CN116587158A - 化学机械研磨设备和调整化学机械平坦化的方法 - Google Patents

化学机械研磨设备和调整化学机械平坦化的方法 Download PDF

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Abstract

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。

Description

化学机械研磨设备和调整化学机械平坦化的方法
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。
上述化学机械研磨设备中，第一检测装置检测晶圆的厚度变化，并根据厚度变化生成厚度差值信号，控制装置接收厚度差值信号，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和研磨头之间的第一间距，以使抛光垫研磨晶圆的研磨速度保持不变，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。
本公开还提供一种调整化学机械平坦化的方法，采用化学机械研磨设备对晶圆表面进行平坦化，化学机械研磨设备包括研磨盘和研磨头，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，调整化学机械平坦化的方法包括：
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；
根据厚度差值信号生成控制信号；
根据控制信号调整研磨盘和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，调整化学机械平坦化的方法还包括：
检测抛光垫的磨损量，并根据所述磨损量生成磨损信号；
根据厚度差值信号生成控制信号包括：
根据厚度差值信号和磨损信号生成控制信号。
在其中一个实施例中，调整化学机械平坦化的方法还包括：
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；
根据压力检测信号和厚度差值信号生成压力调节信号；
根据压力调节信号调整抛光垫和晶圆之间的压力，以使研磨速率保持不变。
在其中一个实施例中，调整化学机械平坦化的方法还包括：
检测研磨头的旋转速度，并根据旋转速度生成速度检测信号；
根据速度检测信号生成速度调节信号，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。
上述调整化学机械平坦化的方法，根据晶圆的厚度变化最终生成调整研磨盘和研磨头之间的第一间距，以使抛光垫研磨晶圆的研磨速度保持不变的控制信号，该方法使得抛光垫和晶圆厚度的变化不影响化学机械研磨工艺的研磨速率，从而保证化学机械研磨工艺的研磨过程稳定进行。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为第1实施例中化学机械研磨设备的剖面示意图；
图2为第2实施例中化学机械研磨设备的剖面示意图；
图3为第3实施例中化学机械研磨设备的剖面示意图；
图4为第4实施例中化学机械研磨设备的剖面示意图；
图5为一实施例中调整化学机械平坦化的方法的流程示意图；
图6为另一实施例中调整化学机械平坦化的方法的流程示意图；
图7为再一实施例中调整化学机械平坦化的方法的流程示意图。
附图标记说明：
102、研磨盘；104、抛光垫；106、研磨头；108、晶圆；110、第一检测装置；112、控制装置；114、第二检测装置；116、研磨盘驱动装置；118、压力检测装置；120、速度检测装置；122、研磨头驱动装置；124、终点检测装置；202、基座；204、定位环；206、第一凹槽；208、第一开口；210、第二开口；212、底座；214、第二凹槽；216、旋转轴。
具体实施方式
为了便于理解本公开实施例，下面将参照相关附图对本公开实施例进行更全面的描述。附图中给出了本公开实施例的首选实施例。但是，本公开实施例可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本公开实施例的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开实施例的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本公开实施例。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在本公开实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方法或位置关系，仅是为了便于描述本公开实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开实施例的限制。
可以理解，本公开所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本公开的范围的情况下，可以将第一检测装置称为第二检测装置，且类似地，可将第二检测装置称为第一检测装置。第一检测装置和第二检测装置两者都是检测装置，但其不是同一检测装置。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本公开的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
图1为第1实施例中化学机械研磨设备的剖面示意图，如图1所示，在本实施例中，提供一种化学机械研磨设备，包括：研磨盘102、研磨头106、第一检测装置110和控制装置112，研磨盘102用于承载抛光垫104；研磨头106位于研磨盘102的上方，研磨头106靠近研磨盘102的一面承载有晶圆108；其中，抛光垫104位于研磨盘102靠近研磨头106的一面，通过抛光垫104研磨晶圆108，以达到使晶圆108靠近研磨盘102的表面平坦的目的，上方为研磨盘102承载抛光垫104的一侧。第一检测装置110设置于晶圆108的外侧，用于检测晶圆108的厚度变化，并根据所述厚度变化生成厚度差值信号，外侧为晶圆108的边缘；控制装置112与第一检测装置110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102与研磨头106之间的第一间距D1，以使抛光垫104研磨晶圆108的研磨速率保持不变。
上述化学机械研磨设备中，第一检测装置110检测晶圆108的厚度变化，并根据厚度变化生成厚度差值信号，控制装置112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102和研磨头106之间的第一间距D1，以使抛光垫104研磨晶圆108的研磨速度保持不变，根据厚度差值信号生成用于调整研磨盘102和研磨头106之间的第一间距D1的控制信号，使得抛光垫104的磨损和晶圆108的厚度变化均不会对化学机械研磨工艺的研磨速率产生影响，从而保证化学机械研磨工艺的研磨过程能稳定进行。
继续参考图1，在其中一个实施例中，研磨头106包括基座202和位于基座202第一表面的定位环204，其中，定位环204位于晶圆108的外侧，基座202的第一表面为基座202靠近抛光垫104的一面(研磨头106承载晶圆108的一面)，且与晶圆108的边缘接触，定位环204与抛光垫104之间的距离大于晶圆108与抛光垫104之间的距离，定位环204的侧壁和基座202第一表面的一部分为第一凹槽206的内壁，当研磨头106上承载有晶圆108时，晶圆108位于第一凹槽206中，且晶圆108需要进行平坦化的表面凸出定位环204的表面。示例性的，通过贯穿基座202的真空吸附装置(图中未示出)吸附晶圆108，以使晶圆108固定在研磨头106的表面。可选的，晶圆108与基座202之间设置有柔性缓冲垫，通过柔性缓冲垫实现晶圆108与第一凹槽206之间的密封，达到吸附晶圆108的目的。可选的，定位环204靠近抛光垫104的一面开设有第一开口208，第一检测装置110容置于第一开口208中。示例性的，基座202与定位环204之间可拆卸连接。在其他实施例中，第一检测装置110位于定位环204远离第一凹槽206的侧壁上，通过该设置可以避免化学机械研磨过程中产生的副产物吸附在第一开口208的内壁，进而掉落到抛光垫104上，影响化学机械抛光工艺的正常运行。
可选的，第一检测装置110包括但不限于位移传感器。
图2为第2实施例中化学机械研磨设备的剖面示意图，如图2所示，在本实施例中，化学机械研磨设备包括：第二检测装置114，第二检测装置114设置于晶圆108的外侧，用于检测抛光垫104的磨损量，并根据磨损量生成磨损信号；控制装置112与第二检测装置114连接，控制装置112还用于根据磨损信号和厚度差值信号生成控制信号。通过设置第二检测装置114可以检测化学机械研磨过程中抛光垫104的磨损量，根据磨损信号和厚度差值信号可以生成更精确的控制信号，使得调整研磨盘102与研磨头106之间的第一间距D1的精度更高，抛光垫104研磨晶圆108的研磨速率波动更小。
继续参考图2，在其中一个实施例中，定位环204靠近抛光垫104的一面开设有第二开口210，第二检测装置114容置于第二开口210中。在其他实施例中，第二检测装置114位于定位环204远离第一凹槽206的侧壁上，通过该设置可以避免化学机械研磨过程中产生的副产物吸附在第二开口210的内壁，进而掉落到抛光垫104上，影响化学机械抛光工艺的正常运行。可选的，第二开口210和第一开口208开设于定位环204靠近抛光垫104的一面的相对两侧，通过该设置可以避免第一检测装置110和第二检测装置114的自身重量、安装过程对研磨头106水平度的影响。可选的，第二检测装置114和第一检测装置110位于定位环204远离第一凹槽206的相对侧壁上，通过该设置同样可以避免第一检测装置110和第二检测装置114的自身重量、安装过程对研磨头106水平度的影响。
可选的，第二检测装置114包括但不限于位移传感器。
继续参考图2，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116，研磨盘驱动装置116与控制装置112连接，用于接收控制装置112生成的控制信号，并根据控制信号调整第一间距D1。具体的，研磨盘驱动装置116通过控制研磨盘102在第一方向上的移动来调整第一间距D1，第一方向为同时垂直于研磨盘102和研磨头106的方向，图中用Y方向表示，随着抛光垫104的磨损以及晶圆平坦化过程中厚度的减小，研磨盘驱动装置116通过控制研磨盘102在第一方向上向靠近研磨头106移动来缩短第一间距D1，进而抵消抛光垫104的磨损和晶圆108的厚度变化对研磨速率的影响。
可选的，研磨盘驱动装置116包括但不限于伺服马达。
继续参考图2，在其中一个实施例中，化学机械研磨设备还包括底座212，研磨盘102安装于底座212上，研磨盘驱动装置116安装于底座212内，研磨盘驱动装置116根据控制信号驱动底座212在第一方向上的移动来控制研磨盘102在第一方向上移动。可选的，研磨盘102与底座212之间固定连接，此时，研磨盘驱动装置116通过驱动底座212向靠近研磨头106的方向移动，带动研磨盘102向靠近研磨头106的方向移动来缩短第一间距D1，研磨盘驱动装置116通过驱动底座212向背离研磨头106的方向移动，带动研磨盘102向背离研磨头106的方向移动来增加第一间距D1。可选的，研磨盘102与底座212之间可移动连接，此时，研磨盘驱动装置116通过驱动底座212向背离研磨头106的方向移动，使得研磨盘102向靠近研磨头106的方向移动来缩短第一间距D1，研磨盘驱动装置116通过驱动底座212向靠近研磨头106的方向移动，使得研磨盘102向背离研磨头106的方向移动来增加第一间距D1。
可选的，研磨盘102承载抛光垫104的一面开设有第二凹槽214，通过贯穿研磨盘102的真空吸附装置将抛光垫104吸附在盘磨盘102的表面上，此时，抛光垫104的部分表面位于第二凹槽214的开口位置。可选的，抛光垫104与第二凹槽214的底部之间同样可以设置柔性缓冲垫，通过柔性缓冲垫实现抛光垫104与第二凹槽214之间的密封，达到吸附抛光垫104的目的。
继续参考图2，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118，压力检测装置118用于检测抛光垫104和晶圆108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112与压力检测装置118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104和晶圆108之间的研磨压力，以使研磨速率保持不变。通过检测抛光垫104和晶圆108之间的压力变化，来控制调整抛光垫104和晶圆108之间的研磨压力，达到消除研磨压力变化对研磨速率的影响，提高控制研磨速率的精度。
在其中一个实施例中，压力检测装置118包括压力传感器。可选的，压力传感器位于第二凹槽214的侧壁上，且与抛光垫104靠近第二凹槽214的表面接触，通过该设置可以实时、准确的检测到抛光垫104和晶圆108之间的研磨压力。
图3为第3实施例中化学机械研磨设备的剖面示意图，如图3所示，在本实施例中，化学机械研磨设备还包括：速度检测装置120，速度检测装置120用于检测研磨头106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112与速度检测装置120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106的旋转速度，以使研磨速率保持不变。通过检测研磨头106的旋转速度，来控制调整研磨头106的旋转速度，达到消除研磨头106的旋转速度的变化对研磨速率的影响，提高控制研磨速率的精度。
可选的，速度检测装置120包括但不限于速度检测仪，角速度检测仪。
如图3所示，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122，研磨头驱动装置122与控制装置112连接，用于根据速度调节信号调整研磨头106的旋转速度。
在其中一个实施例中，研磨头驱动装置122还用于根据控制信号调整第一间距D1。具体的，研磨头驱动装置122通过控制研磨头106在第一方向上的移动来调整第一间距D1，第一方向为同时垂直于研磨盘102和研磨头106的方向，图中用Y方向表示，随着抛光垫104的磨损以及晶圆108平坦化过程中厚度的减小，研磨头驱动装置122通过控制研磨头106在第一方向上向靠近研磨盘102移动来缩短第一间距D1，进而抵消抛光垫104的磨损和晶圆108的厚度变化对研磨速率的影响。
可选的，研磨头驱动装置122包括但不限于伺服马达。
继续参考图3，在其中一个实施例中，化学机械研磨设备还包括旋转轴216，研磨头106安装于旋转轴216上，研磨头驱动装置122安装于旋转轴216内，研磨头驱动装置122根据控制信号驱动旋转轴216在第一方向上的移动来控制研磨头106在第一方向上移动。可选的，研磨头106与旋转轴216之间固定连接，此时，研磨头驱动装置122通过旋转轴216向靠近研磨盘102的方向移动，带动研磨头106向靠近研磨盘102的方向移动来缩短第一间距D1，研磨头驱动装置122通过驱动旋转轴216向背离研磨盘102研磨头驱动装置122移动，带动研磨头106向背离研磨盘102的方向移动来增加第一间距D1。可选的，研磨头106与旋转轴216之间可移动连接，此时，研磨头驱动装置122通过驱动旋转轴216向背离研磨盘102的方向移动，使得研磨头106向靠近研磨盘102的方向移动来缩短第一间距D1，研磨头驱动装置122通过驱动旋转轴216向靠近研磨盘102的方向移动，使得研磨头106向背离研磨盘102的方向移动来增加第一间距D1。
图4为第4实施例中化学机械研磨设备的剖面示意图，如图4所示，在本实施例中，研磨头驱动装置122包括伺服马达，化学机械研磨设备还包括：终点检测装置124，终点检测装置124用于检测伺服马达的电流，并根据所述电流生成电流检测信号；控制装置112与终点检测装置124连接，还用于根据电流检测信号确定化学机械研磨的终点。化学机械研磨接近终点时,抛光垫104和晶圆108之间的摩擦力开始发生改变,驱动研磨头106旋转的伺服马达的电流会改变来保证研磨头106的旋转速度不变,因此，监测伺服马达的电流可以确定化学机械研磨的终点。通过该设置，可以在化学机械研磨的终点结束研磨，降低工艺成本，使化学机械平坦化工艺自动运行。
在其中一个实施例中，终点检测装置124还包括光电检测设备，光电检测设备用于检测晶圆108表面预设薄膜的薄膜厚度，并根据薄膜厚度生成薄膜厚度检测信号；控制装置112还用于根据薄膜厚度检测信号确定化学机械研磨的终点。其中，预设薄膜为需要进行化学机械研磨进行化学机械平坦化的膜层。
图5为一实施例中调整化学机械平坦化的方法的流程示意图，如图1、图5所示，在本实施例中，提供一种调整化学机械平坦化的方法，采用化学机械研磨设备对晶圆108表面进行平坦化，化学机械研磨设备包括研磨盘102和研磨头106，研磨盘102用于承载抛光垫104，研磨头106位于研磨盘102的上方，研磨头106靠近研磨盘102的一面承载有晶圆108，调整化学机械平坦化的方法包括：
S102，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。
具体的，通过第一检测装置110检测晶圆108的厚度变化，并根据所述厚度变化生成厚度差值信号。可选的，第一检测装置110设置于晶圆108的外侧，外侧为晶圆108的边缘。可选的，第一检测装置110包括但不限于位移传感器。
S104，根据厚度差值信号生成控制信号。
具体的，通过与第一检测装置110连接的控制装置112接收厚度差值信号，并根据厚度差值信号生成控制信号。
S106，根据控制信号调整研磨盘和研磨头之间的第一间距。
具体的，根据控制装置112生成的控制信号调整研磨盘102和研磨头106之间的第一间距D1，以使抛光垫104研磨晶圆108的研磨速率保持不变。如图2所示，示例性的，通过研磨盘驱动装置116接收控制装置112生成的控制信号，并根据控制信号调整第一间距D1。可选的，研磨盘驱动装置116包括但不限于伺服马达。具体的，研磨盘驱动装置116通过控制研磨盘102在第一方向上的移动来调整第一间距D1，第一方向为同时垂直于研磨盘102和研磨头106的方向，图中用Y方向表示，随着抛光垫104的磨损以及晶圆平坦化过程中厚度的减小，研磨盘驱动装置116通过控制研磨盘102在第一方向上向靠近研磨头106移动来缩短第一间距D1，进而抵消抛光垫104的磨损和晶圆108的厚度变化对研磨速率的影响。
上述调整化学机械平坦化的方法，根据晶圆108的厚度变化最终生成调整研磨盘102和研磨头106之间的第一间距D1，以使抛光垫104研磨晶圆108的研磨速度保持不变的控制信号，该方法使得抛光垫104的磨损和晶圆108厚度的变化不影响化学机械研磨工艺的研磨速率，从而保证化学机械研磨工艺的研磨过程稳定进行。
如图2所示，在其中一个实施例中，调整化学机械平坦化的方法还包括：检测抛光垫的磨损量，并根据所述磨损量生成磨损信号；具体的，检测抛光垫104的磨损量，并根据所述磨损量生成磨损信号，由此，可以监控化学机械研磨过程中抛光垫104的变化。示例性的，通过第二检测装置114检测抛光垫104的磨损量，并根据磨损量生成磨损信号。可选的，第二检测装置114包括但不限于位移传感器。根据厚度差值信号生成控制信号的步骤包括：根据厚度差值信号和磨损信号生成控制信号。具体的，控制装置112根据接收到的磨损信号和厚度差值信号生成控制信号，通过检测化学机械研磨过程中抛光垫104的磨损量，根据磨损信号和厚度差值信号可以生成更精确的控制信号，使得调整研磨盘102与研磨头106之间的第一间距D1的精度更高，抛光垫104研磨晶圆108的研磨速率波动更小。
在其中一个实施例中，化学机械研磨设备还包括底座212，研磨盘102安装于底座212上，研磨盘驱动装置116根据控制信号驱动底座212在第一方向上的移动来控制研磨盘102在第一方向上移动。可选的，研磨盘102与底座212之间固定连接，此时，研磨盘驱动装置116通过驱动底座212向靠近研磨头106的方向移动，带动研磨盘102向靠近研磨头106的方向移动来缩短第一间距D1，研磨盘驱动装置116通过驱动底座212向背离研磨头106的方向移动，带动研磨盘102向背离研磨头106的方向移动来增加第一间距D1。可选的，研磨盘102与底座212之间可移动连接，此时，研磨盘驱动装置116通过驱动底座212向背离研磨头106的方向移动，使得研磨盘102向靠近研磨头106的方向移动来缩短第一间距D1，研磨盘驱动装置116通过驱动底座212向靠近研磨头106的方向移动，使得研磨盘102向背离研磨头106的方向移动来增加第一间距D1。
图6为另一实施例中调整化学机械平坦化的方法的流程示意图，如图4、图6所示，在其中一个实施例中，调整化学机械平坦化的方法还包括：
S202，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。
具体的，通过压力检测装置118实时检测抛光垫104和晶圆108之间的研磨压力，并根据研磨压力生成压力检测信号。可选的，压力检测装置118包括压力传感器。
S204，根据压力检测信号和厚度差值信号生成压力调节信号。
具体的，控制装置112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。
S206，根据压力调节信号调整抛光垫和晶圆之间的压力，以使研磨速率保持不变。
具体的，研磨盘驱动装置116和/或研磨头驱动装置122根据压力调节信号调整抛光垫104和晶圆108之间的研磨压力，以使研磨速率保持不变，通过检测抛光垫104和晶圆108之间的压力变化，来控制调整抛光垫104和晶圆108之间的研磨压力，达到消除研磨压力变化对研磨速率的影响，提高控制研磨速率的精度。
图7为再一实施例中调整化学机械平坦化的方法的流程示意图，如图4、图7所示，在其中一个实施例中，调整化学机械平坦化的方法还包括：
S302，检测研磨头的旋转速度，并根据旋转速度生成速度检测信号。
具体的，通过速度检测装置120检测研磨头106的旋转速度，并根据所述旋转速度生成速度检测信号。可选的，速度检测装置120包括但不限于速度检测仪，角速度检测仪。
S304，根据速度检测信号生成速度调节信号，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。
具体的，控制装置112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106的旋转速度，以使研磨速率保持不变。通过检测研磨头106的旋转速度，来控制调整研磨头106的旋转速度，达到消除研磨头106的旋转速度的变化对研磨速率的影响，提高控制研磨速率的精度。
在其中一个实施例中，研磨头驱动装置122包括伺服马达，调整化学机械平坦化的方法还包括：检测伺服马达的电流，并根据所述电流生成电流检测信号；根据电流检测信号确定化学机械研磨的终点。具体的，通过终点检测装置124检测伺服马达的电流，并根据所述电流生成电流检测信号；控制装置112根据电流检测信号确定化学机械研磨的终点。化学机械研磨接近终点时,抛光垫104和晶圆108之间的摩擦力开始发生改变,驱动研磨头106旋转的伺服马达的电流会改变来保证研磨头106的旋转速度不变,因此，监测伺服马达的电流可以确定化学机械研磨的终点。通过该设置，可以在化学机械研磨的终点结束研磨，降低工艺成本，使化学机械平坦化工艺自动运行。
在其中一个实施例中，终点检测装置124还包括光电检测设备，通过光电检测设备检测晶圆108表面预设薄膜的薄膜厚度，并根据薄膜厚度生成薄膜厚度检测信号；控制装置112根据薄膜厚度检测信号确定化学机械研磨的终点。其中，预设薄膜为需要进行化学机械研磨进行化学机械平坦化的膜层。
本申请还提供一种检测装置，包括控制器，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的调整化学机械平坦化的方法的步骤。
应该理解的是，虽然图5、图6、图7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5、图6、图7中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本公开实施例的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开实施例构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开实施例的保护范围。

Claims (10)

1.一种化学机械研磨设备，其特征在于，包括：
研磨盘，用于承载抛光垫；
研磨头，位于所述研磨盘的上方，所述研磨头靠近所述研磨盘的一面承载有晶圆；
第一检测装置,设置于所述晶圆的外侧，用于检测所述晶圆的厚度变化，并根据所述厚度变化生成厚度差值信号；
控制装置，与所述第一检测装置连接，用于接收所述厚度差值信号，并根据所述厚度差值信号生成控制信号，所述控制信号用于调整所述研磨盘与所述研磨头之间的第一间距，以使所述抛光垫研磨所述晶圆的研磨速率保持不变。
2.根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，还包括：
第二检测装置，设置于所述晶圆的外侧，用于检测所述抛光垫的磨损量，并根据所述磨损量生成磨损信号；
所述控制装置与所述第二检测装置连接，所述控制装置还用于根据所述磨损信号和所述厚度差值信号生成所述控制信号。
3.根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，还包括：
研磨盘驱动装置，与所述控制装置连接，用于根据所述控制信号调整所述第一间距。
4.根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，还包括：
压力检测装置，用于检测所述抛光垫和所述晶圆之间的研磨压力，并根据所述研磨压力生成压力检测信号；
所述控制装置与所述压力检测装置连接，用于接收所述压力检测信号，并根据所述压力检测信号和所述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所述抛光垫和所述晶圆之间的研磨压力，以使所述研磨速率保持不变。
5.根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，还包括：
速度检测装置，用于检测所述研磨头的旋转速度，并根据所述旋转速度生成速度检测信号；
所述控制装置与所述速度检测装置连接，用于接收所述速度检测信号，并根据所述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所述研磨头的旋转速度，以使所述研磨速率保持不变。
6.根据权利要求5所述的化学机械研磨设备，其特征在于，还包括：
研磨头驱动装置，与所述控制装置连接，用于根据所述速度调节信号调整所述研磨头的旋转速度；还用于根据所述控制信号调整所述第一间距。
7.一种调整化学机械平坦化的方法，其特征在于，采用化学机械研磨设备对晶圆表面进行平坦化，所述化学机械研磨设备包括研磨盘和研磨头，所述研磨盘用于承载抛光垫，所述研磨头位于所述研磨盘的上方，所述研磨头靠近所述研磨盘的一面承载有所述晶圆，所述方法包括：
检测所述晶圆的厚度变化，并根据所述厚度变化生成厚度差值信号；
根据所述厚度差值信号生成控制信号；
根据所述控制信号调整所述研磨盘和所述研磨头之间的第一间距，以使所述抛光垫研磨所述晶圆的研磨速率保持不变。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述抛光垫的磨损量，并根据所述磨损量生成磨损信号；
所述根据所述厚度差值信号生成控制信号包括：
根据所述厚度差值信号和所述磨损信号生成所述控制信号。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述抛光垫和所述晶圆之间的研磨压力，并根据所述研磨压力生成压力检测信号；
根据所述压力检测信号和所述厚度差值信号生成压力调节信号；
根据所述压力调节信号调整所述抛光垫和所述晶圆之间的压力，以使所述研磨速率保持不变。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述研磨头的旋转速度，并根据所述旋转速度生成速度检测信号；
根据所述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所述研磨头的旋转速度，以使所述研磨速率保持不变。
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