JP2011064590A - 渦電流センサ、研磨装置、めっき装置、研磨方法、めっき方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性膜が形成された基体の近傍に配置されたセンサコイルを備え、該センサコイルに交流電流を通電することにより、前記導電性膜に渦電流を誘起し、該渦電流により発生する磁束変化をセンサコイルに誘起される誘起電圧により検出して前記導電性膜の膜厚を測定する渦電流センサにおいて、センサコイル21、22、23はセンサヘッド24に配置されており、センサコイル21、22、23はそれぞれA側とB側の一対のコイルからなり、一対のコイルの各コイルに通電した際に、センサヘッド24の一方のコイル周囲を周回する電流Iaが、他方のコイル周囲を周回する電流Ibと絶対値が同じで流れの向きが逆になるように配置した。
【選択図】図12
Description
Z=R+j(ω×L)−{1/(ω×C)}・・・・・・・・・・・・(1)
ω:駆動電圧周波数[Hz]
j:複素数成分を示す記号
ω0=1/SQRT(L0×C0)・・・・・・・・・・・・・・・・(2)
そのとき、周波数ω0で駆動できる電流は、(3)式となる。
I0=E/R・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3)
φ=(μ×A×N×I)/Lg・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)
μ:透磁率
A:磁路断面積
N:コイルの巻数
Lg:磁路長
V=NT×(Δφ/Δt)=−LT×(ΔIT/Δt)・・・・・・・(5)
IT=V/ZT・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(6)
NT:二次回路のコイル巻数
LT:二次回路のインダクタンス
ZT:被検出体側のインピーダンス
1)感度向上
2)ロバスト性向上(高感度化に伴う外乱排除)
Z0=R0+jωL0+(ω2×M0T 2/(Rt+jωLt))・・・・・・・・(7)
Z0:励磁源インピーダンス[Ω]
R0:励磁源抵抗[Ω]
L0:励磁源インダクタンス[H]
ω:励磁周波数[rad/sec]
RT:被検出体側の二次回路抵抗[Ω]
LT:被検出体側の二次回路インダクタンス[H]
M0T:励磁コイルと二次回路の相互インダクタンス[H]
式(7)の右辺第三項が被検出体の影響になる。
(jωL0+R0)I0+jωMI2=E0
(jωLT+RT)I2+jωMI1=0
となり、下記のように変形できる。
〔R0+jω(L0−M)〕I0+jωM(I0+IT)=E0
jωM(I0+IT)+〔RT+jω(LT−M)I2〕=0
上記方程式は、図1(b)に示す回路方程式と同じである。
Z0=R0+jω(L0−M)
+1/{jωM+jω(LT−M)+RT}/〔jωM×{jω(LT−M)+RT}〕
=R0+jωL0−jωM)
+〔jωM×(jωLT+RT)+ω2M2〕/(RT+jωLT)
=R0+jωL0
+{−jωM(RT+jωLT)+jωM(RT+jωLT)+ω2M2}
/(RT+jωLT)
=R0+jωL0+{ω2M2/(RT+jωLT)}
となり、被検出体の影響を含んだ励磁源から見たインピーダンスとなる。第3項も実数と虚数に別けると
(RT−jωLT)ω2M2/{(RT+jωLT)(RT−jωLT)}
=(ω2M2RT−jωω2M2LT)/(RT 2+ω2LT 2)
となり、
Z0=R0+{(ω2M2)/(RT 2+ω2LT 2)}RT
+jω〔L0−{(ω2M2)/(RT 2+ω2LT 2)}LT〕
1) 式(4)より、
磁界φを大きくする必要がある。そのために、励磁源インダクタンスL0、励磁コイル巻数N0、駆動電源電流I0を増やす選択肢がある。但し、下記のようなデメリットもある。
・励磁コイル巻数N0を増やし、励磁源インダクタンスL0を増大すると、直列共振周波数ωに影響がある。式(1)の右辺第2項=0を満足するには、L0を増大すると、静電容量Cを小さく必要がある。静電容量Cを小さくできない場合には、励磁周波数ωを小さくする必要がある。励磁周波数ωを小さくすると後述するとおり感度の低下をまねく。そのため静電容量Cを小さくする工夫が必要となる。しかし、静電容量Cは、高周波回路になると線間容量や周囲物体との容量も無視できないことが多く、励磁コイルの巻数N0を増やしたことでも静電容量Cが増加することもある。
・駆動電源電圧E0を上げ、駆動電源電流I0を増やす。すると電源系のサイズ増加や消費電力の増加、駆動電源電流I0の増加による発熱の増加が定性的デメリットとしてある。従って、これらのことにも留意する必要がある。
励磁コイル回路の線間容量の削減や有効な磁界φに寄与しないインダクタンス成分の削減。例えば、無駄な配線長さの削減など。この効果分を有効な励磁源インダクタンスL0の増加、直列共振周波数の上昇に振当てる選択肢がある。
検出コイルの巻数やコイル径を増し、インダクタンスを増加する。この場合のデメリットは、励磁コイルとの電磁気的結合があるので励磁コイルの駆動電源から見た負荷=回路インピーダンスに検出コイル系との相互インダクタンス成分が加わる。従って、仮に同じ周波数での電流を流そうとした場合には、その大きさと位相に影響を与えることになる。
励磁周波数ωを大きくする(但し、被検出体側のインピーダンス増加への影響もあり)と励磁コイルと二次回路間の相互インダクタンスM0Tを増やす選択肢がある。
ここで、
M0T=SQRT(L0×LT)×k・・・・・・・・・・・・・・・・・・(8)
k:結合係数(=0〜1)、励磁コイルと被検出体との距離にも比例する。従って、励磁コイルを被検出体に近づけるという選択肢もある。
先ず、従来の渦電流センサの一例を図面を用いて説明する。
〔励磁コイル、検出コイルの周囲に導体がある場合〕
・励磁コイルに注目
図2(a)に示すように、励磁コイル101に励磁電圧E0の励磁交流電源から励磁電流I0を流すと磁束φが発生する。励磁コイル101の近傍に周囲導体102が存在すると、図2(c)に示すように、周囲導体102内に二次電流が発生し、励磁コイル101のインピーダンスZ0が大きくなる。そのため励磁電圧E0一定でも励磁コイル101を駆動する励磁電流I0=E0/Z0は小さくなり、励磁電流I0によって発生する磁界φが小さくなる。被検出体より周囲導体102との距離が近いので、相互誘導の結合力は、周囲導体102側が支配的となる。従って、被検出体の影響によりΔI0、Δφが小さくなり、検出感度が低下する。そのため、一般的にコイル周囲を空間とするか、高抵抗物質としている。図2(b)において、103は周囲導体102の電気等価回路をRとLの直列回路で表している。
図3は、励磁コイル101のインダクタンスL0、検出コイル105のインダクタンスL1、被検出体の等価回路モデルLt、Rt、検出コイル105の周囲導体102による等価回路L、Rを示している。図3に示すように、検出コイル105の近傍に周囲導体102が存在すると、それをRとLの電気等価回路103で示すことができる。励磁電源からみた励磁コイルのインピーダンスZ0が高く(大きく)なり、発生する磁界φが低下(小さく)する。また、RT+jωLT(被検出体)の影響よりもR+jωL(周囲導体)の影響が大きい(距離が近い方が相互誘導の結合力が大きいため)。よって、RT+jωLTによるΔφ/Δtが減少し、検出感度が低下する(検出コイル105の両端電圧V1が小さくなる)。
Z0=R0+jωL0+(ω2MOT 2)/(RT+jωLT)
=R0+(ω2M0T 2RT)/(RT 2+ω2LT 2)
+jω〔L0−(ω2M0T 2LT)/(RT 2+ω2LT 2)〕
M0T=(L0LT)1/2,k=0〜1=(M0T)/(L0LT)1/2
RTが0〜∞に変化したときのZ0は、
Z0(RT=0)=R0+jωL0+(ω2M0T 2)/(0+jωLT)
=R0+jω(L0−M0T 2/LT)
結合係数kは、励磁コイルと被検出体との距離に反比例する。
k=1のとき、Z0=R0
k=0のとき、Z0=R0+jωL0
Z0(RT=∞)=R0+jωL0+(ω2M0T 2)/(∞+jωLT)
=R0+jωL0
複素平面でインピーダンスZ0のベクトルの軌跡を表すと図5に示すようになる。
1)検出感度を大きくする=軌跡の円弧を大きくする=L0を大きくする。
2)被検出体が無い状態でZ0が最大。そのため、所定の電流I0を流すための電圧E0が相対的に大きな値が必要となる。
3).被検出体抵抗:RT=0のとき、Z0は最小となり、そのとき最大電流が流れることになる。
Z0=R0+jωL0+(ω2M0T 2)/(RT+jωLT)−j1/ωC
=R0+〔(ω2M0T 2)/(RT 2+ω2LT 2)〕RT
+j〔ωL0−ω{(ω2M0T 2)/(RT 2+ω2LT 2)}LT−1/ωC〕
・・・(8)
Z0(RT=0)=R0+0+j〔ωL0−ω(M0T 2)/(LT)〕−1/ωC〕
M0T=(LTL0)1/2kとおくと、
Z0=R0+j〔ωL0−ωL0k2−1/ωC〕
k=1のとき、
Z0=R0−j1/ωC
となる。ここで注目する点は複素(Re−Im)平面の第四象限ベクトルの成分であり、Cが小さいほど軌跡円弧大となることである。
Z0(RT=∞)=R0+0+j〔ωL0−0−1/ωC〕
=R0+j(ωL0−1/ωC)
ここで注目する点は、Z0(RT=∞)はkに依存しないことである。ω=1/(L0C)1/2より、
C=1/ω2L0
Z0=R0+j(ωL0−ω2L0/ω)=R0
となる。このベクトル軌跡を図7に示す。ここで注目する点は、図7に示すように、全てのZ0はZ0=R0に収束し、初期状態のインピーダンスZ0は最小値となることである。
1)検出感度を大きくする=軌跡の円弧を大きくする=Cを小さくする。言い換えれば、L0を大きくすることを意味している。
2)被検出体抵抗:RT=∞のとき、つまり初期状態(被検出体無しの状態)でZ0最小となり、そのとき最大電流が流れることになる。
Z0=R0+jωL0
+(ω2M0T 2)/(RT+jωLT)
+(ω2M01 2)/(R1+jωL1)
+(ω2M02 2)/(R2+jωL2)
+(ω2M0m 2)/(Rm+jωLm)−j1/ωC・・・・・・・・(9)
(ω2M0T 2)/(RT+jωLT)=(ω2M0T 2)(RT−jωLT)/(RT 2+ω2LT 2)
(ω2M01 2)/(R1+jωL1)=(ω2M01 2)(R1−jωL1)/(R1 2+ω2L1 2)
(ω2M02 2)/(R2+jωL2)=(ω2M02 2)(R2−jωL2)/(R2 2+ω2L2 2)
(ω2M0m 2)/(Rm+jωLm)=(ω2M0m 2)(Rm−jωLm)/(Rm 2+ω2Lm 2)
となる。
Re) (ω2M0T 2RT)/(RT 2+ω2LT 2)
+(ω2M01 2R1)/(R1 2+ω2L1 2)
+(ω2M02 2R2)/(R2 2+ω2L2 2)
+(ω2M0m 2Rm)/(Rm 2+ω2Lm 2)+R0
Im) −jω〔(ω2M0T 2LT)/(RT 2+ω2LT 2)
+(ω2M01 2L1)/(R1 2+ω2L1 2)
+(ω2M02 2L2)/(R2 2+ω2L2 2)
+(ω2M0m 2Lm)/(Rm 2+ω2Lm 2)〕−j1/ωC+jωL0
となる。
+〔(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)〕R2
+〔(ω2M0m 2)/(Rm 2+ω2Lm 2)〕Rm
+j〔ωL0−ω{(ω2M0T 2)/(0+ω2LT 2)}LT
−ω{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1
−ω{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2
−ω{(ω2M0m 2)/(Rm 2+ω2Lm 2)}Lm−1/(ωC)〕
L=Z0(Im)/ω=L0−〔(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)〕L1
−〔(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)〕L2
C=1/(ω2L)より、1/ωC=ωL
M0Tは第1検出コイル12、第2検出コイル13を含んだLとLTとの相互インダクタンスとし、M0T=(LLT)1/2kとおくと、
+〔(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)〕R2+0
+j〔ωL0−ω{(ω2LLTk2)/(0+ω2LT 2)}LT
−ω{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1
−ω{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2−ωL〕
Z0(Im)成分は、−jωLk2=−jω〔−L0+{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1+{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2〕k2
k=1のとき、
Z0=R0+〔(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)〕R1
+〔(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)〕R2
−jω〔−L0+{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1+{(ω2M02 2)/
(R2 2+ω2L2 2)}L2〕
ここで注目すべき点は複素(Re−Im)平面の第四象限ベクトルの成分であり、そのベクトルの絶対値(大きさ)が検出コイルの影響分大きくなることである。
+〔(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)〕R2
+〔(ω2M0m 2)/(Rm 2+ω2Lm 2)〕Rm
+j〔ωL0−0−ω{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1
−ω{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2
−ω{(ω2M0m 2)/(Rm 2+ω2Lm 2)}Lm−1/(ωC)〕
Rm≒∞(周囲材質が絶縁体)、Cは第1検出コイル12、第2検出コイル13を含んだL成分とωより設定するから、
ω=1/(LC)1/2
L=Z0(Im)/ω
=〔ωL0−ω{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1
−ω{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2〕/ω
=L0−{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1
−{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2
よって、C=1/(ω2L)より、1/(ωC)=ωL
−{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2−L〕
ここで、〔L0−{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1−{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2−L〕=0、よってRT=∞で、Z0=Re成分のみ
=R0+〔(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)〕R1
+〔(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)〕R2
このベクトル軌跡を図9に示す。ここで注目する点は、図9に示すように、Z0ベクトルの絶対値(大きさ)に対して変化分の割合が小さくなったことである。
1)検出感度を大きくするには、軌跡の円弧を大きくする。即ちL0を大きくする。
2)第1検出コイル12、第2検出コイル13の影響により初期状態のZ0は大きくなる。即ち、励磁電流I0が低下し、磁束φが低下する。
3)第1検出コイル12、第2検出コイル13の影響によりZ0の変化分が少なくなる。即ち、被検出体の膜厚変化によるZ0の変化が低下する。これは検出感度が低下することを意味している。
4)検出コイルに並列接続する抵抗値は、大きいほどZ0への影響が小さくなる。
・被検出体との結合係数:k=1
・Cは第1検出コイル12及び第2検出コイル13を含んだ励磁源からみたL成分(RT=∞)とωより設定する。但し、このL成分には、周囲構造物の材質の影響を含まず、周囲の構造物を絶縁体として設定する。
・M0Tは、第1検出コイル12及び第2検出コイル13と抵抗値の下がった周囲導体のLmを含んだL’とLTとの相互インダクタンスとし、M0T=(L’LTk)1/2とおくと、
L’=Z0(Im)/ω
=〔ωL0−ω{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1
−ω{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2
−ω{(ω2M02 2)/(Rm 2+ω2Lm 2)}Lm〕/ω
=L0−{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1
−{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2
−{(ω2M02 2)/(Rm 2+ω2Lm 2)}Lm
Z0(RT=0)=R0+〔(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)〕R1
+〔(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)〕R2
+〔(ω2M0m 2)/(Rm 2+ω2Lm 2)〕Rm
+j〔ωL0−ωL’−ω{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1
−ω{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2
−ω{(ω2M0m 2)/(Rm 2+ω2Lm 2)}Lm−ωL〕
Z0(Im)=j〔−ωL’−ω{(ω2M0m 2)/(Rm 2+ω2Lm 2)}Lm〕
=−jω〔−L0+{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1
+{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2〕
Z0(RT=0)=R0+〔(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)〕R1
+〔(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)〕R2
+〔(ω2M0m 2)/(Rm 2+ω2Lm 2)〕Rm
+jω〔L0−{(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)}L1
−{(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)}L2〕
ここで、注目する点は虚数(Im)成分からLmの項が消えることである。
Z0’(RT=∞)=R0+〔(ω2M01 2)/(R1 2+ω2L1 2)〕R1
+〔(ω2M02 2)/(R2 2+ω2L2 2)〕R2
+〔(ω2M0m 2)/(Rm 2+ω2Lm 2)〕Rm
+j〔−ω{(ω2M0m 2)/(Rm 2+ω2Lm 2)}Lm〕
φ1=(μA01N01/L01)I0
Im2=Vm2/Zm2=−Nm2(Δφ2/Δt)/(Rm1+Rm2+jωLm2)
φ2=(μA02N02/L02)I0
多数の起電力を含む回路網の電流分布は、各起電力が1つずつ単独に存在したときの電流分布の和に等しいとする重合せの理により、磁束φ1、φ2は大きさが同じで互いに反対向きの磁束分布とすれば、周囲材質の形状で決まるNm1=Nm2の条件を加えて、誘起電圧Vm1とVm2を比較すると、Vm1=−Vm2より、Vm1+Vm2=0であり、電流Im1とIm2の流れる方向は反対、また同様にLm1=Lm2であるから、
Zm1=Zm2
よって、
ΣIm=Im1+Im2=0
となる。
V1=−N1Δφ/Δt≒ΔI0/Δt=EI
となり、図17の信号処理部60と同じ構成の信号処理部60を設けることにより、Eoutの実数Re成分と虚数Im成分を検出することができる。
12 第1検出コイル
13 第2検出コイル
14 差電圧検出回路
15 センサヘッド
20 渦電流センサ
21 励磁コイル
22 検出コイル
23 検出コイル
24 センサヘッド
25 周囲導体
26 被検出体
30 渦電流センサ
31 励磁コイル
32 検出コイル
33 検出コイル
34 センサヘッド
35 周囲導体
36 Oリング
37 シール溝
40 渦電流センサ
41 励磁コイル
42 検出コイル
43 検出コイル
44 センサヘッド
45 周囲導体
50 渦電流センサ
51 励磁コイル
52 検出コイル
53 検出コイル
54 センサヘッド
55 周囲導体
50 渦電流センサ
51 励磁コイル
52 検出コイル
53 検出コイル
54 センサヘッド
55 周囲導体
60 信号処理部
61 振幅調整器
62 位相調整器
63 高周波増幅器
64 検波器
65 電流センサ
200 基板研磨装置
201 研磨パッド
202 研磨テーブル
203 テーブル支持軸
205 ケーブル
206 ロータリジョイント
210 トップリング
300 めっき装置
301 めっき槽
302 めっき液
311 軸
321 アダプタ
322 Oリング
323 凹部
324 渦電流センサヘッド
Claims (13)
- 導電性膜又は導電性膜が形成された基体の近傍に配置されたセンサコイルを備え、該センサコイルに交流電流を通電することにより、前記導電性膜に渦電流を誘起し、該渦電流により発生する磁束変化をセンサコイルに誘起される誘起電圧により検出して前記導電性膜の膜厚を測定する渦電流センサにおいて、
前記センサコイルはセンサヘッドに配置されており、
前記センサコイルは少なくとも一対のコイルからなり、
前記一対のコイルを各コイルに通電した際に、前記センサヘッドの一方のコイル周囲を周回する電流が、他方のコイル周囲を周回する電流と絶対値が同じで流れの向きが逆になるように配置したことを特徴とする渦電流センサ。 - 請求項1に記載の渦電流センサにおいて、
前記センサコイルは、一対のコイルからなる励磁用コイルと、一対のコイルからなる少なくとも1つの検出用コイルを具備することを特徴とする渦電流センサ。 - 請求項2に記載の渦電流センサにおいて、
前記センサヘッドの所定位置に前記励磁用コイルを配置し、該励磁用コイルの上下に前記検出用コイルを配置し、一方の検出用コイルを他方の検出用コイルの定常状態の誘導電圧を打ち消すバランスコイルとしたことを特徴とする渦電流センサ。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の渦電流センサにおいて、
前記励磁用コイルの一対のコイルは、同じコイルを左右対称に配置したことを特徴とする渦電流センサ。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の渦電流センサにおいて、
前記検出用コイルの一対のコイルは、同じコイルを左右対称に配置したことを特徴とする渦電流センサ。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の渦電流センサにおいて、
前記励磁用コイルの一対のコイルは、平面8の字状に形成されたコイルであることを特徴とする渦電流センサ。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の渦電流センサにおいて、
前記検出用コイルの一対のコイルは、平面8の字状に形成されたコイルであることを特徴とする渦電流センサ。 - 請求項6又は7に記載の渦電流センサにおいて、
前記平面8の字状に形成されたコイルの交差部の開き角度は90°であることを特徴とする渦電流センサ。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の渦電流センサにおいて、
前記センサヘッドは絶縁体材料で構成されていることを特徴とする渦電流センサ。 - 導電膜が形成された基板を研磨する研磨装置において、
前記基板の導電膜の膜厚を検出する膜厚検出センサとして、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の渦電流センサを備えたことを特徴とする研磨装置。 - 導電膜を形成するめっき装置において、
前記基板に形成される導電膜の膜厚を検出する膜厚検出センサとして、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の渦電流センサを備えたことを特徴とするめっき装置。 - 導電膜が形成された基板の該導電膜の膜厚を膜厚センサで監視しながら該導電膜を研磨する研磨方法において、
前記膜厚センサとして請求項1乃至9のいずれか1項に記載の渦電流センサを用いたことを特徴とする研磨方法。 - 基板の表面に形成される導電膜の膜厚を膜厚センサで監視しながら、該導電膜を形成するめっき方法において、
前記膜厚センサとして請求項1乃至9のいずれか1項に記載の渦電流センサを用いたことを特徴とするめっき方法。
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---|---|
JP (1) | JP5513821B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016189999A1 (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-01 | 三菱電機株式会社 | 電磁界プローブ |
CN106441068A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-22 | 天津因科新创科技有限公司 | 一种用于壁厚检测的脉冲涡流传感器 |
US10501862B2 (en) | 2016-08-08 | 2019-12-10 | Ebara Corporation | Plating system, a plating system control method, and a storage medium containing a program for causing a computer to execute the plating system control method |
US11092635B2 (en) | 2017-01-27 | 2021-08-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Electromagnetic field probe |
TWI750018B (zh) * | 2021-01-25 | 2021-12-11 | 日商荏原製作所股份有限公司 | 鍍覆裝置及基板之膜厚量測方法 |
WO2022046400A1 (en) * | 2020-08-25 | 2022-03-03 | Corning Incorporated | In-situ deposition thickness monitoring |
Citations (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5543420A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-27 | Saginomiya Seisakusho Inc | Metallic material examination device |
JPS60144603A (ja) * | 1984-01-07 | 1985-07-31 | Nippon Steel Corp | 被覆金属管の被膜厚さ連続測定方法 |
JPS61151402A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-10 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 差動相互誘導型渦流計測用センサ |
JPS61159101A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-07-18 | コルモーゲン コーポレイション | 位置および速度センサ |
JPS6290502A (ja) * | 1985-06-07 | 1987-04-25 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 差分帰還型渦電流距離測定装置 |
JPH0194201A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶融スラグ厚さの測定方法及び装置 |
EP0518635A2 (en) * | 1991-06-11 | 1992-12-16 | Millstrong Ltd | Probe |
JPH05231809A (ja) * | 1992-02-24 | 1993-09-07 | Nippon Denshi Kogyo Kk | 起電力形渦電流変位計 |
JPH09152423A (ja) * | 1995-12-01 | 1997-06-10 | Daido Steel Co Ltd | 渦流探傷用プローブコイル |
JPH10197493A (ja) * | 1997-01-14 | 1998-07-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 渦電流探傷プローブ |
JPH11248684A (ja) * | 1998-03-03 | 1999-09-17 | Daido Steel Co Ltd | 渦流探傷装置 |
JP2000514559A (ja) * | 1996-07-12 | 2000-10-31 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 渦電流検査技術 |
JP2000337809A (ja) * | 1999-05-28 | 2000-12-08 | Nippon Steel Corp | 差動型渦流距離計 |
JP2003106805A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-04-09 | Ebara Corp | 渦電流センサ |
JP2003534649A (ja) * | 2000-05-19 | 2003-11-18 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 化学機械研磨のための現場終点検出及びプロセス監視の方法並びに装置 |
JP2004507721A (ja) * | 2000-08-24 | 2004-03-11 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 導電性物体の壁厚の測定 |
JP2004507734A (ja) * | 2000-08-24 | 2004-03-11 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 導電材料製物体の検査 |
JP2004507736A (ja) * | 2000-08-24 | 2004-03-11 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 導電材料製物体中の異常の検出 |
JP2005011977A (ja) * | 2003-06-18 | 2005-01-13 | Ebara Corp | 基板研磨装置および基板研磨方法 |
JP2005221282A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Jfe Steel Kk | 層厚測定方法、システム及び層厚測定方法のプログラム |
JP2006511801A (ja) * | 2002-12-23 | 2006-04-06 | ラム リサーチ コーポレーション | 相補的なセンサを用いた測定処理制御のための方法および装置 |
JP2007263981A (ja) * | 2003-10-20 | 2007-10-11 | Ebara Corp | 渦電流センサ |
JP2007285804A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Ulvac Japan Ltd | 渦電流式膜厚計 |
JP2007292769A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Snecma | 特にはブレードの肉厚の渦電流による測定 |
JP2007298323A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Non-Destructive Inspection Co Ltd | 電磁波パルスによる減肉検出方法及び減肉検出装置 |
-
2009
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Patent Citations (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5543420A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-27 | Saginomiya Seisakusho Inc | Metallic material examination device |
JPS60144603A (ja) * | 1984-01-07 | 1985-07-31 | Nippon Steel Corp | 被覆金属管の被膜厚さ連続測定方法 |
JPS61159101A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-07-18 | コルモーゲン コーポレイション | 位置および速度センサ |
JPS61151402A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-10 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 差動相互誘導型渦流計測用センサ |
JPS6290502A (ja) * | 1985-06-07 | 1987-04-25 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 差分帰還型渦電流距離測定装置 |
JPH0194201A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶融スラグ厚さの測定方法及び装置 |
EP0518635A2 (en) * | 1991-06-11 | 1992-12-16 | Millstrong Ltd | Probe |
JPH05231809A (ja) * | 1992-02-24 | 1993-09-07 | Nippon Denshi Kogyo Kk | 起電力形渦電流変位計 |
JPH09152423A (ja) * | 1995-12-01 | 1997-06-10 | Daido Steel Co Ltd | 渦流探傷用プローブコイル |
JP2000514559A (ja) * | 1996-07-12 | 2000-10-31 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 渦電流検査技術 |
JPH10197493A (ja) * | 1997-01-14 | 1998-07-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 渦電流探傷プローブ |
JPH11248684A (ja) * | 1998-03-03 | 1999-09-17 | Daido Steel Co Ltd | 渦流探傷装置 |
JP2000337809A (ja) * | 1999-05-28 | 2000-12-08 | Nippon Steel Corp | 差動型渦流距離計 |
JP2003534649A (ja) * | 2000-05-19 | 2003-11-18 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 化学機械研磨のための現場終点検出及びプロセス監視の方法並びに装置 |
JP2004507721A (ja) * | 2000-08-24 | 2004-03-11 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 導電性物体の壁厚の測定 |
JP2004507734A (ja) * | 2000-08-24 | 2004-03-11 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 導電材料製物体の検査 |
JP2004507736A (ja) * | 2000-08-24 | 2004-03-11 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 導電材料製物体中の異常の検出 |
JP2003106805A (ja) * | 2001-07-23 | 2003-04-09 | Ebara Corp | 渦電流センサ |
JP2006511801A (ja) * | 2002-12-23 | 2006-04-06 | ラム リサーチ コーポレーション | 相補的なセンサを用いた測定処理制御のための方法および装置 |
JP2005011977A (ja) * | 2003-06-18 | 2005-01-13 | Ebara Corp | 基板研磨装置および基板研磨方法 |
JP2007263981A (ja) * | 2003-10-20 | 2007-10-11 | Ebara Corp | 渦電流センサ |
JP2005221282A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Jfe Steel Kk | 層厚測定方法、システム及び層厚測定方法のプログラム |
JP2007285804A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Ulvac Japan Ltd | 渦電流式膜厚計 |
JP2007292769A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Snecma | 特にはブレードの肉厚の渦電流による測定 |
JP2007298323A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Non-Destructive Inspection Co Ltd | 電磁波パルスによる減肉検出方法及び減肉検出装置 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016189999A1 (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-01 | 三菱電機株式会社 | 電磁界プローブ |
JPWO2016189999A1 (ja) * | 2015-05-22 | 2017-06-15 | 三菱電機株式会社 | 電磁界プローブ |
US10501862B2 (en) | 2016-08-08 | 2019-12-10 | Ebara Corporation | Plating system, a plating system control method, and a storage medium containing a program for causing a computer to execute the plating system control method |
US11098414B2 (en) | 2016-08-08 | 2021-08-24 | Ebara Corporation | Plating system, a plating system control method, and a storage medium containing a program for causing a computer to execute the plating system control method |
CN106441068A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-22 | 天津因科新创科技有限公司 | 一种用于壁厚检测的脉冲涡流传感器 |
US11092635B2 (en) | 2017-01-27 | 2021-08-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Electromagnetic field probe |
WO2022046400A1 (en) * | 2020-08-25 | 2022-03-03 | Corning Incorporated | In-situ deposition thickness monitoring |
TWI750018B (zh) * | 2021-01-25 | 2021-12-11 | 日商荏原製作所股份有限公司 | 鍍覆裝置及基板之膜厚量測方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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