CN111566260B - 电镀浴添加剂的去除 - Google Patents

Abstract

在一示例中，一种电镀系统包含：浴贮存器，其具有用于将新鲜的电解质溶液馈入所述浴贮存器的第一入口以及用于将使用过的电解质溶液排出所述浴贮存器的第一出口、用于将再循环电解质溶液接纳到所述浴贮存器中的第二入口以及用于从所述浴贮存器排放电解质溶液的第二出口。提供了一种电镀槽，其用于电镀对象。提取柱提取由所述电镀槽所产生的副产物。第一颗粒过滤器设置在所述浴贮存器的所述第二出口与所述电镀槽的所述入口之间的流体路径中，而第二颗粒过滤器设置于所述提取柱的出口与所述浴贮存器的所述第二入口之间的流体路径中。

Description

电镀浴添加剂的去除

优先权主张

本申请要求Spurlin等人于2017年12月28日提交的、名称为“APPARATUSFORREMOVALOFELECTROPLATINGBATHADDITIVES”的美国临时专利申请No.62/611,542，以及Spurlin等人于2018年2月12日提交的、名称为“REMOVALOFELECTROPLATINGBATHADDITIVES”的美国临时专利申请No.15/894,643的优先权，其中的每一者的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容大致上涉及电镀系统和方法，且尤其涉及用于从电镀处理和电解质溶液去除电镀副产物及添加剂而实现复杂的互连和半导体晶片构造的系统和方法。

背景技术

在常规的电镀方法中，电镀工具可构造成使用“排出及馈入”方法，以将副产物保留在电镀浴贮存器中并低于指定水平。这些粗加工技术对于例如常规镀铜浴可运行得足够好，但是当寻求建立更复杂的纳米尺寸的构造时具有显著的限制。

另外，例如，用于尺寸低于约10纳米的节点的互连的电沉积可能需要使用工具平台，该平台采用含有不同于铜的金属盐的特殊浴组合物。这些特殊的浴组合物还可包括无机盐、酸和有机电镀添加剂。在电镀技术中使用这些组合物可能加重与由于有机添加剂分解的镀浴维护相关的问题。

本公开内容试图解决这些缺点。应注意的是提供该部分中所述的信息，以向本领域技术人员提供用于以下所公开主题的一些背景，且不应视为经认可的现有技术。

发明内容

在一些示例中，一种电镀系统包含：浴贮存器，其具有用于将新鲜的电解质溶液馈入所述浴贮存器的第一入口以及用于将使用过的电解质溶液排出所述浴贮存器的第一出口、用于将再循环电解质溶液接纳到所述浴贮存器中的第二入口以及用于从所述浴贮存器排放电解质溶液的第二出口。所述电镀系统可以包括：电镀槽，其用于电镀对象，所述电镀槽具有与所述浴贮存器直接或间接流体连通的入口、以及用于从所述电镀槽排放电解质溶液的出口。所述电镀系统可以包括：提取柱，其用于提取由所述电镀槽所产生的副产物，所述提取柱具有与所述电镀槽的出口直接或间接流体连通的入口、以及用于从所述提取柱排放电解质溶液的出口。在一些示例中，第一颗粒过滤器设置在所述浴贮存器的所述第二出口与所述电镀槽的所述入口之间的流体路径中。在一些示例中，第二颗粒过滤器设置在所述提取柱的出口与所述浴贮存器的所述第二入口之间的流体路径中。

附图说明

一些实施方案通过示例而非限制的方式示于附图的视图中：

图1是描绘根据示例性实施方案的添加剂的示例性分解率的图表。

图2是根据示例性实施方案的电镀系统的示意图。

图3是根据示例性实施方案的电镀系统的示意图。

图4是根据示例性实施方案的电镀系统的示意图。

图5-6是根据示例性实施方案描绘两种材料从通过提取柱的电镀溶液中结合和提取钴电镀添加剂的不同能力的图表。

图7是根据示例性实施方案描绘行进通过苯乙烯-二乙烯基苯提取柱的样本部分的添加剂浓度图。

图8-9是根据示例性实施方案，显示通过使有机溶剂流经柱以从固体提取基质溶解添加剂来修复提取柱的方法的结果。

图10是根据示例性实施方案的提取柱和相关联的阀设置的示意图。

图11根据示例性实施方案示出计数器追踪器的示例性参数，所述计数器追踪器用于追踪提取柱寿命和监测触发柱的修复的状态。

图12根据示例性实施方案说明方法中的示例性操作。

图13是根据示例性实施方案指示用于一方法的示例性控制点及操作的图表。

图14是根据示例性实施方案的用于去除电镀浴添加剂的方法的流程图。

图15是说明机器的示例的框图，一或多个示例性实施方案可在该机器上实施、或可通过该机器控制一或多个示例性实施方案。

具体实施方式

随后的描述包括实现本发明的例示性实施方案的系统、方法、技术、指令序列以及计算机器程序产品。在以下的描述中，出于解释的目的，提出许多具体细节，以便提供对示例性实施方案的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言，显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实践本发明实施方案。

本专利文件的公开内容的一部分含有受版权保护的材料。版权所有者不反对由任何人对专利文件或专利公开内容进行传真复制，因为其出现在专利及商标局的专利档案或记录中，但在任何其他方面保留所有版权。以下声明适用于如下面所述以及在形成本文件的一部分的附图中的任何数据：版权Lam Research Corporation，2017-2018，保留所有权利。

典型地，铜(Cu)及钴(Co)电镀浴在施加电镀电流的情况下分解至一定程度。例如，铜浴中的添加剂的分解速率通常低于0.5ml/A*hr，而钴浴中的添加剂的分解速率可高达30ml/A*h。钴添加剂分解的较高速率可例如产生会发展出大量电化学惰性成分的电镀浴，这些电化学惰性成分可能妨碍电沉积处理。这些电化学惰性副产物可造成晶片上的缺陷，诸如较少电镀的区域、无电镀的区域、润湿缺陷、和/或成核、自下而上的填充的变化等。在一些情况下，用于传统铜镶嵌电镀浴的标准“排出及馈入”方法对于这些镀浴而言不具经济可行性，因为镀浴处置速率(亦即镀浴内容物的重复处置)不具经济可行性且是浪费的。

图1中的图表100说明可在例如施加电镀电流经过12小时的过程的钴电镀浴中观察到的一些添加剂的相对快速分解。图表的轴线的单位如所指示的，且在视图中可看见随着时间的推移而下降的图表线102。图表100显示以ml/L表达的有机添加剂的分解与通过的库仑数(Amps*s)。图表线102代表在晶片的12小时循环期间的有机添加剂的分解，且说明电镀浴中的副产物的累积的无益效果。

在一些情况下，副产物的产生可通过常规“排出及馈入”技术加以抵销，但这些仍然可能妨碍金属进入互连特征部的无孔隙沉积。图1中所显示类型的绘图可用于确定其他添加剂的分解(以ml为单位)/通过的电流和持续时间(ml/A*hr)。以ml/A*hr为单位的添加剂的分解速率例如通常用于铜和钴电镀浴中，以计算及预测在某些时间点所需的添加剂配料(dosing)和排出及馈入，以将浴添加剂维持于一定规格内。

另外，在常规电镀方法中，溶液典型地容纳在主要浴贮存器中，且输送至电镀槽，该电镀槽在阴极(晶片)与阳极之间传递电流。通过电镀槽的电流电化学地降解有机电镀添加剂，其接着随着时间的推移积累在镀浴中。可利用化学监测系统和添加剂配料(dosing)系统来排出和馈入这些镀浴，并试图(有时候未能成功)将有机添加剂维持在或低于额定水平或期望水平。

在本公开内容的一些示例性实施方案中，提供从电镀浴的无机成分对有机添加剂及副产物的完全实时(in-line)的固体提取。该固体提取允许昂贵的无机金属盐和其它无机成分纯化，以仅含有低水平的无益副产物并加以再循环或重复使用。

图2说明可在这方面采用的提取和过滤配置。所说明的电镀系统200使电镀流体(或溶液)循环，并包括浴贮存器202、馈入溶液入口204、排出溶液出口206、电镀槽208、及固体提取柱(在这种情况下为一组固体提取柱210)。颗粒过滤器212设置在浴贮存器202和电镀槽208之间的流体路径213中，且另一颗粒过滤器214设置在提取柱210和浴贮存器202之间的流体路径215中，如图所示。示例性系统200采用实时提取柱210及颗粒过滤器214，以捕获从电镀槽208下游的提取柱210脱落的颗粒。在该配置中，可构造提取柱210，以去除所有有机材料、一些有机材料，或选择性地去除某些不需要的有机副产物，并留下一些未降解的有机添加剂，以经由流体路径215回流进入浴贮存器202。

在本公开内容的一些示例性实施方案中，对有机添加剂和电镀浴的无机成分副产物的部分实时固体提取是与排出及馈入操作结合地采用的。图3说明可在这方面中采用的提取和过滤配置。所说明的系统300使电镀流体循环，且包括浴贮存器302、馈入溶液入口304、排出溶液出口306、电镀槽308、以及固体提取柱(在这种情况下为一组固体提取柱310)。颗粒过滤器312设置在浴贮存器302及电镀槽308之间的流体路径313中，且另一颗粒过滤器314设置在提取柱310和浴贮存器302之间的流体路径315中，如图所示。

在该示例中，监测软件及切换阀316设置于浴贮存器302的下游，并被构造成根据需要控制并允许流体在特定时间或周期性间隔流动至提取柱310。在一些示例中，可从完全自由到完全受阻来控制流体流动。可设定中间流动控制点。在一示例中，通过控制回路320使得流体能转移至提取柱310，而另一控制回路318使得电镀流体能返回至浴贮存器302。电镀流体流可完全转移至用于固体提取的提取柱310，或能通过控制回路318完全返回至浴贮存器302而不通过提取柱310。在“完全提取”(固体提取)和“完全返回”(排出和馈入)之间的一系列位置可提供如上面所提及的对有机添加剂和无机成分副产物的部分实时固体提取的组合配置。

图3中所说明的系统300可包括软件控制部、降解算法、及化学监测装置，其协同工作以确定何时应将电镀槽308后发生的流体流转移至提取柱310。在一些示例中，浴贮存器302的水平及组分通过相关联的化学监测装置或通过预测算法动态地测量。在一示例中，这些成分的组合操作间歇地纯化镀浴并将添加剂和副产物水平维持在指定水平。

在本公开内容的另一示例中，对来自电镀浴的有机添加剂和无机成分副产物的非实时(offline)(或外部)固体提取是与排出及馈入操作结合地采用的。在这些示例的某些操作模式中，使用过的电解质在再循环操作中选择性地传递至非实时处理单元。

图4说明可在这方面采用的提取与过滤器配置。该视图显示可合并来自图2和图3中所描述的系统的元件的系统400。因此，系统400可包括浴贮存器402、馈入溶液入口404、排出溶液出口406、以及电镀槽408。颗粒过滤器412设置于浴贮存器402和电镀槽408之间的流体路径413中。然而，在该配置中，系统400包括设置作为外部提取模块403的一部分的额外的外部镀浴或提取贮存器401。提取模块403提取与过滤来自系统400的使用过的电镀溶液，且为此目的包括固体提取柱(在这种情况下为一组固体提取柱410)、及颗粒过滤器414。固体提取柱410和颗粒过滤器414分别借助于流体路径418和416与提取贮存器401流体连通。

在一些示例中，监测软件及切换阀416设置于浴贮存器402下游，且根据需要构造成控制并允许流体在特定时间或周期性间隔流动至提取贮存器401。在一些示例中，可从完全自由到完全受阻来控制到外部提取模块403的流体流动。可设定中间流动控制点。在一示例中，通过控制回路420使得流体能转移至提取模块403，而另一控制回路422使得电镀流体能返回至浴贮存器402。电镀流体流可完全地转移至用于固体提取的提取模块403，或允许通过控制回路422完全返回至浴贮存器402而不通过提取模块403。在“完全提取”(固体提取)和“完全返回”(排出和馈入)之间的一系列位置可提供如上面所提及的对有机添加剂和无机成分副产物的非实时固体提取的组合配置。离开提取模块403的电镀流体可经由流体路径422作为再循环浴液返回至浴贮存器402，并可根据需要配给新鲜的有机添加剂。在一些示例中，系统400可用于大范围提取、长提取时间、或流体通过提取柱410或提取床的缓慢移动。

如在此所描述的，通过使诸如含有有机添加剂的钴溶液之类的电镀溶液通过固体提取柱410，可筛选将捕获有机分子并将其从溶液去除，然而允许溶液中的金属盐流过的材料。可用于纯化钴电镀浴的柱可采用三种提取机制，即极性、电荷和尺寸。

可用于从电镀浴去除组分的提取材料的示例类别可包括下面所讨论的那些。这些类别的材料典型地结合至硅(Si)或聚合物珠粒、网或基质，其可装进固体提取柱410的外壳内。示例性固体提取柱410包括与诸如浴贮存器之类的流体源流体联通的入口和出口。

为了保留非极性分子，提取材料可包括以下的一或多者：18-碳链(C18)、8-碳链(C8)、苯基、氰丙基、和苯乙烯/二乙烯基苯。为了保留极性分子，提取材料可包括以下的一或多者：Si-OH、Si-NH₂、硅胶、和氧化铝。为了保留带电分子，提取材料可包括以下的一或多者：氨基丙基、羧酸、季胺、和磺酸。为了保留不同尺寸的分子，提取材料可包括以下的一或更多：紧密的二氧化硅或聚合物珠粒，以用于获得尺寸在50-300nm之间的孔。

在一些示例中，上面列出的材料可单独地使用、作为相同固体提取柱410中的依序或混合材料的堆叠件(例如，C18和SiOH)使用、或作为一系列过滤器中的一组材料使用。在一些示例中，过滤材料的不同组合用于从具有多种有机添加剂类型(例如极性及非极性尺寸)的镀浴中提取有机物。

图5及6包括图表500和600，其描绘了两种材料结合和提取来自电镀溶液的钴电镀添加剂的各自的能力的示意图，该电镀溶液通过固体提取柱410、或一组上述类型的固体提取柱410。图表的轴线的单位如图所指示。原始补充溶液(VMS)包括主体电解质，其包含硫酸钴、硼酸和硫酸的一或多者。未过滤的添加剂包括具有有机添加剂的VMS。未过滤添加剂的绘图线中的非常高的峰与检测样本中的添加剂的高压液相层析法(HPLC)对应。图表中的样本编号1、8、15和30指示具有有机添加剂的VMS通过固体提取柱，且当提取柱开始无法捕获有机添加剂以及该VMS通过可由HPLC检测到所述VMS的提取柱排出时，观察到相应绘图线中的峰尺寸增加。

图5说明通过苯乙烯-二乙烯基苯固体提取柱基质的30个样本体积的HPLC层析图。可观察到在该提取柱上运行第八个样本后，电镀添加剂开始流过提取柱并通过紫外-可见(UV-vis)吸光度进行检测。在一示例中，图5记录了：在提取柱开始使得有机添加剂能开始流过该提取柱并不再保留(或提取)之前，最多8个样本体积通过苯乙烯-二乙烯基苯柱。由样本8至大约样本25，流过提取柱的有机添加剂的量随着提取材料的保留(或结合)位置被填充而增加。在这方面，可参考图7中的图表700，其描述了运行通过苯乙烯-二乙烯基苯提取柱的所有样本部分的添加剂浓度的绘图。图表700记录样本25至30与未过滤的添加剂浓度重叠，这意指提取柱已在某个点达到其容量且无法捕获更多材料。

图6说明通过碳填充的固体提取柱的三个样本体积的HPLC层析图。可观察到在第一样本在该柱上运行之后，添加剂开始流过柱并通过UV-vis吸光度进行检测。该结果指示固体提取柱410中的提取材料中的保留(或结合)位置正保留(提取)添加剂但已满，且因此它们不能继续捕获其它样本中的添加剂。图表600中的出现在4.4和4.5分钟之间的峰602指示镀浴中有机添加剂的存在。

图6强调当相同的添加剂浓度和体积通过包含碳的固体提取柱410时可观察到的行为。在一示例性碳柱中，仅第一样本似乎已从其中提取了所有有机添加剂，如通过缺少UV-vis吸收峰所证明的。第二样本开始流过提取柱，且看到样本3与未过滤的添加剂重叠，这意指柱无法捕获更多的材料。该数据强烈地指示碳填充柱比苯乙烯/二乙烯基苯柱捕获更少的添加剂。

在图5和6中所示的每种固体提取柱410类型的数据，使用对于两种柱类型而言重量相同的装填材料以及通过这些柱的浓度和体积相同的样本来收集。通过已知溶液表中所提供的装填材料的重量和添加剂的重量，可为每一柱建立捕获效率。

就这一点而言，对于以毫克(mg)为单位的给定重量的添加剂材料，下表1列出以毫克(mg)为单位的柱装填材料的捕获效率。将看到，碳柱使用多达约四倍重量的装填材料(2000mg对500mg)，以便捕获同等量的添加剂。

苯乙烯-二乙烯基苯	碳
		500mg	2000mg

表1

本数据可外推或以其他方式使用，以例如针对各种浴尺寸和添加剂浓度来设计和缩放固体提取柱410。

参考图7，该图表也提供用于捕获通过苯乙烯-二乙烯基苯柱的有机添加剂的该苯乙烯-二乙烯基苯柱逐渐失效的趋势信息。使用与用于生成图5中的结果的那些相同的系列样本和数据，产生图7中所显示的数据。使用校准曲线将UV-vis吸光度转换成等效浓度值。图7中的结果也指示以高使用率在生产环境中所使用的提取柱410将需要相当频繁地替换或修复，以去除所结合的有机添加剂并且释放结合位置。不希望受理论的限制，据信固体提取柱持续的循环数与该柱在其提取基质中具有的化学官能基结合位置的数量有关。在这种情况下，柱具有足够的结合位置，以结合该浴中的有限部分的有机添加剂。

图8和9中的视图在图表800及900中说明用于修复固体提取柱410的示例性方法的示例性结果。在一方面，该方法包括允许有机溶剂流经提取柱410，以将留下(提取)的添加剂溶解出固体提取基质。图8中的绘图线802和804的图表显示在相应的三个样本循环组和三十个样本循环组之后，从苯乙烯-二乙烯基苯提取柱去除所留下材料的修复结果。由在804的较大峰面积可以看出，30个样本运行通过的提取柱比3个样本运行通过的提取柱保留更多的添加剂。图9中的绘图显示可使柱返回至非常接近其原始的状态，并具有基本上恢复的添加剂提取能力。在此示例中，修复溶剂是流经该修复柱的唯一材料。

图8和9中所描述的结果指示从运行通过固体提取柱410的3个或30个样本中基本上完全去除所捕获的添加剂。从柱去除所捕获的材料可允许柱重复使用，因为该提取柱410上的捕获位置是未被占用的。

在诸如图2-4中所显示的系统构造的某些构造中，可期望在固体提取柱410之前和之后监测电解质中的有机物和无机物浓度，以获得在线数据，从而产生图5-9中的结果。这些操作可例如通过由循环伏安剥离法(CVS)或HPLC技术进行流体取样来进行。CVS是在生产环境中用于检测浴中的有机添加剂的分析技术。

在一些示例中，图2-4中所显示的系统构造的便利元件允许最少至没有工具停机时间的情况下，快速替换固体提取柱410和修复提取柱两者。晶片生产中的显著成本可由用于预防性维护计划表的制造工具的停机时间所造成，因此包括可自动替换或重新构造的元件而无需从生产中取出工具会是方便的。在某些构造中，可组合这些设计元件的一些或全部，以允许过滤器的替换及提取柱的自动化修复两者。

在一些示例中，允许在工具仍运行中的情况下替换过滤器的便利设计元件可包括以下的一或多者：在过滤器的入口或出口上的隔离阀；当流体仍然通过其他过滤器或固体提取柱410时允许每一颗粒过滤器212-214、312-314、和412-414独立地停止操作的流体管线；使得独立的排放物和水或溶剂清洗管线能延伸至每一过滤器外壳的流体管线。这可使得能根据需要清洁过滤器，以使它们准备好从工具去除。上面的增强也可改善过滤器去除操作的安全性。

其他增强可包括抽吸泵，以从管线、柱外壳、以及颗粒过滤器212-214、312-314、和412-414去除清洗流体。一些示例性实施方案包括冗余过滤器，流体可被切换成流过该冗余过滤器，以控制使用中的整体流速。这些设计元件适用于实时和非实时提取柱。允许过滤器修复的自动化的便利设计元件可包括例如下面所述的一些或所有方面。

例如，图10中所显示的系统1000包括固体提取柱1002，其可用有机溶剂冲洗，以使有机添加剂溶解出提取柱。提取柱1002具有外壳1018。如图所示，系统1000包括用于水1008、电解质1010、和溶剂1012的自动流体馈入阀1016。阀1016可用于自动化清洗和修复提取柱1002。系统1000还允许根据需要对柱(通过阀1014)进行排泄以及隔离(通过隔离阀1004及1006)，而不中断图2-4中的电镀系统(或工具)200、300或400的操作。在进行适当的修改的情况下，可使用图2-4中所说明的颗粒过滤器212-214、312-314、和412-414对电镀工具执行类似的操作。

方便地，如本文所述的允许过滤器替换的设计元件也可用于在电镀系统(诸如系统200、300或400)仍在运行时修复提取柱。另外，类似于上表1中所导出者的数值可用于基于提取床的重量和溶液中的有机添加剂的重量来评估提取柱失效。在其他方面中，可采用软件算法以预测提取柱失效，并运行自动化预防性维护，以在提取柱失效之前标记对提取柱修复的需要。在这方面，在图11中以图表所列出的结果提供用于确定或预测提取柱失效所采用的某些计算和追踪操作的示例性输出。

图12说明自动化修复方法1200中的示例性操作，其可作为自动化预防性维护的一部分而在提取柱1002上运行。该方法允许修复电镀系统中的提取柱。修复方法包括在1202，隔离提取柱；在1204，排干柱(更具体而言是其外壳1018)；在1206，根据需要用水、溶剂1012和电解质1010清洗柱；在1208，再次对柱(或其外壳1018)进行排泄；且在1210，将电镀溶液导入柱。操作1206的方面，即用水、溶剂1012、和电解质1010进行的清洗可根据使用中的柱尺寸、固体基质、以及添加剂加以选择。在一些示例中，固体基质包括例如在18×10目至18×500目的范围内的粒度筛分网。柱的修复可通过化学监测提取之前和之后的添加剂浓度而直接地确认。例如，在图5的HPLC绘图中，可得出结论，即如果在修复操作之后观察到没有或非常少的添加剂通过柱排出，则已令人满意地修复了固体提取柱。

针对保留在柱中(或由柱所提取)的添加剂重量所确定的用于确定提取柱失效的值可在三个示例性方法中确定。第一方法使用带有计量的测量和在溶液通过提取柱1002之前和之后的浓度追踪。在此，差异指示柱中所捕集的添加剂的量。第二方法使用基于已知分解常数的预测评估，该分解常数以毫克(mg)材料/通过的电流A*hr表示。第三方法使用测量计量及预测前向评估的组合。

为了修复提取柱，可通过例如图12中所显示的软件来控制上述操作。在一些示例中，提取柱的修复、添加剂分解、添加剂去除、及添加剂浓度可包括软件算法及化学监测的使用。用于修复的溶剂1012可取决于待去除的添加剂和所使用的提取基质。用于修复提取柱的常用溶剂1012可见于极性参考图表。

本提取系统的软件控制可包括电流监测、配料算法、以及排出和馈入操作、指示何时应进行提取柱的自动化修复(例如，如在图7中所显示)的控制规格。控制规格可使用提取浴中积累的添加剂分解产物的评估计算值(ml/A*hr)(例如由类似于图1中所示的绘图的数据所计算的)，或来自化学计量(诸如循环伏安剥离法(CVS)、或高压液相层析法(HPLC)等)的测量值。预设规格可用于确定何时应发生电解质1010的自动化转移，以让使用过的电解质1010运行通过提取柱1002或至外部模块(例如，图2-3)。该转移可使用切换阀(且在一些示例中，使用流量计)进行，以将已知浓度下的已知量的溶液转移至提取柱1002。以这种方式，可从镀浴提取非常特定量的副产物，并且然后可使溶液再循环，以在最少使用提取柱1002的情况下使镀浴保持在副产物的一定规格下。该构思参考图13进一步描述。

图13是指示用于电镀系统(例如系统200、300或400)的方法1300中的示例性控制点及操作的图表，该控制点及操作用于预测和自动地转移电镀浴溶液的部分，在该部分中可能含有已积聚在其中的降解副产物。

方法1300包括：在1302测量或预测电镀溶液中的添加剂、以及在1304，测量或预测电镀溶液中的副产物。添加剂和/或副产物可为例如存在于、馈入、或排出图2-4中的202、302和402处所显示类型的浴贮存器的溶液中的组分。在操作1306，方法1300还包括设定用于添加剂及副产物组分两者的规格。在操作1308，方法1300包括使用分解时间或所通过的电流(例如ml/A*hr)的测量值和/或预测值来设定该规格。在操作1310，且在负降解回路1311中，方法1300识别小于所设定规格的降解，且在操作1312，使溶液返回贮存器浴(200、300或400)供重复使用。

在正降解回路1313中，方法1300还包括操作1314，其识别高于所设定规格的降解，且在操作1316，将贮存器浴溶液的一些部分转移至一或多个提取柱1002，例如在图3-4中在310和410处所描述的提取柱组。在操作1318，溶液的转移部分的体积可取决于所需的计算去除量和/或柱捕获效率。在操作1320，使电解质溶液在没有添加剂或副产物(这些已被提取)的情况下再循环至浴贮存器。在一示例中，对再循环的电解质溶液施以添加剂，以匹配电镀浴贮存器中的对应规格。

通过处理来自预测算法的反馈，上述操作可控制电镀浴溶液贮存器(302、402)中的副产物，该预测算法调节或监测添加剂的分解和/或浴溶液浓度的化学计量。因此，在一些示例中，操作可包括只在需要时将溶液转移至提取柱310、410(例如，如可在图3-4中所说明的系统300和400中采用的)，而非连续地过滤溶液(例如，如可在图2中所说明的系统200中采用的)。

一示例性配置还包括控制系统，其用于切换阀316、416以及选择性操作泵以驱动提取柱310、410的修复，同时允许电镀系统持续处理晶片。可构造的其他控制器包括例如用于将不含添加剂的再循环电解质馈入回至电镀浴贮存器的那些、或用于配给包括指定添加剂浓度的再循环电解质的那些。

图2-4中所显示的示例性设计包括定位于提取柱(210、310、410)下游的颗粒过滤器(214、314、414)，以去除可能从提取柱210、310、410脱出的微粒物质。过滤器可有助于防止计数增加的颗粒传送进入相应的浴贮存器(202、302、402)。颗粒过滤器(214、314、414)可包括快速更换部件及外壳，像上述用于提取柱210、310、410的那些。

转回图4，该视图描绘了系统400，其中添加剂和副产物提取可在远离电镀回路本身的外部(或非实时)分离模块中进行，以使无机电解质再循环并去除有机添加剂。例如，该配置可有助于控制花费相当大量时间的提取，且可能不允许电解质的简单流过。在一些示例中，该操作模式采用许多或所有上述设计组件(包括过滤器替换和自动化预防性维护)，但是也可包括用于在提取柱410下游容纳使用过的电解质及再循环的电解质的额外浴贮存器。额外的容纳贮存器可实现分离模块的从可源自不同范围的应用的电解质中去除有机材料的能力的灵活性。类似于使新鲜未使用的电解质再循环的方式，用于再循环电解质的容纳贮存器也使所保留的溶液能够通过排出及馈入操作馈送回至该电镀回路本身。在一些实施方案中，非实时或单独的提取模块403与独立的化学监测系统整合，以在排出及馈入操作使电解质1010返回至退入电镀工具上的主电镀浴贮存器402中之前，确认有机物从电解质1010提取。

本文所述的系统的一些特征可包括导致较低工具拥有成本与降低的晶片生产成本的较低电镀浴消耗；使用当前用于投配、排出和馈入的方案、与所述新提取系统的组合而将浴中的副产物积聚自动化控制至所设定的规格。系统和方法在设定之后使用户输入最小化，并可通过软件改善提取柱210、310、410的易用性及自动化修复。由于过滤器可重复使用并持续较长的时间量，所以这可导致较低的成本。改进的设计也可允许在不使工具脱机且不可用于制造产品的情况下替换过滤器，从而导致较低的工具拥有总成本。

因此，在一些示例中，提供有电镀系统，其包括：浴贮存器，其具有第一入口，以用于将新鲜的电解质溶液馈入浴贮存器；以及第一出口，其用于将使用过的电解质溶液排出浴贮存器；第二入口，其用于将再循环电解质溶液接纳到浴贮存器中；以及第二出口，其用于从浴贮存器排放电解质溶液；电镀槽，其用于电镀对象，该电镀槽具有与浴贮存器直接或间接流体连通的入口、以及用于从电镀槽排放电解质溶液的出口；提取柱，其用于提取由该电镀槽所产生的副产物，该提取柱具有与电镀槽的出口直接或间接流体连通的入口、以及用于从提取柱排放电解质溶液的出口；第一颗粒过滤器，其设置在浴贮存器的第二出口与电镀槽的入口之间的流体路径中；以及第二颗粒过滤器，其设置在提取柱的出口和浴贮存器的第二入口之间的流体路径中。

在一些示例中，电镀系统还包含流量控制装置，其与该电镀槽的出口流体连通，以用于将由电镀槽所排放的一部分电解质溶液选择性地转移至提取柱或使一部分电解质溶液返回至浴贮存器。

在一些示例中，通过流量控制装置将电镀溶液转移至提取柱是基于电镀槽中的副产物或添加剂的监测水平。

在一些示例中，电镀系统还包含外部再循环回路，该外部再循环回路包含用于接纳由流量控制装置所转移的电解质溶液的提取贮存器；提取柱，该提取柱的入口与提取贮存器流体连通；及外部颗粒过滤器，其具有与该提取柱流体连通的入口以及与浴贮存器流体连通的出口。

在一些示例中，外部颗粒过滤器由从提取柱的出口与浴贮存器的第二入口之间的流体路径去除的第二颗粒过滤器所构成或包括该第二颗粒过滤器。

在一些示例中，电镀系统还包含流量控制装置，其与电镀槽的出口流体连通，以用于将由电镀槽排放的一部分电解质溶液选择性地转移至外部再循环回路或使一部分电解质溶液返回至浴贮存器。

在一些示例中，提取柱包括固体提取基质，其包括用于捕获由电镀槽所产生的副产物的提取材料。在一些示例中，提取材料包括以下的一或多者：18-碳链(C18)、8-碳链(C8)、苯基、氰丙基、和苯乙烯-二乙烯基苯。在一些示例中，提取材料包括以下的一或多者：Si-OH、Si-NH2、硅胶、和氧化铝。在一些示例中，提取材料包括以下的一或多者：18-碳链(C18)、8-碳链(C8)、苯基、氰丙基、和苯乙烯-二乙烯基苯。在一些示例中，提取材料包括以下的一或多者：氨基丙基、羧酸、季胺和磺酸。在一些示例中，提取材料包括以下的一或多者：紧密的二氧化硅或聚合物珠粒。

本公开内容还包括示例性方法。在一示例中，参考图14，电镀方法1400包含，在1402，经由浴贮存器的第一入口将新鲜的电解质溶液馈入浴贮存器；在1404，经由浴贮存器的第一出口将使用过的电解质溶液排出浴贮存器；在1406，经由浴贮存器的第二入口接纳再循环的电解质溶液到浴贮存器中；在1408，经由浴贮存器的第二出口从浴贮存器排放电解质溶液；在1410，使用电镀槽电镀对象，该电镀槽具有与浴贮存器直接或间接流体连通的入口以及用于从电镀槽排放电解质溶液的出口；且在1412，使用提取柱来提取由电镀槽所产生的副产物，提取柱具有与电镀槽的出口直接或间接流体连通的入口以及用于从提取柱排放电解质溶液的出口。

在一些示例中，电镀方法1400还可包含提供第一颗粒过滤器，其设置于浴贮存器的第二出口和电镀槽的入口之间的流体路径中。

在一些示例中，电镀方法1400还可包含提供第二颗粒过滤器，其设置于提取柱的出口和浴贮存器的第二入口之间的流体路径中。

在一些示例中，电镀方法1400还包含在电镀槽的使用期间修复提取柱，提取柱的修复至少包括：将提取柱从与电镀槽的流体连通中隔离出来；排泄提取柱的电解质溶液；用含有水、溶剂及电解质中的一或多者的清洗流体清洗提取柱；排泄提取柱的清洗流体；将提取柱放回成与电镀槽流体连通；以及将电镀溶液导入提取柱。

在一些示例中，电镀方法1400还包含基于电镀槽中的副产物或添加剂的监测水平来修复提取柱。

在一些示例中，非瞬时机器可读介质包括指令1524，该指令1524当由机器1500读取时，造成该机器控制所述方法中的操作，所述操作至少包含上面所概述的非限制性示例性操作。

图15是说明机器1500的示例的框图，本文所述的一或多个示例性处理实施方案可在机器1500上实施，或本文所述的一或多个示例性处理实施方案可由机器1500控制。在替代性实施方案中，机器1500可作为独立装置操作或可连接(例如联网)至其他机器。在联网的部署中，机器1500可以在服务器-客户端网络环境中以服务器机器、客户端机器或服务器机器和客户端机器两者的能力操作。在一示例中，机器1500可充当点对点(P2P)(或其他分布式)网络环境中的对等机器。另外，虽然仅说明了单一机器1500，但术语“机器”也应视为包括任何机器的集合，其个别地或共同地执行一组(或多组)指令以执行本文所讨论的方法中的任一者或多者，诸如经由云计算、软件即服务(SaaS)、或其他计算机集群配置进行。

如本文所述的示例可包括逻辑、多个部件或机构，或可通过逻辑、多个部件或机构操作。电路系统是在有形实体中实施的电路的集合，其包括硬件(例如简单的电路、栅极、逻辑等)。电路系统资格可随时间推移以及潜在的硬件可变性而具有灵活性。电路系统包括可在操作时单独或组合地执行指定操作的构件。在一示例中，电路系统的硬件可不变地设计成执行特定的操作(例如，硬连线)。在一示例中，电路系统的硬件可包括可变地连接的物理部件(例如，执行单元、晶体管、简单电路等)，其包括经物理性(例如，磁性、电性、通过无变化群集粒子的可移动放置等)修改的计算机可读介质，以将特定操作的指令编码。在连接物理部件方面，硬件组分的潜在的电性质被改变(例如，由绝缘体改变成导体、或反之亦然)。指令使嵌入式硬件(例如，执行单元或加载机构)能够经由可变连接来建立硬件中的电路系统的构件，以在操作时执行部分特定操作。因此，当装置正操作时，计算机可读介质通信耦合至电路系统的其他部件。在一示例中，物理部件中的任何部件可用于超过一个电路系统的超过一个的构件中。例如，在操作状态下，执行单元可在一时间点用于第一电路系统的第一电路中，并在不同时间由第一电路系统中的第二电路、或由第二电路系统中的第三电路重复使用。

机器(例如计算机系统)1500可包括硬件处理器1502(例如中央处理单元(CPU)、硬件处理器芯、或其任何组合)、图形处理单元(GPU)1503、主存储器1504、及静态存储器1506、这些中的一些或全部可经由互连链路(例如总线)1508彼此通信。机器1500还可包括显示设备1510、字母数字输入装置1512(例如键盘)、以及用户接口(UI)导航装置1514(例如，鼠标)。在一示例中，显示设备1510、字母数字输入装置1512以及UI导航装置1514可为触摸屏显示器。机器1500可另外包括大容量储存装置(例如，驱动单元)1516、信号产生装置1518(例如，扬声器)、网络接口装置1520、以及一或多个传感器1521(诸如全球定位系统(GPS)传感器、罗盘、加速度计、或另一传感器)。机器1500可包括输出控制器1528，诸如串联(例如，通用序列总线(USB))、并联、或其他有线或无线(例如，红外线(IR)，近场通讯(NFC)等)连接，以与一或多个外围装置(例如，打印机、卡片阅读机等)通信或控制该一或多个外围装置。

大容量储存装置1516可以包括机器可读介质1522，其上储存一或多组数据结构或指令1524(例如软件)，该数据结构或指令1524由本文所述的技术或功能中的任一者或多者体现或利用。指令1524在其由机器1500执行期间，也可完全或至少部分地常驻在主存储器1504内、静态存储器1506内、硬件处理器1502内、或GPU 1503内。在一示例中，硬件处理器1502、GPU 1503、主存储器1504、静态存储器1506、或大容量储存装置1516中的一者或任何组合可构成机器可读介质1522。

虽然机器可读介质1522被作为单一介质说明，但术语“机器可读介质”可包括被构造成储存一或多个指令1524的单一介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库、和/或相关联的高速缓存及服务器)。

术语“机器可读介质”可包括任何介质，其可储存、编码、或承载供机器1500执行的指令1524，并造成机器1500执行本公开内容的技术的任一者或多者，或其可储存、编码、或承载由此指令1524所使用或与此指令1524相关联的数据结构。非限制性机器可读介质的示例可包括固态存储器、及光学与磁性介质。在一示例中，群集的机器可读介质包括具有多个颗粒的机器可读介质1522，该颗粒具有不变(例如，静止)质量。因此，群集的机器可读介质不是瞬时传播信号。群集的机器可读介质的特定示例可包括非挥发性存储器，诸如半导体存储器装置(例如电可编程序只读存储器(EPROM)、电可擦写可编程只读存储器(EEPROM))及闪存装置；磁盘，诸如内部硬盘及可移动磁盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。指令1524还可经由网络接口装置1520使用传输介质在通信网络1526上传输或接收。。

尽管已参考特定的示例性实施方案描述实施方案，但显而易见，可在不脱离本发明的更宽广的精神及范围的情况下对这些实施方案作出各种修改和变化。因此，说明书和附图应视为说明性而非限制性意义。形成本文的一部分的附图通过说明而非限制的方式示出具体实施方案，在所述具体实施方案中可实施主题。所说明的实施方案被充分详细地描述，以使本领域技术人员能够实践本文所公开的教导。可利用其他实施方案并由其推导，使得可在不脱离本公开内容的范围的情况下作出结构和逻辑替代及改变。因此，该详细描述不应视为具有限制意义，且各种实施方案的范围仅由所附权利要求、随同这些权利要求被赋予的等同方案的完整范围所界定。

本发明主题的此类实施方案可仅为了方便而本文由术语“发明”单独地和/或共同地指代，且如果事实上公开超过一个发明或发明构思，则不旨在将本申请的范围自发地限制于任何单一发明或发明构思。因此，虽然已在本文说明和描述了特定实施方案述，但应理解经计算来达成相同目的的任何配置可替代所示的特定实施方案。本公开内容旨在涵盖各种实施方案的所有改编或变型。在审视以上描述时，上述实施方案与未在本文具体描述的其他实施方案的组合对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

Claims (15)

1.一种电镀系统，其包含：

浴贮存器，其具有用于将新鲜的电解质溶液馈入所述浴贮存器的第一入口以及用于将使用过的电解质溶液排出所述浴贮存器的第一出口、用于将再循环电解质溶液接纳到所述浴贮存器中的第二入口以及用于从所述浴贮存器排放电解质溶液的第二出口；

电镀槽，其用于电镀对象，所述电镀槽具有与所述浴贮存器直接或间接流体连通的入口、以及用于从所述电镀槽排放电解质溶液的出口；

提取柱，其用于提取由所述电镀槽所产生的副产物，所述提取柱具有与所述电镀槽的出口直接或间接流体连通的入口、以及用于从所述提取柱排放电解质溶液的出口；

第一颗粒过滤器，其设置在所述浴贮存器的所述第二出口与所述电镀槽的所述入口之间的流体路径中；

第二颗粒过滤器，其设置于所述提取柱的出口与所述浴贮存器的所述第二入口之间的流体路径中；以及

流量控制装置，其设置在所述电镀槽和所述浴贮存器之间，其中所述流量控制装置与所述电镀槽的所述出口流体连通，所述流量控制装置选择性的将所述电解质溶液的一部分返回至所述浴贮存器，而不使返回的部分通过所述第一颗粒过滤器或第二颗粒过滤器。

2.根据权利要求1所述的电镀系统，

其中，与所述电镀槽的所述出口流体连通的所述流量控制装置还操作的用于将由所述电镀槽所排放的电解质溶液的一部分选择性的转移至所述提取柱。

3.根据权利要求2所述的电镀系统，其中通过所述流量控制装置将电解质溶液转移至所述提取柱是基于所述电镀槽中的副产物或添加剂的监测水平。

4.根据权利要求3所述的电镀系统，其还包含：

外部再循环回路，其包含：提取贮存器，所述提取贮存器用于接纳由所述流量控制装置所转移的电解质溶液；

所述提取柱的入口与所述提取贮存器流体连通；以及

所述第二颗粒过滤器具有与所述提取柱流体连通的入口以及与所述浴贮存器流体连通的出口。

5.根据权利要求4所述的电镀系统，其中所述外部颗粒过滤器由从由所述提取柱的出口和所述浴贮存器的第二入口之间的流体路径去除的所述第二颗粒过滤器所构成或包括该第二颗粒过滤器。

6.根据权利要求5所述的电镀系统，其还包含：

流量控制装置，其与所述电镀槽的所述出口流体连通，以用于将由所述电镀槽所排放的电解质溶液的一部选择性的转移至所述外部再循环回路或使所述电解质溶液的一部分返回至所述浴贮存器。

7.根据权利要求1所述的电镀系统，其中所述提取柱包括固体提取基质，所述固体提取基质包括用于捕获由所述电镀槽所产生的副产物的提取材料。

8.根据权利要求7所述的电镀系统，其中所述提取材料包括以下的一或多者：18-碳链(C18)、8-碳链(C8)、苯基、氰丙基以及苯乙烯-二乙烯基苯。

9.根据权利要求7所述的电镀系统，其中所述提取材料包括以下的一或多者：Si-OH、Si-NH2、硅胶以及氧化铝。

10.根据权利要求7所述的电镀系统，其中所述提取材料包括以下的一或多者：氨基丙基、羧酸、季胺以及磺酸。

11.根据权利要求7所述的电镀系统，其中所述提取材料包括以下的一或多者：紧密的二氧化硅或聚合物珠粒。

12.一种电镀方法，其包含：

经由浴贮存器的第一入口将新鲜的电解质溶液馈入所述浴贮存器；

经由所述浴贮存器的第一出口将使用过的电解质溶液排出所述浴贮存器；

经由所述浴贮存器的第二入口接纳再循环的电解质溶液到所述浴贮存器中；

经由所述浴贮存器的第二出口从所述浴贮存器排放电解质溶液；

使用电镀槽来电镀对象，所述电镀槽具有与所述浴贮存器直接或间接流体连通的入口以及用于从所述电镀槽排放电解质溶液的出口；

使用提取柱来提取由所述电镀槽所产生的副产物，所述提取柱具有与所述电镀槽的所述出口直接或间接流体连通的入口以及用于从所述提取柱排放电解质溶液的出口；以及

提供第一颗粒过滤器，其设置在所述浴贮存器的所述第二出口和所述电镀槽的所述入口之间的流体路径中；

提供第二颗粒过滤器，其设置在所述提取柱的所述出口和所述浴贮存器的所述第二入口之间的流体路径中；以及

提供流量控制装置，其设置在所述电镀槽和所述浴贮存器之间，其中所述流量控制装置与所述电镀槽的所述出口流体连通，所述流量控制装置选择性的将所述电解质溶液的一部分返回至所述浴贮存器，而不使返回的部分通过所述第一颗粒过滤器或第二颗粒过滤器。

13.根据权利要求12所述的电镀方法，其还包含在所述电镀槽的使用期间修复所述提取柱，所述提取柱的修复至少包括：

将所述提取柱从与所述电镀槽的流体连通中隔离出来；

排泄所述提取柱的所述电解质溶液；

用含有水、溶剂以及电解质中的一或多者的清洗流体清洗所述提取柱；

排泄所述提取柱的所述清洗流体；

将所述提取柱放回而与所述电镀槽流体连通；以及

将电镀溶液导入所述提取柱。

14.根据权利要求13所述的电镀方法，其还包含基于所述电镀槽中的副产物或添加剂的监测水平来修复所述提取柱。

15.一种机器可读介质，其包括指令，所述指令当由机器读取时，造成所述机器控制电镀方法中的操作，所述电镀方法至少包含：

经由浴贮存器的第一入口将新鲜的电解质溶液馈入所述浴贮存器；

经由所述浴贮存器的第一出口将使用过的电解质溶液排出所述浴贮存器；

经由所述浴贮存器的第二入口接纳再循环的电解质溶液到所述浴贮存器中；

经由所述浴贮存器的第二出口从所述浴贮存器排放电解质溶液；

使用电镀槽来电镀对象，所述电镀槽具有与所述浴贮存器直接或间接流体连通的入口以及用于从所述电镀槽排放电解质溶液的出口；

使用提取柱来提取由所述电镀槽所产生的副产物，所述提取柱具有与所述电镀槽的所述出口直接或间接流体连通的入口以及用于从所述提取柱排放电解质溶液的出口；以及

提供第一颗粒过滤器，其设置在所述浴贮存器的所述第二出口和所述电镀槽的所述入口之间的流体路径中；

提供第二颗粒过滤器，其设置在所述提取柱的所述出口和所述浴贮存器的所述第二入口之间的流体路径中；以及

提供流量控制装置，其设置在所述电镀槽和所述浴贮存器之间，其中所述流量控制装置与所述电镀槽的所述出口流体连通，所述流量控制装置选择性的将所述电解质溶液的一部分返回至所述浴贮存器，而不使返回的部分通过所述第一颗粒过滤器或第二颗粒过滤器。