JP2015001523A5 - - Google Patents

Claims (42)

1. 対象電気メッキ浴中の添加剤が電気メッキ仕様を満たすか否かを評価する方法であって、
   第１の実験を実行する工程であって、
   電極を前記対象電気メッキ浴と接触させ、
   前記対象電気メッキ浴内で電気メッキされた時に基板のフィールド領域で経験される電流密度を近似した電流密度波形を前記電極に印加し、
   前記第１の実験中に第１の電位トレース出力を記録することによって、前記第１の実験を実行する工程と、
   第２の実験を実行する工程であって、
   第２の電極が実質的に完全に促進されるまで、促進剤を含む促進溶液に前記第２の電極を接触させ、
   前記第２の電極から前記促進溶液をリンスし、
   前記第２の電極を前記対象電気メッキ浴と接触させ、
   前記対象電気メッキ浴内で電気メッキされた時に前記基板のフィーチャ内で経験される電流密度または電位を近似した第２の電流密度波形または電位波形を前記電極に印加し、
   前記第２の電流密度波形が印加された場合に、前記第２の実験中に第２の電位トレース出力を記録し、前記電位波形が前記第２の電極に印加された場合に、前記第２の実験中に電流トレース出力を記録することによって、前記第２の実験を実行する工程と、
   前記第１の電位トレース出力、前記第２の電位トレース出力、前記電流トレース出力、および、較正データからなる群より選択された２以上のパラメータに基づいて、前記対象電気メッキ浴中の前記添加剤が前記電気メッキ仕様を満たすか否かを判定する工程と、
   を備える、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記電気メッキ仕様は、前記対象電気メッキ浴中の前記添加剤が、許容可能な時間枠内にボトムアップメカニズムで前記基板の前記フィーチャを完全に充填する能力に関する、方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、前記第１の実験中に印加される前記電流密度波形は、対象となる充填処理で前記基板上に材料を電気メッキするために用いられる電流密度波形に対応する、方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、前記第１の実験中に印加される前記電流密度波形は、対象となる充填処理で前記基板上に材料を電気メッキするために用いられる電流密度波形をフィールド電流密度補正係数によって修正した波形に対応する、方法。
5. 請求項３に記載の方法であって、前記第２の実験中の前記第２の電極の回転速度は、前記対象となる充填処理中の前記基板の回転速度よりも大きい、方法。
6. 請求項３に記載の方法であって、前記第２の実験中の前記対象電気メッキ浴の温度は、前記対象となる充填処理中の前記対象電気メッキ浴の温度よりも高い、方法。
7. 請求項１に記載の方法であって、前記第１の実験からの前記第１の電位トレース出力は、前記第２の実験で印加される前記電位波形を選択するために用いられる、方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、前記電位波形は、前記第１の実験中の最終電気メッキ期間に経験された電位に基づいて選択される、方法。
9. 請求項８に記載の方法であって、前記電位波形は、前記第１の実験中の最終電気メッキ期間の前記第１の電位トレース出力の平均電位に基づいて選択される、方法。
10. 請求項７に記載の方法であって、前記第１の実験からの前記第１の電位トレース出力は、前記第１の実験の最終電気メッキ期間の後に電気メッキを継続した場合に経験される電位に対応する予測電位を計算するために用いられ、前記第２の実験の前記電位波形は、前記予測電位に基づく、方法。
11. 請求項２に記載の方法であって、前記第２の電流密度波形は、前記許容可能な時間枠内に前記フィーチャを完全に充填するための電流密度に基づいて選択される、方法。
12. 請求項１に記載の方法であって、前記電極および前記第２の電極は、同じ電極であり、
    前記方法は、さらに、前記電極を前記促進溶液と接触させる前に、前記第１の実験中に前記電極上に析出した物質を除去する工程を備える、方法。
13. 請求項１に記載の方法であって、前記判定する工程は、前記第２の実験からの前記電流密度トレース出力より得られた関連時刻の電流密度を閾値電流密度と比較する工程を含む、方法。
14. 請求項１に記載の方法であって、前記判定する工程は、前記第２の実験からの前記電流密度トレース出力が閾値電流密度に到達した時刻を閾値時刻と比較する工程を含む、方法。
15. 請求項１に記載の方法であって、前記判定する工程は、
    前記第２の実験からの前記電流密度トレース出力を第１の時刻および第２の時刻の間で積分して電荷密度を計算する工程と、
    前記電荷密度を閾値電荷密度と比較する工程と、を含む、方法。
16. 請求項１に記載の方法であって、前記判定する工程は、
    前記第１の実験中の第１の時刻における前記第１の電位トレース出力からの電位と、前記第２の実験中の第２の時刻における前記第２の電位トレース出力からの電位との間の比を計算する工程と、
    前記比を閾値比と比較する工程と、を含む、方法。
17. 請求項１に記載の方法であって、前記較正データは、許容可能な充填結果を生み出すことがわかっている電解液および許容不可能な充填結果を生み出すことがわかっている電解液に対して前記第１の実験および／または前記第２の実験を実行することによって生成される、方法。
18. 請求項１７に記載の方法であって、前記較正データは、閾値電流密度、閾値電荷密度、閾値時刻、および、電位の閾値比からなる群より選択されたパラメータの内の１または複数を含む、方法。
19. 請求項２に記載の方法であって、前記許容可能な時間枠は、約１時間以下である、方法。
20. 請求項１に記載の方法であって、さらに、
    前記第１の実験で前記電極を前記対象電気メッキ浴と接触させる前に、前記電極上に金属を電気メッキする工程と、
    前記第２の電極を前記促進溶液と接触させる前に、前記第２の電極上に金属を電気メッキする工程と、を備える、方法。
21. 請求項１に記載の方法であって、前記促進溶液中の促進剤の濃度が、前記対象電気メッキ浴中の促進剤の濃度の少なくとも約１０倍である、方法。
22. 対象電気メッキ浴中の添加剤を監視する方法であって、
    （ａ）前記対象電気メッキ浴に接触させつつ、第１の電極に所定の電流密度を印加する工程であって、
    前記所定の電流密度は、前記対象電気メッキ浴内で電気メッキされた時に基板のフィールド領域で経験された電流密度を表し、
    前記第１の電極の表面は、実質的に完全には促進されていない、工程と、
    （ｂ）前記所定の電流密度を印加した時に、前記第１の電極の電位トレース出力を記録する工程と、
    （ｃ）前記対象電気メッキ浴に接触させつつ、第２の電極の実質的に完全に促進された表面に第２の所定の電流密度または所定の電位を印加する工程であって、
    前記第２の所定の電流密度または前記所定の電位は、前記対象電気メッキ浴内で電気メッキされた時に前記基板のフィーチャ内で経験される電流密度または電位を表す、工程と、
    （ｄ）前記第２の所定の電流密度または前記所定の電位を印加した時に、前記第２の電極の第２の電位トレース出力および／または電流密度トレース出力を記録する工程と、
    （ｅ）前記出力の内の１または複数に含まれる情報に基づいて、前記対象電気メッキ浴の前記添加剤が所定の電気メッキ仕様を満たすか否かを判定する工程と、
    を備える、方法。
23. 対象電気メッキ浴中の添加剤が電気メッキ仕様を満たすか否かを評価するための装置であって、
    分析チャンバと、
    前記対象電気メッキ浴からの試験浴溶液と、１または複数のさらなる溶液とを、前記分析チャンバに供給するための１または複数の流入口と、
    前記分析チャンバから流体を除去するための流出口と、
    作用電極と、
    電源と、
    コントローラと、
    を備え、
    前記コントローラは、
    （ａ）所定の電流密度を前記作用電極に印加して前記作用電極の電位トレース出力を記録することにより、前記試験浴溶液が前記分析チャンバ内に存在する間に第１の実験を実行する動作、
    （ｂ）前記作用電極を促進剤で実質的に完全に飽和させるのに十分な期間中、前記作用電極を促進溶液に接触させる動作、
    （ｃ）（ｉ）第２の所定の電流密度を前記作用電極に印加して前記作用電極の第２の電位トレース出力を記録することにより、または、（ｉｉ）所定の電位を前記作用電極に印加して電流密度トレース出力を記録することにより、前記試験浴溶液が前記分析チャンバ内に存在する間に第２の実験を実行する動作、ならびに、
    （ｄ）前記電位トレース出力、前記第２の電位トレース出力、前記電流密度トレース出力、および、較正データの内の１または複数に含まれる情報に基づいて、前記対象電気メッキ浴中の前記添加剤が前記電気メッキ仕様を満たすか否かを判定する動作、
    を実行するための命令を有する、装置。
24. 請求項２３に記載の装置であって、前記コントローラは、さらに、
    （ａ）の前に、
    標準電気メッキ溶液を前記分析チャンバ内に流して、前記作用電極が前記標準電気メッキ溶液と接触している間に前記作用電極上に金属を電気メッキする動作、
    前記標準電気メッキ溶液を前記分析チャンバから除去する動作、および、
    前記試験浴溶液を前記分析チャンバ内に流す動作、を実行するための命令を有する、装置。
25. 請求項２４に記載の装置であって、前記コントローラは、さらに、
    （ａ）の後かつ（ｂ）の前に、
    前記作用電極上に電気メッキされた物質を除去する動作、および、
    前記試験浴溶液を前記分析チャンバから除去する動作、
    を実行し、
    （ｂ）の後かつ（ｃ）の前に、
    前記作用電極をリンスすることにより、吸着されていない促進溶液を除去する動作、および、
    前記試験浴溶液を前記分析チャンバ内に流す動作、
    を実行するための命令を有する、装置。
26. 請求項２５に記載の装置であって、前記作用電極上に電気メッキされた物質を除去するための命令は、逆電流を前記作用電極に印加することによって前記物質を脱メッキするための命令を含む、装置。
27. 請求項２５に記載の装置であって、前記作用電極上に電気メッキされた物質を除去するための命令は、化学エッチング溶液を前記分析チャンバ内に流すことによって前記物質を前記作用電極から化学的にエッチングするための命令を含む、装置。
28. 請求項２３に記載の装置であって、（ｂ）の命令は、さらに、
    前記促進溶液を前記分析チャンバ内に流すことによって前記作用電極を前記促進溶液に接触させるための命令と、
    （ｃ）の前に、前記促進溶液を前記分析チャンバから除去して前記分析チャンバをリンス溶液でリンスするための命令と、を含む、装置。
29. 請求項２３に記載の装置であって、前記電気メッキ仕様は、前記対象電気メッキ浴中の前記添加剤が、許容可能な時間枠内にボトムアップメカニズムで基板のフィーチャを完全に充填する能力に関する、装置。
30. 請求項２３に記載の装置であって、（ｄ）の命令は、（ｃ）からの前記電流密度トレース出力より得られた関連時刻の電流密度を閾値電流密度と比較するための命令を含む、装置。
31. 請求項２３に記載の装置であって、（ｄ）の命令は、（ｃ）からの前記電流密度トレース出力が閾値電流密度に到達した時刻を閾値時刻と比較するための命令を含む、装置。
32. 請求項２３に記載の装置であって、（ｄ）の命令は、（ｃ）からの前記電流密度トレース出力を第１の時刻および第２の時刻の間で積分して電荷密度を計算し、前記電荷密度を閾値電荷密度と比較するための命令を含む、装置。
33. 請求項２３に記載の装置であって、（ｄ）の命令は、（ａ）の間の第１の時刻における前記第１の電位トレース出力からの電位と、（ｃ）の間の第２の時刻における前記第２の電位トレース出力からの電位との間の比を計算して、前記比を閾値比と比較するための命令を含む、装置。
34. 請求項２３に記載の装置であって、前記較正データは、閾値電流密度、閾値電荷密度、閾値時刻、および、電位の閾値比からなる群より選択されたパラメータの内の１または複数を含む、装置。
35. 請求項２３に記載の装置であって、さらに、対電極と、前記対電極を前記作用電極から分離する膜と、を備える、装置。
36. 請求項２３に記載の装置であって、前記作用電極は、回転ディスク電極である、装置。
37. 請求項２３に記載の装置であって、さらに、流体を流すことができる流路を備え、前記作用電極は、前記流路内又は前記流路上に配置される、装置。
38. 請求項２３に記載の装置であって、前記１または複数の流入口の内の少なくとも１つは、金属を半導体基板上に電気メッキするための電気メッキ装置と接続されている、装置。
39. 請求項２３に記載の装置であって、さらに、不活性ガスを前記分析チャンバに供給するためのガス流入口を備える、装置。
40. 請求項２３に記載の装置であって、前記コントローラは、さらに、真空条件を前記分析チャンバに適用するための命令を備える、装置。
41. 対象電気メッキ浴を分析する方法であって、
    （ａ）前記対象電気メッキ浴と接触させつつ、第１の電極に電流を印加する工程であって、前記第１の電極の表面は、実質的に完全には促進されていない、工程と、
    （ｂ）前記印加された電流に応じて生じた前記第１の電極の電気出力を記録する工程と、
    （ｃ）前記対象電気メッキ浴に接触させつつ、第２の電極の実質的に完全に促進された表面に第２の電流または電位を印加する工程と、
    （ｄ）前記第２の電流または前記電位を印加した時に前記第２の電極の第２の電気出力を記録する工程と、
    （ｅ）前記出力に含まれる情報に基づいて、前記対象電気メッキ浴が所定の電気メッキ仕様を満たすか否かを判定する工程と、
    を備える、方法。
42. 請求項４１に記載の方法であって、前記第１および第２の電極は、異なる表面金属を析出された同じ電極である、方法。