CN111512425A - 化学机械抛光的温度控制 - Google Patents

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Abstract

一种化学机械抛光设备包括压板、载体、分配器和温度控制系统，压板保持抛光垫，载体在抛光工艺期间保持基板抵靠抛光垫的抛光表面，分配器向抛光表面供应抛光液，温度控制系统包含主体，所述主体经配置以接触抛光表面或抛光表面上的抛光液。主体支撑定位在抛光垫上的热控制模块。

Description

化学机械抛光的温度控制
技术领域
本公开文本关于化学机械抛光(CMP)，且更具体地关于化学机械抛光期间的温度控制。
背景技术
通常通过在半导体晶片上依序沉积导电层、半导体层或绝缘层而在基板上形成集成电路。各种制造工艺需要对基板上的层作平坦化。例如，一个制造步骤包括在非平坦表面上沉积填料层并使该填料层平坦化。对于某些应用，填料层被平坦化，直到暴露出图案化层的顶表面。例如，可以在图案化的绝缘层上沉积金属层以填充绝缘层中的沟槽和孔。在平坦化之后，图案化层的孔与沟槽中的金属的剩余部分形成通孔、插塞和线，以在基板上的薄膜电路之间提供导电路径。作为另一示例，可以在图案化的导电层上沉积介电层，并接着对所述介电层平坦化以允许进行后续的光刻步骤。
化学机械抛光(CMP)是一种已接受的平坦化方法。此平坦化方法通常需要将基板安装在承载头上。通常将基板的暴露表面抵靠旋转的抛光垫放置。承载头在基板上提供可控制的负载以抵靠着抛光垫推动所述负载。通常将具有研磨颗粒的抛光浆料供应到抛光垫的表面。
发明内容
在一个方面中，一种化学机械抛光设备包括压板、载体和温度控制系统，所述压板保持抛光垫，所述载体在抛光工艺期间保持基板抵靠抛光垫的抛光表面。所述温度控制系统包括多个热控制模块，所述多个热控制模块在多个不同的径向位置处定位在抛光垫上方。所述多个热控制模块中的每个热控制模块经配置以独立地加热或冷却抛光垫的径向区域。
在另一方面中，一种化学机械抛光设备包括压板、载体、温度控制系统和第一致动器，所述压板保持抛光垫，所述载体在抛光工艺期间保持基板抵靠抛光垫的抛光表面，所述温度控制系统包括主体，所述主体包含定位在抛光垫上方的热控制模块，所述第一致动器调整主体相对于抛光垫的垂直位置。
在另一方面中，一种化学机械抛光设备包括压板、载体、分配器和温度控制系统，所述压板保持抛光垫，所述载体在抛光工艺期间保持基板抵靠抛光垫的抛光表面，所述分配器将抛光液供应到抛光表面，所述温度控制系统包含主体，所述主体经配置以接触抛光表面或抛光表面上的抛光液。主体支撑定位在抛光垫上方的热控制模块。
任何上述方面的实施可包括以下特征中的一个或多个。
每个热控制模块可以包括以下各者中的一个或多个：红外光源、热电热泵、热交换器、电阻加热器和流体分配器。一个或多个温度传感器可在多个不同的径向位置处测量抛光表面的多个温度测量值。控制器可经配置以接收多个温度测量值并控制多个热控制模块以使抛光垫的温度分布更接近期望的温度分布。
基座可定位在压板的一侧，且主体可在抛光垫上从基座侧向延伸。第二致动器可使主体侧向扫过抛光垫。
主体的一层可定位于热控制模块和主体之间。热控制模块可直接接触抛光垫或抛光液。与抛光垫或抛光液接触的主体的至少一部分可以是陶瓷。与抛光垫或抛光液接触的主体的至少一部分可包括碳化硅、氮化硅或氮化铝。
致动器可调整主体相对于抛光垫的垂直位置。主体的底表面可接触抛光表面。主体的底表面接触抛光表面上的抛光液。热控制模块可包括具有热电热泵和热交换器的堆叠。热交换器可在热电热泵上方。
控制器可经配置以控制到热电热泵的电流，以使热泵将热驱动到抛光垫或从抛光垫驱动热，且控制器控制通过热交换器的流体的温度或流速，使热交换器升高或降低热电热泵的顶表面的温度。
实施可包括以下优点中的一个或多个。可以减小抛光操作的温度变化。这可以改善抛光工艺抛光可预测性。可以减小从一个抛光操作到另一个抛光操作的温度变化。这可以改善晶片到晶片的均匀性并改善抛光工艺的可重复性。可以减小基板上的温度变化。这可以改善晶片内均匀性。
在附图和以下说明中描述一个或多个实施的细节。从说明书和附图以及权利要求书，其他方面、特征和优点将变得明显。
附图说明
图1示出抛光设备的示例的示意性横截面图。
图2示出示例性化学机械抛光设备的示意性顶视图。
图3示出具有多个温度控制模块的温度控制系统的一部分的示意性横截面图。
图4示出用于温度控制系统的热交换器的示意图。
图5示出另一示例性化学机械抛光设备的示意性顶视图。
具体实施方式
化学机械抛光通过在基板、抛光液和抛光垫之间的介面处的机械磨蚀和化学蚀刻的组合来操作。在抛光工艺期间，由于基板的表面和抛光垫之间的摩擦而产生大量的热。此外，一些工艺还包括原位垫调节步骤，在原位垫调节步骤中将调节盘(如，涂有研磨钻石颗粒的盘)压抵住旋转的抛光垫以调节和纹理化抛光垫表面。调节工艺的磨蚀也能产生热。例如，在典型的一分钟铜CMP工艺中，标称下压力为2psi、去除速率为
Figure BDA0002543351030000031
/分钟，聚氨酯抛光垫的表面温度可以升高约30℃。
CMP工艺中的化学相关变量(如，作为参与反应的引发(initiation)和速率)和机械相关变量(如，抛光垫的表面摩擦系数和粘弹性)都是强烈依赖于温度的。因此，抛光垫的表面温度的变化导致去除速率、抛光均匀性、侵蚀、凹陷和残留物的变化。通过在抛光期间更严格地控制抛光垫表面的温度，可以减小温度的变化，且可以改善如晶片内不均匀性或晶片到晶片的不均匀性所测量的抛光性能。
已经提出了一些用于温度控制的技术。作为一个示例，冷却剂可以穿过压板。作为另一个示例，可以控制输送到抛光垫的抛光液的温度。但是，这些技术可能不够。例如，压板必须通过抛光垫本身的主体供应或吸取热量以控制抛光表面的温度。抛光垫通常是塑料材料和不良导热体，使得压板的热控制可能很困难。另一方面，抛光液可能不具有显著的热质量。
可解决这些问题的一个技术是将温度受控的主体与抛光垫的抛光表面直接接触，或者将温度受控的主体与抛光垫上的抛光液直接接触。这个主体的温度可以在其长度上变化，从而提供对抛光垫温度的径向控制。
另外一个问题是在CMP工艺期间沿着旋转的抛光垫的半径的温度升高经常是不均匀的。不受任何特定理论的限制，抛光头和垫调节器的不同扫描剖面有时可以在抛光垫的每个径向区域中具有不同的驻留时间。此外，抛光垫和抛光头和/或垫调节器之间的相对线性速度也沿着抛光垫的半径变化。这些效应可导致抛光垫表面上的不均匀发热，这可导致晶片内去除速率变化。
可解决这些问题的一个技术是具有沿着抛光垫的半径分隔开的多个温度控制模块。每个温度控制模块包含位于抛光垫上方的热传递元件，且热传递元件可以包括冷却元件或加热元件或这两者。每个温度控制模块可以独立地提供选择量的冷却或加热到旋转的抛光垫上的相应径向区域，该相应径向区域在每个模块下方行进。以这种方式，可以控制抛光垫表面上的每个径向区域的温度，这允许降低温度不均匀性。
图1和图2示出化学机械抛光系统的抛光站20的示例。抛光站20包括可旋转的盘形压板24，抛光垫30位于盘形压板24上。压板24可操作以绕轴25旋转。例如，马达22可以转动驱动轴28以使压板24旋转。抛光垫30可以是双层抛光垫，其具有外抛光层34和较软的背托层32。
抛光站20可以包括供应口或组合式供应-冲洗臂39，以将抛光液38(诸如研磨浆料)分配到抛光垫30上。抛光站20可以包括垫调节器设备90，垫调节器设备90具有调节盘92(参见图2)以保持抛光垫30的表面粗糙度。调节盘90可以定位在臂94的端部，臂94可以摆动，以使盘90径向地扫过抛光垫30。
承载头70可操作以保持基板10抵靠抛光垫30。承载头70自支撑结构72(如，旋转料架(carousel)或轨道)悬挂，且承载头70通过驱动轴74连接到承载头旋转马达76，使得承载头可绕轴71旋转。可选地，承载头70可以侧向振动，如，在旋转料架上的滑块上，通过沿着轨道的运动，或通过旋转料架本身的旋转振荡侧向振动。
承载头70可以包括保持环84，以保持基板。在一些实施中，保持环84可包括高导电性部分，如，承载环可以包括薄的下塑料部分86与厚的上导电部分88，薄的下塑料部分86接触抛光垫。在一些实施中，高导电性部分是金属，例如，与正被抛光的层相同的金属，如铜。
在操作中，压板绕其中心轴25旋转，且承载头绕其中心轴71旋转并侧向地平移越过抛光垫30的顶表面。在存在多个承载头的情况下，每个承载头70可以独立控制其抛光参数，例如每个承载头可以独立地控制施加到每个个别基板的压力。
承载头70可以包括柔性膜80及多个可加压的腔室82，柔性膜80具有与基板10的背面接触的基板安装表面，多个可加压的腔室82将不同的压力施加到基板10上的不同区域，如不同的径向区域。承载头也可以包括保持环84，以保持基板。
在一些实施中，抛光站20包括温度传感器64，以监测抛光站或抛光站中的部件中的温度，如抛光垫和/或抛光垫上的浆料的温度。例如，温度传感器64可以是红外(IR)传感器(如IR相机)，其位于抛光垫30上方且经配置以测量抛光垫30和/或抛光垫上的浆料38的温度。具体地，温度传感器64可以经配置以测量沿着抛光垫30的半径的多个点处的温度，以产生径向温度分布。例如，IR相机可以具有跨越抛光垫30的半径的视场。
在一些实施中，温度传感器是接触传感器，而不是非接触传感器。例如，温度传感器64可以是位于压板24上或压板24中的热电偶或IR温度计。另外，温度传感器64可以与抛光垫直接接触。
在一些实施中，多个温度传感器可以在抛光垫30上的不同径向位置处间隔开，以提供沿着抛光垫30的半径的多个点处的温度。此技术可以用于IR相机的替代或附加。
尽管在图1中示出为为了监测抛光垫30和/或垫30上的浆料38的温度而定位，但温度传感器64可以定位在承载头70内，以测量基板10的温度。温度传感器64可以与基板10的半导体晶片直接接触(即，接触传感器)。在一些实施中，多个温度传感器包括于抛光站22中，如，以测量抛光站或抛光站中的不同部件的温度。
抛光系统20还包括温度控制系统100，以控制抛光垫30和/或抛光垫上的浆料38的温度。温度控制系统100包括至少一个细长主体110，细长主体110在抛光垫30上从抛光垫的边缘延伸到抛光垫30的中心处或中心附近(如，在抛光垫的总半径的5％内)。例如，主体110可以是由基座112支撑的臂，以在抛光垫30上延伸。基座112可以被支撑在与压板24相同的框架40上。主体110经定位以避免与其他硬体部件(诸如抛光头70、垫调节盘90和浆料分配臂39)碰撞。
主体110可以是大致线性的且可以沿其长度具有基本均匀的宽度，虽然其他形状(诸如圆扇形(也称为“派形切片”)、弧形或三角形楔形(均作为系统的俯视图))可以用于实现主体110和抛光垫表面之间所需的热传递区域。具体而言，多个热控制模块可以由楔形臂支撑，该楔形臂在远离轴的一端较宽。例如，图5示出作为楔形的温度控制系统100的主体110(为简单起见，图1中未示出抛光设备的其他元件)。
回到图1和图2，主体110可以与抛光垫30直接接触。或者，主体可以与抛光垫30稍微分开，仍然与抛光垫30的表面上的一层抛光液(如浆料)接触。在一些实施(如，非接触式加热器，诸如IR灯)中，主体悬挂在抛光垫30上方而不接触抛光垫或抛光液。基座112可以包括致动器(如，线性致动器)以升高或降低主体110。
主体110的侧向位置可以是固定的，或者可以由另一个致动器控制。例如，主体110可以由基座112中的马达驱动，以侧向扫过抛光垫。例如，可以驱动主体110以执行扫掠(sweep)运动以避免与其他硬体部件碰撞且/或增加抛光垫表面上的有效热传递区域。
主体110可以包括排成一线的多个温度控制模块120。例如，热控制模块120可以沿着压板的半径定位，如，沿着抛光垫的径向方向间隔开。每个温度控制模块120包含热传递元件，热传递元件可以包括冷却元件或加热元件或这两者。当抛光垫在模块下面旋转时，每个温度控制模块120可以独立地向抛光垫上的相应径向区域提供选择量的冷却或加热。
由于沿着抛光垫30的径向方向分隔开，温度控制模块对沿着抛光垫30的径向方向间隔开的区域施加加热或冷却。
区域的尺寸和形状取决于热控制模块120中的加热或冷却元件(如电阻加热器、冷却剂的通道等)的放置。
区域可以是矩形的，如图2所示，或者可以是一些其他形状，诸如梯形(见图5)、卵形、弧形、多边形或更复杂的形状。
此外，区域可以是相同的尺寸和/或形状，如图2所示，但这不是必需的。一些区域的尺寸可以与其他区域不同。例如，外部区域可以大于内部区域(内部和外部相对于压板的旋转轴进行划分)。也就是说，离轴较远的区域可以大于更靠近轴的区域。因此，离轴较远的区域可以具有比更靠近轴的区域更宽的角展度。具体地，从压板的旋转轴向外移动，每个后继的(successive)区域可以大于先前的区域(如图5所示)。
温度控制模块120的部件可以包含于主体110内，使得主体110本身用于在抛光垫和/或浆料与温度控制模块120之间热传导热量。主体110的底表面的材料可以由高导热率材料形成，该高导热率材料也耐受抛光垫的磨损。主体110的材料应该与抛光工艺在化学上相容且对抛光液具有高耐化学性。例如，至少主体110的底部可以是陶瓷材料，诸如碳化硅、氮化硅或氮化铝。整个主体110可以由该材料形成，或者陶瓷材料可以涂覆在另一种材料(如铝)的主体上。可选地，导热材料可以涂覆有薄CVD钻石涂层(类似于钻石或无定形类钻石碳DLC涂层)以具有更好的耐磨性。涂层可以减少垫的磨损，提高对抛光液的耐化学性，且具有更高的导热性。
或者，温度控制模块120的部件可以固定于主体110并悬挂在主体110下面，使得所述这些部件与抛光垫和/或浆料直接接触。在这种情况下，主体110不需要用于在抛光垫和/或浆料与温度控制模块120之间热传导热量。
对于冷却元件，温度控制模块120可以包括具有热电(TE)冷却元件的冷板式冷却器。冷却元件也可以是低温热交换器，其通过再循环低温流体或气体(即，低于抛光垫和/或抛光液的温度)来操作。冷却元件还可包括分配器，该分配器经配置以将低温气体或液体或固体输送到抛光垫30的表面上。例如，冷却元件可以是经配置以产生低温气体或液体喷流的喷嘴。低温气体、液体或固体也可以在抛光垫表面上经受吸热相变。另外，冷却元件可以使用上述技术的组合。例如，可以通过在热电冷却元件的顶部堆迭低温热交换器来形成冷却元件，以进一步提高冷却能力。
对于加热元件，温度控制模块120可以包括热板式加热器，其内部具有热电(TE)加热元件或电阻加热元件。加热元件也可以是高温热交换器，其通过再循环高温流体或气体(即，高于抛光垫和/或抛光液的温度)来操作。加热元件还可包括分配器，该分配器经配置以将高温气体或液体或固体输送到抛光垫30的表面上。例如，加热元件可以是经配置以产生高温气体或液体喷流的喷嘴。高温气体或液体或固体也可以在抛光垫表面上经受放热相变。加热元件也可以以热辐射源的形式，如红外(IR)灯或低强度激光。另外，加热元件可以使用上述技术的组合。例如，可以通过在热电加热元件的顶部堆迭高温交换器来形成加热元件，以进一步提高加热能力。
抛光系统20还可包括控制器90以控制各种部件的操作，如温度控制系统100。控制器90经配置以从温度传感器64接收针对抛光垫的每个径向区域的温度测量值。控制器90可以将测量的温度分布与期望的温度分布比较，且为每个温度控制模块产生到控制机构(如致动器、电源、泵、阀等)的反馈信号。由控制器90例如基于内反馈算法计算反馈信号，以使控制机构通过温度控制模块的冷却或加热元件调整冷却或加热的量，使得抛光垫和/或浆料达到(或至少更趋近)所期望的温度分布。
控制技术的示例包括使电源供应调整红外光源的强度，使电源供应调整流过热电加热器或冷却器的电流量，使致动器移动热控制模块更靠近或更远离抛光垫，使泵增加或减少热交换器中的流速，以及使阀调整流过热交换器的热或冷流体的比例。
用于(作为冷却元件的)TE冷却元件和低温热交换器的堆迭或(作为加热元件的)TE加热元件和高温热交换器的堆迭的控制机构的示例可以包括：(I)控制供应给TE元件的电流(或电压)的量；(II)在脉冲宽度调制下控制TE元件在开和关模式下的相对百分比，(III)在双极调制下控制TE元件在冷却和加热模式下的相对百分比；(IV)控制在低温或高温热交换器内再循环的液体的温度或流速。
用于电阻加热器元件的控制机构的示例可以包括(I)控制提供给电阻加热器的电流(或电压)的量，以及(II)在脉冲宽度调制下控制电阻加热器在开和关模式下的相对百分比。
在一些实施中，温度控制模块120可以提供双向温度控制。因此，每个模块120可以根据不同的处理要求提供选择性加热和选择性冷却。
在一些实施中，通过在每个温度控制模块120中包括冷却元件和加热元件两者来提供双向温度控制。作为示例，参考图3，每个热控制模块120可以具有热传递元件，该热传递元件包括热电或电阻加热元件130和热交换器140的堆迭。通过每个热交换器的流速可以由阀142控制。热交换器140可用作冷却元件，例如通过使低温流体流过热交换器。热电或电阻加热元件130可用作加热元件，例如通过使电流流过元件130。取决于在抛光期间每个阶段是否需要冷却或加热，可以在不同时间接合加热元件和冷却元件。
然而，在一些实施中，在每个温度控制模块120中仅需要一个热传递元件。例如，热电元件130或热交换器140可以用作加热或冷却元件，例如取决于电流流动的方向或流过热交换器的流体的温度。
在一些实施中，每个热控制模块120包括热电或电阻加热元件130和热交换器140的堆迭，其中热电加热元件130和热交换器140都经配置用于双向温度控制。温度控制模块120可以通过以下方式用作冷却元件：(i)选择热电元件130的电流流动方向以使热从抛光垫被泵送出及(ii)在热交换器140内使低温流体循环。相同的温度控制模块120可以通过以下方式用作加热元件：(i)切换热电元件130内的电流流动方向(反转极性)以使热被泵送入垫中及(ii)在热交换器140内从循环低温流体切换成高温流体。
例如，参考图4，两个流体循环器C1和C2可以在两个不同的温度下供应流体。例如，C1可以泵送冷水，而C2可以泵送热水。使用阀V1和V2，热流体或冷流体可以流到温度控制模块120a和120b。示例性流体包括水和/或乙二醇。流体可以同时或在不同时间点流动。此流体用于冷却或加热热电模块130的非接触侧。
回到图2，在一些实施中，抛光系统20包括多个温度控制系统100a、100b，每个温度控制系统具有其自己的主体110，主体110具有热控制模块120的阵列122。浆料分配臂39可以定位在热控制模块的两个阵列122之间。
温度控制系统中的一个温度控制系统的主体(如沿着旋转方向相对于承载头70处于前导位置的主体110(如图2中的系统110b的主体110))可以用作去除浆料的阻挡层。例如，系统100b的主体110可以经定位比系统100a的主体110更靠近抛光垫30。在操作中，抛光液可以由浆料输送臂39分配，由下面的垫承载且由温度控制系统110a的热控制模块120的阵列122加热，且随后在承载头70下面承载以与基板对接。接着，使用过的浆料可以从承载头70承载且被温度控制系统110b的主体110偏转，以转移到垫区域之外。温度控制系统110a的主体110也可以经定位在抛光垫30上径向涂抹抛光液。
在一些实施中，温度控制系统100可以使用两阶段加热/冷却。热泵可以用作第一阶段，而热交换器可以用作第二阶段。第一阶段更靠近抛光垫。
热电元件性能的设计规范是冷侧和热侧之间的差异。该差异有局限性。例如，假设使用热电元件来加热目标表面。热电元件的底表面将是热侧(且应该比目标更热)且顶表面将是冷侧。目标将靠近底部热侧放置。从底部热侧到目标发生热传递。
大部分热电元件在顶侧和底侧之间保持设定的温差。然而，加热热电元件的顶侧允许底侧变得更热，这可导致从底部到目标的热传递有更高效率。例如，热电元件的顶侧可以通过在其上流动热液体来实现。通过使用与热交换器(如水循环器)串联的热电元件的这种两阶段冷却现象在CMP中会是有利的。这也适用于反向冷却现象。
水不能用作超过摄氏0度的冷却剂。水和乙二醇的混合物优选低于摄氏0度，但经常由于乙二醇而导致热传递的折衷。
沿着垫的径向方向的热电元件的多个堆迭(其中具有累积或单独的流体入口和出口)，将使得沿着CMP垫对温度进行区域控制。
在一些实施中，主体110还用作浆料擦拭器或散布器。例如，参考图2，抛光液可以从臂39分配。由于压板24的旋转，浆料将在抛光垫30上被承载朝向温度控制系统100a。具体地，假设主体110经定位以接触抛光垫30，后(trailing)表面(与旋转方向相反的表面)的底边缘将用作抑制浆料从臂39流动的阻挡层。如此一来，确实在主体110下面通过(如在抛光垫30中的凹槽中或通过主体110和抛光垫30之间的间隙)的浆料将更均匀地分布。
可能的优点包括以下所述。
(I)所述设备基本上是专用的、独用的硬件，以在CMP工艺期间控制抛光垫的表面温度。
(II)所述设备不依赖于通过调整CMP处理参数(诸如抛光头或垫调节器盘的向下力)来控制垫表面温度。如此一来，此温度控制设备对现有CMP工艺的影响较小。
(III)通过热控制模块中的元件的某些选择，例如，当使用如上所述的热电元件和热交换器的堆迭时，例如相比于用于冷却目的的空气涡流或去离子水喷流，所述温度控制设备对抛光垫表面的干扰较小。
(IV)通过对热控制模块中的元件的某些选择，例如，当使用如上所述的热电元件和热交换器的堆迭时，所述温度控制设备可以实现包括在相同的热控制模块中冷却和加热的双向温度控制。因此，在实施期间，新设备的占地面积可以很小。此外，双向温度控制使得新的处理旋钮能够在整个CMP工艺的不同阶段进行调整，以达到产量、拓朴(topography)、残留物、腐蚀等所测量的改善的CMP结果。
(V)使用模块阵列中的多个温度控制模块可以减小CMP工艺期间的焊盘内温度不均匀性。此外，通过热控制模块中的元件的某些选择，例如，当使用如上所述的热电元件和热交换器的堆迭时，存在多级控制机制以在每个个别模块中提供更可靠的温度控制，以达到每个径向区域的所需温度或温度变化率并降低抛光垫表面上的温度不均匀性。
上述抛光设备和方法可以应用于各种抛光系统中。抛光垫或承载头之一或两者可以移动以提供抛光表面和基板之间的相对运动。例如，压板可以绕轨道运动而不是旋转。抛光垫可以是固定于压板的圆形(或一些其他形状)垫。端点检测系统的一些方面可适用于线性抛光系统，例如，其中抛光垫是线性移动的连续或盘式(reel-to-reel)带。抛光层可以是标准(例如，具有填料或不具有填料的聚氨酯)抛光材料、软材料或固定研磨材料。相对定位的术语用于指系统或基板内的相对定位；应该理解的是，在抛光操作期间，抛光表面和基板可以保持在垂直定向或一些其他定向上。
控制器90的功能操作可以使用一个或多个计算机程序产品来实现，即，有形地体现在非暂态计算机可读存储介质中的一个或多个计算机程序，用于由数据处理设备(如可编程处理器、计算机、或多个处理器或计算机)执行或控制数据处理设备的操作。
已经描述了本发明的许多实施例。然而，应该理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种修改。因此，其他实施例在以下权利要求书的范围内。

Claims (16)

1.一种化学机械抛光的设备，包括：
压板，所述压板保持抛光垫；
载体，所述载体在抛光工艺期间保持基板抵靠所述抛光垫的抛光表面；以及
温度控制系统，所述温度控制系统包含多个热控制模块，所述多个热控制模块位于所述抛光垫上方的多个不同的径向位置，以加热或冷却所述抛光垫的多个区域，其中所述多个热控制模块中的每个热控制模块经配置独立地加热或冷却所述抛光垫的径向区域。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述压板可绕轴旋转，且所述多个热控制模块沿所述压板的半径定位。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述多个区域具有不同的形状。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述压板可绕轴旋转，且离所述轴较远的区域大于更靠近所述轴的区域。
5.如权利要求4所述的设备，其中离所述轴较远的所述区域比更靠近所述轴的区域具有更宽的角展度。
6.一种化学机械抛光的设备，包括：
压板，所述压板保持抛光垫；
载体，所述载体在抛光工艺期间保持基板抵靠所述抛光垫的抛光表面；以及
温度控制系统，所述温度控制系统包含主体，所述主体包含定位于所述抛光垫上的热控制模块；以及
第一致动器，所述第一致动器调整所述主体相对于所述抛光垫的垂直位置。
7.一种化学机械抛光的方法，包括以下步骤：
使基板与抛光垫接触；
引起所述抛光垫和所述基板之间的相对运动；
在所述抛光垫上的多个不同径向位置处独立地加热或冷却多个区域，多个热控制模块定位于所述抛光垫上方。
8.一种化学机械抛光的方法，包括以下步骤：
使基板与抛光垫接触；
引起所述抛光垫和所述基板之间的相对运动；
将热控制系统的主体的热控制模块升高和降低以离开和朝向所述抛光垫。
9.一种化学机械抛光的设备，包括：
压板，所述压板保持抛光垫；
载体，所述载体在抛光工艺期间保持基板抵靠所述抛光垫的抛光表面；
分配器，所述分配器将抛光液供应到所述抛光表面；以及
温度控制系统，所述温度控制系统包含主体，所述主体经配置接触所述抛光表面或所述抛光表面上的所述抛光液，所述主体支撑热控制模块，所述热控制模块定位于所述抛光垫上。
10.如权利要求9所述的设备，其中与所述抛光垫或抛光液接触的所述主体的至少一部分包括陶瓷。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述主体是陶瓷。
12.如权利要求10所述的设备，其中所述主体的所述部分包括在另一材料上的陶瓷涂层。
13.一种化学机械抛光的设备，包括：
压板，所述压板保持抛光垫；
载体，所述载体在抛光工艺期间保持基板抵靠所述抛光垫的抛光表面；
温度控制系统，所述温度控制系统包括定位于所述抛光垫上方的多个热控制模块，每个热控制模块包含热交换器，所述热交换器具有通道以接收流体并在所述抛光垫和所述流体之间交换热，所述温度控制系统进一步包含多个流体循环器与多个阀，所述多个流体循环器在两个不同的温度下供应流体，所述多个阀选择性地将所述多个流体循环器中的每一个流体地耦接到所述热交换器中的每一个。
14.如权利要求13所述的设备，其中所述热控制模块包括一堆迭，所述堆迭包含热电热泵和所述热交换器。
15.如权利要求14所述的设备，其中所述热交换器在所述热电热泵上方。
16.如权利要求15所述的设备，包括控制器，所述控制器经配置控制到所述热电热泵的电流以使所述热泵将热驱动到所述抛光垫或从所述抛光垫驱动热，且所述控制器控制通过所述热交换器的流体的温度或流速，使所述热交换器升高或降低所述热电热泵的顶表面的温度。
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