如图1和图2 所示，根据本专利技术实施例的电涡流传感器100包括磁芯1和线圈2。磁芯1的垂直于磁 芯1高度方向A(图1中的箭头方向)的截面为矩形截面，线圈2沿所述矩形截面的周向 缠绕在磁芯1的外周壁上。如图8所示，在利用根据本专利技术实施例的电涡流传感器测量硅片的膜厚度时， 磁芯1的高度方向A垂直于被测量的硅片4的镀膜面，硅片4的运动方向B (图8中的箭 头方向)与磁芯1的矩形截面的长度方向(图1和图2中的左右方向)垂直，这样根据本 专利技术实施例的电涡流传感器100的所述矩形截面的宽度方向(图2中的上下方向)为硅片 4的径向方向。硅片4沿运动方向B在根据本专利技术实施例的电涡流传感器100的下方运 动，从而完成对硅片4膜厚度的测量。由于磁芯1的垂直于磁芯1高度方向A的截面为矩形截面，因此根据本专利技术实施 例的电涡流传感器100具有矩形的探测面。可以通过保持较小的矩形截面宽度不变而增 大矩形截面长度来增大探测面积，从而提高根据本专利技术实施例的电涡流传感器100的灵 敏度。而且，由于根据本专利技术实施例的电涡流传感器100的矩形截面的宽度较小(例如， 所述矩形截面的宽度可以远小于所述矩形截面的长度方向)，因此根据本专利技术实施例的电 涡流传感器100在硅片4的径向方向(即矩形截面的宽度方向)上具有高分辨率。根据 本专利技术实施例的电涡流传感器100同时具有大探测面和高径向分辨率，其探测区域可以 包含更多的芯片图案和特征，这样就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。根据本专利技术实施例的电涡流传感器100，所述矩形截面的长度和宽度可以根据具 体的测量要求来确定。总之，所述矩形截面的宽度越小，根据本专利技术实施例的电涡流传 感器100的径向分辨率越高；在所述矩形截面的宽度不变的情况下，所述矩形截面的长 度越大，根据本专利技术实施例的电涡流传感器100的灵敏度越高。根据本专利技术实施例的电涡流传感器100，磁芯1可以为长方体，长方体的磁芯1 容易制备，且磁芯1的矩形截面的长度远远大于宽度。在本专利技术的一个示例中，磁芯1 的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，这样可以使电 涡流传感器100具有高灵敏度和高径向分辨率。在本专利技术的一个示例中，磁芯1的外周壁上设置有周向凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电涡流传感器，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种电涡流传感器，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的电涡流传感器，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的电涡流传感器，其特征在于，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。4.根据权利要求1-3中任一项所述的电涡流传感器，其特征在于，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。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：路新春，沈攀，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]