本技術(shù)涉及金屬膜厚度監(jiān)測(cè)，具體涉及一種金屬膜厚度檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

1、在集成電路制造工藝中，晶圓襯底導(dǎo)電膜在沉淀后，經(jīng)過化學(xué)機(jī)械檢測(cè)工藝處理，能有效提高光刻工藝的套刻精度。因此，導(dǎo)電膜厚度在化學(xué)機(jī)械檢測(cè)工藝過程中需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在預(yù)定厚度值停止繼續(xù)研磨。檢測(cè)實(shí)時(shí)超薄膜厚度及表面形貌的化學(xué)機(jī)械檢測(cè)裝置是一種能夠在線優(yōu)化平坦化工藝的集成電路制造專用設(shè)備。

2、目前應(yīng)用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)化學(xué)機(jī)械檢測(cè)裝置的檢測(cè)方式有光檢測(cè)、渦流相位差和振幅差檢測(cè)等檢測(cè)方式。這幾種檢測(cè)方式均需要對(duì)硬件、檢測(cè)金屬膜厚度值、傳感器三者間的參數(shù)校準(zhǔn)匹配。

3、現(xiàn)有渦流相位差和振幅差檢測(cè)裝置在使用時(shí)，校準(zhǔn)后厚度分辨率不可適應(yīng)調(diào)整，檢測(cè)裝置不能根據(jù)不同分辨率的傳感器靈活調(diào)整偏置參數(shù)及放大參數(shù)，具有局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于解決現(xiàn)有技術(shù)中金屬膜厚度檢測(cè)裝置不能靈活調(diào)節(jié)偏置參數(shù)及放大參數(shù)的問題，從而提供一種金屬膜厚度檢測(cè)裝置。

2、為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

3、本實(shí)用新型提供一種金屬膜厚度檢測(cè)裝置，包括：控制模塊、波形發(fā)生模塊、傳感器、采樣模塊及信號(hào)調(diào)制模塊，其中，控制模塊，其通信端接收指令信號(hào)，其第一輸出端與波形發(fā)生模塊的輸入端連接，其第二輸出端與信號(hào)調(diào)制模塊的第一輸入端連接，其用于基于指令信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)及調(diào)制信號(hào)，指令信號(hào)表征需要對(duì)被測(cè)金屬膜的厚度進(jìn)行檢測(cè)；波形發(fā)生模塊，其輸入端輸入驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其輸出端與傳感器的控制端連接，其用于基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出預(yù)設(shè)頻率的激勵(lì)信號(hào)；傳感器，其檢測(cè)端覆蓋被測(cè)金屬膜，其用于基于激勵(lì)信號(hào)對(duì)被測(cè)金屬膜的厚度進(jìn)行檢測(cè)后輸出對(duì)應(yīng)的電流檢測(cè)信號(hào)；采樣模塊，其輸入端與傳感器的輸出端連接，其輸出端與信號(hào)調(diào)制模塊的第二輸入端連接，其用于采集電流檢測(cè)信號(hào)后輸出電壓檢測(cè)信號(hào)；信號(hào)調(diào)制模塊，其第一輸入端輸入調(diào)制信號(hào)，其輸出端與控制模塊的輸入端連接，其用于基于調(diào)制信號(hào)調(diào)整其內(nèi)部的偏置參數(shù)，并基于調(diào)制信號(hào)及偏置參數(shù)對(duì)電壓檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大后，輸出預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)的輸出電壓信號(hào)；控制模塊基于輸出電壓信號(hào)獲得被測(cè)金屬膜的厚度。

4、本實(shí)用新型提供的金屬膜厚度檢測(cè)裝置，信號(hào)調(diào)制模塊可以根據(jù)調(diào)制信號(hào)靈活調(diào)整其內(nèi)部的偏置參數(shù)及放大參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓檢測(cè)信號(hào)不同程度的偏置及放大，使得輸出電壓信號(hào)固定在預(yù)設(shè)電壓內(nèi)，即使替換為不同分辨率的傳感器時(shí)，檢測(cè)裝置接收的輸出電壓信號(hào)也在預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)，即不同工藝的傳感器可以使用檢測(cè)裝置的同一閾值窗口，提高了檢測(cè)裝置的匹配度，避免了輸出電壓信號(hào)過大損壞控制模塊、或輸出電壓信號(hào)過小導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

5、在一種可選的實(shí)施方式中，波形發(fā)生模塊包括：波形發(fā)生單元、放大單元及穩(wěn)幅單元，其中，波形發(fā)生單元、放大單元及穩(wěn)幅單元依次串聯(lián)連接，波形發(fā)生單元的輸入端與控制模塊的第一輸出端連接，穩(wěn)幅單元的輸出端與傳感器的控制端連接；波形發(fā)生單元用于基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出預(yù)設(shè)頻率的正弦波，放大單元用于放大正弦波的幅值，穩(wěn)幅單元用于控制正弦波的幅值穩(wěn)定在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

6、本實(shí)用新型提供的金屬膜厚度檢測(cè)裝置，波形發(fā)生模塊能夠穩(wěn)定輸出正弦波至傳感器，使得傳感器能夠穩(wěn)定測(cè)量被測(cè)金屬膜的厚度，提高傳感器工作的可靠性。

7、在一種可選的實(shí)施方式中，波形發(fā)生模塊還包括：可調(diào)基準(zhǔn)單元，其輸出端與穩(wěn)幅單元的第一端連接并輸出基準(zhǔn)值，使得穩(wěn)幅單元基于基準(zhǔn)值控制正弦波的幅值穩(wěn)定在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

8、本實(shí)用新型提供的金屬膜厚度檢測(cè)裝置，可以根據(jù)傳感器的分辨率靈活調(diào)整可調(diào)基準(zhǔn)單元的基準(zhǔn)值，從而控制穩(wěn)幅單元輸出的正弦波的幅值與傳感器的正常工作狀態(tài)匹配，保證不同傳感器均能在合適的正弦波激勵(lì)下進(jìn)行工作。

9、在一種可選的實(shí)施方式中，傳感器為電渦流傳感器。

10、本實(shí)用新型提供的金屬膜厚度檢測(cè)裝置，電渦流傳感器能夠在正弦波的作用下，產(chǎn)生與被測(cè)金屬膜厚度相關(guān)的電流，電流大小便于檢測(cè)，更容易通過電流獲得對(duì)應(yīng)的被測(cè)金屬膜的厚度。

11、在一種可選的實(shí)施方式中，采樣模塊包括：采樣電阻、放大電路及第一二極管，其中，采樣電阻，其第一端與傳感器的輸出端連接，其第二端與放大電路的輸入端連接，其用于采集電流檢測(cè)信號(hào)后，將其第二端的采樣電壓輸入至放大電路；放大電路，其輸出端與第一二極管的陽極連接，其用于放大采樣電壓；第一二極管，其陰極與信號(hào)調(diào)制模塊的第二輸入端連接，其用于將采樣電壓轉(zhuǎn)換為直流的電壓檢測(cè)信號(hào)。

12、在一種可選的實(shí)施方式中，放大電路包括：第一運(yùn)算放大器、第一電阻、第二電阻及第一電容，其中，第一運(yùn)算放大器，其正輸入端與采樣電阻的第二端、第一電阻的第一端及第一電容的第一端連接，其負(fù)輸入端與第二電阻的第一端連接，其輸出端與第一二極管的陽極、第一電阻的第二端及第一電容的第二端連接；第二電阻，其第二端接地。

13、在一種可選的實(shí)施方式中，信號(hào)調(diào)制模塊包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、偏置調(diào)制電路及放大調(diào)制電路，其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其輸入端與控制模塊的第二輸出端連接，其第一輸出端與偏置調(diào)制電路的第一輸入端、偏置調(diào)制電路的輸出端及放大調(diào)制電路的第一輸入端連接，其第二輸出端與放大調(diào)制電路的第二輸入端連接，其供電端與第一電源連接，其用于將調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一參考電壓信號(hào)及第二參考電壓信號(hào)；偏置調(diào)制電路，其第二輸入端與采樣模塊的輸出端連接，其用于基于電壓檢測(cè)信號(hào)及第一參考電壓信號(hào)輸出偏置電壓；放大調(diào)制電路，其輸出端與控制模塊的輸入端連接，其第一端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一端連接，其用于基于第二參考電壓信號(hào)對(duì)偏置電壓放大后輸出輸出電壓信號(hào)。

14、本實(shí)用新型提供的金屬膜厚度檢測(cè)裝置，模數(shù)轉(zhuǎn)換器基于控制模塊的調(diào)制信號(hào)，生成對(duì)應(yīng)的第一參考電壓信號(hào)及第二參考電壓信號(hào)，并對(duì)偏置調(diào)制電路的偏置參數(shù)及放大調(diào)制電路的放大參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)傳感器輸出的電壓檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行不同程度的偏置及放大，使得控制模塊接收到的輸出電壓信號(hào)在預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)，提高了檢測(cè)裝置與不同傳感器的匹配度，同時(shí)避免了控制模塊被過電壓損壞或由于輸出電壓信號(hào)過小導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

15、在一種可選的實(shí)施方式中，偏置調(diào)制電路包括：第二運(yùn)算放大器、第二二極管、第三電阻、第四電阻及第二電容，其中，第二運(yùn)算放大器，其第一輸入端與第二二極管的陰極、模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一輸出端、第二運(yùn)算放大器的輸出端及放大調(diào)制電路的第一輸入端連接，其第二輸入端與第三電阻的第一端及第四電阻的第一端連接；第二二極管，其陽極與第三電阻的第二端連接后接地；第四電阻，其第二端與第二電容的第一端及采樣模塊的輸出端連接；第二電容，其第二端接地。

16、在一種可選的實(shí)施方式中，放大調(diào)制電路包括：第三運(yùn)算放大器及第三電容，其中，第三運(yùn)算放大器，其第一輸入端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，其第二輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二輸出端及第三電容的第一端連接，其輸出端與控制模塊的輸入端連接；第三電容，其第二端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一端連接。

17、在一種可選的實(shí)施方式中，信號(hào)調(diào)制模塊還包括：采集單元，其輸入端與第三運(yùn)算放大器的輸出端連接，其輸出端與控制模塊的輸入端連接，其用于將輸出電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

18、本實(shí)用新型提供的金屬膜厚度檢測(cè)裝置，采集單元可以將模擬信號(hào)的輸出電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，便于控制模塊處理。