[发明专利]用于晶片表面金属薄膜抛光过程的电涡流测量装置

摘要

本发明涉及一种用于晶片表面金属薄膜抛光过程的电涡流测量装置。该测量装置由FPGA器件控制的D/A转换器产生正弦交变信号源，并通过射频变压器驱动激励/检测线圈产生交变测量磁场，由于交变测量磁场中的金属膜层产生的电涡流导致的激励/检测线圈的阻抗值发生改变，通过测量激励/检测线圈的阻抗可以计算出相应的金属薄膜层的厚度。该装置使用电涡流法可以测量1000nm范围内的金属薄膜层厚度，精度和实时性高，能够满足CMP设备的抛光工艺要求。

主权项

一种用于晶片表面金属薄膜抛光过程的电涡流测量装置，其特征在于：包括：阻抗测量电路，包括一个两边测量臂能完全平衡的阻抗测量电桥以及提供一定频率的正弦交流信号源以驱动该阻抗测量电桥的射频变压器T1；数字式正交锁定放大器，包括FPGA主控器件及外围电路，用于根据设定的交变信号的频率ω，生成相关的正弦序列{r1n}和与正弦序列{r1n}正交的余弦序列{r2n},由所述的正弦序列{r1n}经过转换形成输出序列后输出到D/A转换器中产生角频率为ω的正弦信号，由该正弦交流信号源经过滤波放大电路滤波放大后输入至所述射频变压器T1以驱动阻抗测量电桥；同时从所述阻抗测量电桥中输出的偏差信号经信号调理电路进行放大滤波后，再经A/D转换器转换后输入到FPGA中，形成反映被测信息的检测信号序列{xn}, 该检测信号序列{xn}分别与存储的正弦序列{r1n}和余弦序列{r2n}进行预先设定长度的相乘和累加运算，得到的结果除以一个系数K后得到数字式正交锁定放大器的同相输出信号I和正交输出信号Q，并由同相输出信号I和正交输出信号Q计算出反映被测物体信息的信号的幅值V和相位θ。