[发明专利]导体膜的厚度的测量装置和测量导体膜的厚度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导体膜的厚度的测量装置和利用所述测量装置测量导体膜的厚度的方法。

背景技术

目前，导体膜的厚度的测量方法包括四点探针法、电涡流法、X射线吸收法和X荧光法。四点探针法会对导体膜的表面造成损伤。X射线吸收法与X荧光法具有放射性，因此不适宜于在一般的环境中应用。电涡流法通过单频点的电涡流传感器的阻抗变化、电感变化或Q值变化来测量导体膜的厚度，但存在后续信号处理复杂、对可靠性和稳定性的要求较高等缺陷。

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，本发明的一个目的在于提出一种可以简便地、快速地测量导体膜的厚度的测量装置。

本发明的另一个目的在于提出一种可以简便地、快速地测量导体膜的厚度的方法。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出一种导体膜的厚度的测量装置，所述导体膜的厚度的测量装置包括电涡流传感器；测力传感器，所述测力传感器与所述电涡流传感器相连用于测量所述电涡流传感器受到的所述导体膜的电磁力的大小；前置信号处理模块，所述前置信号处理模块与所述电涡流传感器相连用于向所述电涡流传感器输入具有预定频率的交变电流，所述前置信号处理模块与所述测力传感器相连用于获得所述测力传感器的测量信号且将所述测量信号转换为模拟电信号；和数据采集模块，所述数据采集模块与所述前置信号处理模块相连用于在所述交变电流的预定相位时采集所述前置信号处理模块提供的所述模拟电信号并将所述模拟电信号转换为数字信号。

通过利用根据本发明实施例的导体膜的厚度的测量装置测量导体膜的厚度，不会对所述导体膜的表面造成损伤。而且，所述测量装置通过设置所述测力传感器，从而可以利用所述电涡流传感器受到的所述导体膜的电磁力的大小来表征所述导体膜的厚度，这样不仅可以大大地简化测量过程，而且可以大大地简化后续的信号处理过程。因此，所述测量装置可以简便地、快速地测量所述导体膜的厚度。

另外，根据本发明实施例的导体膜的厚度的测量装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述电涡流传感器的线圈的外径大于3毫米，所述线圈的匝数大于100。这样可以使所述源电磁场的磁场强度足够大，以便更加精确地测量所述晶圆的金属膜的厚度。

根据本发明的一个实施例，所述测力传感器为压电石英晶体动态力传感器。通过利用所述压电石英晶体动态力传感器，可以更加精确地测量所述电涡流传感器受到的所述导体膜的电磁力的大小。

根据本发明的一个实施例，所述测力传感器的测量精度大于1mN。这样可以更加精确地测量所述电涡流传感器受到的所述导体膜的电磁力的大小，并进而可以更加精确地测量所述导体膜的厚度。

根据本发明第二方面的实施例提出一种测量导体膜的厚度的方法，所述测量导体膜的厚度的方法包括：A)将电涡流传感器放置在与已知厚度的导体膜间隔预定距离的位置处，向所述电涡流传感器输入预定频率的交变电流，且利用测力传感器测量所述电涡流传感器受到的所述已知厚度的导体膜的电磁力的大小；B)利用前置信号处理模块获得所述测力传感器的测量信号且将所述测量信号转换为模拟电信号，然后利用数据采集模块在所述交变电流的预定相位时采集所述前置信号处理模块提供的所述模拟电信号并将所述模拟电信号转换为数字信号以便得到所述电涡流传感器受到的所述电磁力的测量值；C)重复所述步骤A)和所述B)多次以便得到所述电涡流传感器受到的多个已知厚度的导体膜的电磁力的测量值，其中所述多个已知厚度的导体膜的厚度彼此不同，然后建立所述多个已知厚度的导体膜的厚度与所述电涡流传感器受到的所述多个已知厚度的导体膜的电磁力的测量值的关系；和D)将所述电涡流传感器放置在与待测厚度的导体膜间隔所述预定距离的位置处，重复所述步骤A)和所述B)以便得到所述电涡流传感器受到的所述待测厚度的导体膜的电磁力的测量值，且根据所述关系得到所述待测厚度的导体膜的厚度。

根据本发明实施例的测量导体膜的厚度的方法通过利用根据本发明第一方面所述的测量装置来测量所述导体膜的厚度，从而可以简便地、快速地测量所述导体膜的厚度。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤A)中，利用所述前置信号处理模块向所述电涡流传感器输入预定频率的交变电流。