[发明专利]化学机械研磨设备和调整化学机械平坦化的方法

说明书

本公开实施例涉及一种化学机械研磨设备和调整化学机械平坦化的方法。化学机械研磨设备包括：承载抛光垫的研磨盘；研磨头，位于研磨盘的上方，研磨头靠近研磨盘的一面承载有晶圆；第一检测装置,设置于晶圆的外侧，用于检测晶圆的厚度变化，并根据所述厚度变化生成厚度差值信号；控制装置，与第一检测装置连接，用于接收厚度差值信号，并根据厚度差值信号生成控制信号，控制信号用于调整研磨盘与研磨头之间的第一间距，以使抛光垫研磨晶圆的研磨速率保持不变。根据厚度差值信号生成调整研磨盘和研磨之间的第一间距的控制信号，使得抛光垫和晶圆厚度的变化对化学机械研磨工艺的研磨速率不产生影响，从而保证化学机械研磨工艺的研磨过程稳定进行。

技术领域

本公开实施例涉及半导体技术领域，特别是涉及一种化学机械研磨设备和一种调整化学机械平坦化的方法。

背景技术

研磨盘(platen)是化学机械研磨的支撑平台，用于承载研磨晶圆表面的抛光垫并带动抛光垫转动，典型的化学机械研磨工艺中，研磨盘(platen)的位置固定不变，随着化学机械研磨工艺的进行，抛光垫和晶圆的厚度均会发生变化，从而影响化学机械研磨工艺的研磨速率，使得化学机械研磨工艺的研磨过程变得不稳定。

发明内容

本公开实施例提供了一种化学机械研磨设备和一种调整化学机械平坦化的方法，可以消除抛光垫和晶圆的厚度变化对化学机械研磨工艺的研磨速率的影响，使得化学机械研磨工艺的研磨过程稳定进行。

本公开提供一种化学机械研磨设备，包括：

研磨盘，用于承载抛光垫；

研磨头，位于研磨盘的上方，研磨头靠近研磨盘的一面承载有晶圆；

第一检测装置,设置于晶圆的外侧，用于检测晶圆的厚度变化，并根据所述厚度变化生成厚度差值信号；

控制装置，与第一检测装置连接，用于接收厚度差值信号，并根据厚度差值信号生成控制信号，所述控制信号用于调整研磨盘与研磨头之间的第一间距，以使抛光垫研磨晶圆的研磨速率保持不变。

在其中一个实施例中，化学机械研磨设备包括：

第二检测装置，设置于晶圆的外侧，用于检测抛光垫的磨损量，并根据磨损量生成磨损信号；

控制装置与第二检测装置连接，控制装置还用于根据磨损信号和厚度差值信号生成所述控制信号。

在其中一个实施例中，化学机械研磨设备还包括：

研磨盘驱动装置，与控制装置连接，用于根据控制信号调整第一间距。

在其中一个实施例中，化学机械研磨设备还包括：

压力检测装置，用于检测抛光垫和晶圆之间的研磨压力，并根据研磨压力生成压力检测信号；

控制装置与压力检测装置连接，用于接收压力检测信号，并根据压力检测信号和厚度差值信号生成压力调节信号，所述压力调节信号用于调整抛光垫和晶圆之间的研磨压力，以使研磨速率保持不变。

在其中一个实施例中，化学机械研磨设备还包括：

速度检测装置，用于检测研磨头的旋转速度，并根据所述旋转速度生成速度检测信号；

控制装置与速度检测装置连接，用于接收速度检测信号，并根据速度检测信号生成速度调节信号，所述速度调节信号用于调整研磨头的旋转速度，以使研磨速率保持不变。

在其中一个实施例中，化学机械研磨设备还包括：

研磨头驱动装置，与控制装置连接，用于根据速度调节信号调整研磨头的旋转速度；还用于根据控制信号调整第一间距。