KR20050019749A - Device and method for monitoring an electrolytic process - Google Patents

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KR20050019749A
KR20050019749A KR10-2004-7020488A KR20047020488A KR20050019749A KR 20050019749 A KR20050019749 A KR 20050019749A KR 20047020488 A KR20047020488 A KR 20047020488A KR 20050019749 A KR20050019749 A KR 20050019749A
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cathode
reference electrode
reference electrodes
anodes
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KR10-2004-7020488A
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티스안드레아스
드레트슈코브토마스
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아토테크더치랜드게엠베하
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Abstract

집적회로를 제조함에 있어서, 전기 분해 금속 피복 동안에 금속층에 틈새들이 용이하게 형성될 수도 있다. 집적회로의 기능에 악 영향을 주는 이러한 결함들을 회피하기 위해, 본 발명은 하나 이상의 애노드와 하나 이상의 캐소드, 및 하나 이상의 애노드의 표면에 또는 하나 이상의 캐소드의 표면에 배치되는 하나 이상의 기준 전극을 구비하는 전기 분해 장치를 금속 피복용으로 사용하는 것을 제시한다. 하나 이상의 애노드와 하나 이상의 기준 전극 사이 및 하나 이상의 기준 전극과 하나 이상의 캐소드 사이의 전압들을 검출하기 위해 전압계가 각각 제공된다. In manufacturing integrated circuits, gaps may be readily formed in the metal layer during the electrolytic metal coating. To avoid such defects that adversely affect the functionality of an integrated circuit, the present invention includes one or more anodes and one or more cathodes, and one or more reference electrodes disposed on the surface of one or more anodes or on the surface of one or more cathodes. It is proposed to use an electrolysis device for metal coating. Voltmeters are provided respectively for detecting voltages between one or more anodes and one or more reference electrodes and between one or more reference electrodes and one or more cathodes.

Description

전기 분해 공정을 모니터링하기 위한 장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR MONITORING AN ELECTROLYTIC PROCESS}DEVICE AND METHOD FOR MONITORING AN ELECTROLYTIC PROCESS}

명세서:Specification:

본 발명은 전기 분해 공정을 모니터링하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판상에 금속을 전기 분해로 피복하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for monitoring an electrolysis process, and more particularly, to an apparatus and method for electrolytically coating a metal on a substrate.

보다 상세하게는, 규소 (silicon) 로 이루어지는 웨이퍼상의 집적회로들은 포토리소그래픽 공정들 (photolithographic processes) 과 함께 에칭 (etching ) 과 증착 공정들 (deposition processes) 을 이용하여 일반적으로 제조된다. 현재까지, 웨이퍼상에 전기 도체 연결을 설정하기 위한 스퍼터 공정들 (sputter processes) 을 이용하여 금속성 도전 패턴들을 관행적으로 형성하고 있다. 수년 동안, 점차 웨이퍼상에 집적회로를 제조하는데 갈바닉 공정들 (galvanic processes) 을 사용하고 있다. 이른바 "후반 (back end)"부라 하는, 즉 웨이퍼상에 형성된 반도체 구조를 와이어링하기 위한 구리의 전기분해 피복 (electrolytic deposition) 이외에도, "패키징 (packeting)" 공정이라 하는, 즉 칩 캐리어들 (chip carriers) 상에 금속을 피복하는 경우와 리와이어링 (rewiring) 시에, 구리, 니켈, 금 및 주석 (tin) 의 금속 피복이 점차적으로 중요해지고 있다. 또한, 이들 모든 요건들은 도금 베이스 (plating base) 라 하는 얇은 시작 금속층, 이른바 시드층 (seed layer) 상에서 전기 분해 금속 피복 공정 (electrolytic metal deposition process) 이 시작된다는 점을 공통으로 가진다. 이러한 목적을 위해, 적당한 기계적인 콘택트들을 이용하여 시작층을 전기적 접촉 상태로 배치하고 또한, 상기 시작층을, 용액속에 피복시킬 상기 금속을 함유하는 전기 도금 배스 (electroplating bath) 내에 배치한다. 상기 웨이퍼의 시작층상에 금속이 피복되도록, 예를 들어 전기적 네트워크에 의해 전압을 인가하는 정류기 (rectifier) 와 같은 외부 전류 공급원과 대향 전극을 이용하여, 시작층과 대향 전극을 통해 전류가 흐르도록 한다. 피복되는 금속의 양과 코팅 두께를 패러데이 법칙에 의해 제어한다.More specifically, integrated circuits on a wafer made of silicon are generally manufactured using etching and deposition processes together with photolithographic processes. To date, it has conventionally formed metallic conductive patterns using sputter processes to establish electrical conductor connections on the wafer. Over the years, galvanic processes have been increasingly used to fabricate integrated circuits on wafers. In addition to the so-called "back end" portion, i.e. electrolytic deposition of copper for wiring semiconductor structures formed on the wafer, also called "packeting" processes, i.e. chip carriers In the case of coating metals on carriers and in rewiring, metal coatings of copper, nickel, gold and tin are becoming increasingly important. In addition, all these requirements have in common that an electrolytic metal deposition process is initiated on a thin starting metal layer, the so-called seed layer, called a plating base. For this purpose, the starting layer is placed in electrical contact with suitable mechanical contacts and the starting layer is placed in an electroplating bath containing the metal to be coated in solution. The current flows through the start layer and the counter electrode using a counter electrode and an external current source, such as a rectifier that applies a voltage by an electrical network, so that a metal is coated on the wafer's start layer. . The amount of metal covered and the coating thickness are controlled by Faraday's law.

웨이퍼상의 코팅 두께 분포 (distribution) 는 적합한 실드들 (shields) 또는 세그멘트된 애노드들 (대향 전극들) 을 이용하여 현저하게 영향을 받을 수도 있다. 따라서, 전해질 유체 (electrolyte fluid) 에서 금속 이온의 농도를 일정하게 유지시키기 위해, 가용성의 (soluble) 애노드들을 이용하며, 또한 다른 방법으로 상기 금속 이온 함유량을 일정하게 유지해야만 하는 경우에는, 불용성의 (불활성의) 애노드들을 추가적으로 제공한다.Coating thickness distribution on the wafer may be significantly affected using suitable shields or segmented anodes (opposing electrodes). Therefore, in order to maintain a constant concentration of metal ions in an electrolyte fluid, soluble anodes are used, and in other cases, if the metal ion content must be kept constant, insoluble ( Additional inert anodes.

미국 특허 제 5,234,572 호는 도금 배스에 금속 이온들을 다시 채우는 방법을 개시한다. 미국 특허 제 5,234,572 호는, 전류가 유입될 때 캐소드와 애노드 사이에서 전송되는 전기량을 제어하기 위해, 상기 애노드와 동일한 금속으로 이루어지며 상기 도금 배스에 추가적으로 설치되는 기준 전극을 이용하여, 캐소드 (대향 전극) 의 전위를 측정하는 (측정) 장비를 제안하고 있다. 도전되는 전기량은 측정된 대향 전극의 전위가 상기 기준 전극에 대하여 음의 값이 되지 않도록 제어된다. 이에 의해 대향 전극상에 금속 이온들이 피복되지 않게 된다. 바람직한 전형적 실시형태에서, 대항 전극과 가용성 전극 (애노드) 은 DC 공급원에 연결된다. 기준 전극에 대한 대향 전극의 전위를 측정하는데 전압계가 사용된다. 도면에, 전류의 흐름에 따라 변화하는 대향 전극과 가용성 전극에서의 전위들이 도시되어 있다.U. S. Patent No. 5,234, 572 discloses a method for refilling metal ions in a plating bath. US Pat. No. 5,234,572 discloses a cathode (opposing electrode) using a reference electrode made of the same metal as the anode and additionally installed in the plating bath to control the amount of electricity transferred between the cathode and the anode when current is introduced. (Measurement) equipment for measuring the potential of The amount of electricity to be conducted is controlled so that the potential of the measured counter electrode does not become negative with respect to the reference electrode. As a result, metal ions are not coated on the counter electrode. In a preferred exemplary embodiment, the counter electrode and the soluble electrode (anode) are connected to a DC source. A voltmeter is used to measure the potential of the opposite electrode relative to the reference electrode. In the figure, the potentials at the opposite and soluble electrodes that change with the flow of current are shown.

전기 분해 구리 피복의 경우, 독일 특허 제 199 15 146 C1 호는, 구리 피복 배스가 일반적인 배스 구성물에 더하여, 예를 들어 Fe (Ⅲ) 화합물들을 포함하며, 그리고 이들 화합물들이 구리 조각 (copper pieces) 들을 용해시켜 구리 이온들을 형성함으로써, 이 공정에서 Fe (Ⅱ) 화합물이 생성된다는 것을 언급하고 있다. 형성된 상기 Fe (Ⅱ) 는 불용성 애노드들에서 Fe (Ⅲ) 화합물들로 재산화된다 (reoxidized).In the case of electrolytic copper cladding, German Patent No. 199 15 146 C1 discloses that a copper clad bath comprises, for example, Fe (III) compounds in addition to the general bath constituents, and these compounds contain copper pieces. It is mentioned that Fe (II) compounds are produced in this process by dissolution to form copper ions. The Fe (II) formed is reoxidized to Fe (III) compounds at insoluble anodes.

공지된 모든 전기 도금 배스들은 피복시킬 금속 이온들에 더하여, 금속 피복에 영향을 미치는 보조 작용제 (auxiliary agents) 를 함유하고 있다. 일반적으로, 이들 작용제들은 한편으로는 피복층의 구조에 영향을 미치는 유기 화합물이고, 다른 한편으로는 배스를 안정화시키고 전기 도전성을 증가시킬 목적으로 첨가된 염, 산 또는 염기들 (bases) 이다. 그 결과 피복에 요구되는 전압이 감소되며, 따라서, 최소의 줄 열이 발생된다. 이것은 공정의 안정성을 증가시킨다. 어떤 공정들은 이들 작용제들을 첨가하는 경우에만 가능하다.All known electroplating baths contain auxiliary agents which affect the metal coating in addition to the metal ions to be coated. In general, these agents are on the one hand organic compounds that affect the structure of the coating layer and on the other hand are salts, acids or bases added for the purpose of stabilizing the bath and increasing the electrical conductivity. As a result, the voltage required for the coating is reduced, thus generating minimal Joule heat. This increases the stability of the process. Some processes are only possible when adding these agents.

일반적으로, 도전성 패턴들을 현재 다마신 공정 (damascene process) 에 따라 제조한다. 독일 특허 제 199 15 146 C1 호 에서 언급하고 있는 바와 같이, 이러한 목적으로 맨 처음 반도체 기판에 유전층이 도포된다 (applied). 원하는 도전성 패턴들을 수용시키는데 필요한 비어들 (vias) 과 트렌치들 (trenches) 은 일반적으로 건식 에치 공정 (dry etch process) 을 이용하여 상기 유전층에서 에칭된다. 확산 배리어 (diffusion barrier) (대부분의 경우, 탄탈륨 니트라이드 (tantalum nitride), 탄탈륨) 와 도전층 (대부분의 경우 스퍼터링된 구리) 이 도포된 후 , 오목부들, 즉 비어들과 트렌치들은 "트렌치 충진 공정 (trench filling process)" 을 이용하여 전기 분해적으로 충진된다. 전체 표면에 구리가 피복됨에 따라, 뒤이어서 상기 비어들과 트렌치들의 외부 지역으로부터를 의미하는, 원하지 않는 위치들로부터 과잉량은 제거되어야만 한다. 이것은 이른바 CMP 공정 (Chemical Mechanical Polishing) 을 이용하여 달성할 수 있다. 상기 공정을 반복함으로써, 즉 예를 들어 규소 다이옥사이드 (silicon dioxide) 로 이루어지며, 에칭에 의해 상기 오목부들을 형성하는 유전체를, 반복적으로 도포한 후 구리를 피복시킴으로써 다층 회로들을 제조한다.Generally, conductive patterns are fabricated according to the current damascene process. As mentioned in German patent 199 15 146 C1, a dielectric layer is first applied to a semiconductor substrate for this purpose. Vias and trenches needed to accommodate the desired conductive patterns are typically etched in the dielectric layer using a dry etch process. After the diffusion barrier (in most cases tantalum nitride, tantalum) and the conductive layer (in most cases sputtered copper) are applied, the recesses, ie vias and trenches, are (trench filling process) to electrolytically fill. As the entire surface is coated with copper, the excess must be removed from unwanted locations, subsequently meaning from the outer region of the vias and trenches. This can be achieved by using the so-called CMP process (C hemical M echanical P olishing) . By repeating the above process, i.e. made of silicon dioxide and forming the recesses by etching, multilayer circuits are produced by repeatedly applying and then coating copper.

보다 상세하게는, 구리로 이루어진 도전성 패턴을 형성한 후, 제어하고자 하는 연마 섹션들에서, 그 피복된 구조들에서 금속 결함들 (틈새들) (metal defects (voids)) 을 용이하게 형성하고, 그 결함들이 전체 회로의 기능적인 파괴를 초래하는 것을 발견할 수 있다.More specifically, after forming the conductive pattern made of copper, in the polishing sections to be controlled, metal defects (voids) are easily formed in the coated structures, and It can be found that the defects lead to the functional destruction of the entire circuit.

따라서, 본 발명이 직면하고 있는 문제점은, 공지된 장치 및 방법들의 결함들을 회피하는 것이며, 보다 상세하게는 이러한 결함들이 형성되는 것을 신뢰성 있게 방지하는 방법들을 제공하는 것이다.Accordingly, a problem faced by the present invention is to avoid the deficiencies of known apparatus and methods, and more particularly to provide methods for reliably preventing such defects from forming.

이러한 문제점을 극복하기 위해, 본 발명은 청구항 1항에 따른 장치와 청구항 7항에 따른 방법을 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시형태들은 종속항들에 나타낸다.To overcome this problem, the present invention provides an apparatus according to claim 1 and a method according to claim 7. Preferred embodiments of the invention are shown in the dependent claims.

본 발명에 따른 장치는, 전기 분해 공정을 모니터하는, 보다 상세하게는, 반도체 기판 (웨이퍼들) 의 집적 회로들 및 칩 캐리어들상의 회로 구조들의 제조 동안 전기 분해 금속 피복 공정을 모니터하는 역할을 한다.The apparatus according to the invention serves to monitor the electrolytic metallization process during the fabrication of circuit structures on chip carriers and integrated circuits of semiconductor substrates (wafers), more specifically the electrolytic process. .

본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해, 이후 본 명세서에서는, "웨이퍼"라는 용어를 임의의 가공품 (any workpiece) 를 지칭하는데 사용한다. 유사하게, "피복 전해질 (deposition electrolyte)" 또는 "피복 전해질 유체"라는 용어는 전기 분해 공정을 수행하는데 사용되는 전해질 유체를 지칭하는데 사용한다. 다른 방법으로는, 만약 전기 분해 공정이 전기 분해 에치 공정이라면, 또한 상기 유체는 에치 유체 (etch fluid) 일 수 있다. 가능한 전기 분해 공정들은 전기 분해 피복 방법들과 전기 분해 금속 에칭 방법들이다. 원리적으로, 또한 본 발명은 본 명세서에서 언급된 공정들 이외의 다른 전기 분해 공정들에도 이용할 수도 있다. 다음의 상세한 설명에서, "전기 분해 피복 공정"이라는 용어를 다른 모든 전기 분해 공정들에 대해서도 사용한다.To describe the invention in more detail, hereafter, the term "wafer" is used to refer to any workpiece. Similarly, the term "deposition electrolyte" or "coat electrolyte fluid" is used to refer to the electrolyte fluid used to perform the electrolysis process. Alternatively, if the electrolysis process is an electrolysis etch process, the fluid may also be an etch fluid. Possible electrolysis processes are electrolytic coating methods and electrolytic metal etching methods. In principle, the invention may also be used for other electrolysis processes other than the processes mentioned herein. In the detailed description that follows, the term "electrolytic coating process" is used for all other electrolytic processes.

상기 문제점들을 극복하기 위해, 본 발명은 장치와 방법을 제공한다. 상기 장치는 전해질 유체와 접촉하는 하나 이상의 애노드 및 캐소드로 구성되며, 이들 사이에서 전류의 흐름이 발생된다. 상기 하나 이상의 애노드의 표면 (부근) 또는 하나 이상의 캐소드의 표면 (부근) 에 하나 이상의 기준 전극이 배치된다. 상기 발명에 따르면, 상기 하나 이상의 애노드와 하나 이상의 기준 전극 사이, 상기 하나 이상의 기준 전극과 하나 이상의 캐소드 사이의 각각의 전압을 결정하기 위한 전압계가 추가로 제공된다. 이 구성에 의해 상기 다양한 전극들에서의 전기 분해의 부분 공정들을 동시게 나타낼 수 있으며 또한, 이러한 제공에 의해 시-변 공정들을 측정할 수 있다. 따라서, 측정 동안에 상기 전극들이 전해질 유체내에 단지 침지되어 (immersed into) 있는지, 또는 단지 캐소드와 애노드가 상기 전해질 유체와 접촉한 경우에만 캐소드와 애노드 사이에 전압이 인가되는지는 중요하지 않다.To overcome the above problems, the present invention provides an apparatus and method. The device consists of one or more anodes and cathodes in contact with the electrolyte fluid, in which a flow of current occurs. One or more reference electrodes are disposed on the surface (nearby) of the at least one anode or on the surface (near) of at least one cathode. According to the invention, there is further provided a voltmeter for determining respective voltages between the at least one anode and at least one reference electrode and between the at least one reference electrode and at least one cathode. This configuration allows simultaneous representation of partial processes of electrolysis at the various electrodes and also allows time-varying processes to be measured by this provision. Thus, it does not matter whether the electrodes are only immersed into the electrolyte fluid during the measurement, or whether a voltage is applied between the cathode and the anode only when the cathode and the anode are in contact with the electrolyte fluid.

본 발명에 따른 장치의 바람직한 애플리케이션에서, 캐소드는 웨이퍼 또는 칩 캐리어 기판이고 애노드는 금속 플레이트이다. 이 경우, 바람직하게는 전기 분해 공정 동안, 금속은 상기 웨이퍼 또는 칩 캐리어상에 피복된다. In a preferred application of the device according to the invention, the cathode is a wafer or chip carrier substrate and the anode is a metal plate. In this case, preferably during the electrolysis process, the metal is coated on the wafer or chip carrier.

본 발명에 따른 장치는 보다 상세하게는, 하나 이상의 애노드의 표면 (부근) 에 배치된 하나 이상의 제 1 기준 전극, 및 하나 이상의 캐소드의 표면 (부근) 에 배치된 하나 이상의 제 2 기준 전극으로 구성된다. 상기 하나 이상의 애노드와 하나 이상의 제 1 기준 전극 사이, 상기 제 1 기준 전극과 제 2 기준 전극 사이, 및 상기 제 2 기준 전극과 하나 이상의 캐소드 사이의 전압들을 측정하기 위한 전압계들이 추가로 제공된다. 이 모니터링 장치는 상기 애노드와 제 1 기준 전극 사이, 상기 제 1 기준 전극과 제 2 기준 전극 사이, 및 상기 제 2 기준 전극과 캐소드 전극 사이의 전압을 측정한다.The device according to the invention is more particularly composed of at least one first reference electrode disposed on the surface (near) of at least one anode, and at least one second reference electrode disposed on the surface (near) of at least one cathode. . Voltmeters are further provided for measuring voltages between the one or more anodes and one or more first reference electrodes, between the first and second reference electrodes, and between the second reference electrode and one or more cathodes. The monitoring device measures the voltage between the anode and the first reference electrode, between the first reference electrode and the second reference electrode, and between the second reference electrode and the cathode electrode.

광범위한 시험들에서, 피복된 금속층들에서의 결함들 (틈새들) 이, 사용되는 금속 피복 배스가 임의의 조건 상태들하에서 시작층들에서 금속을 제거할 수 있다는 사실에, 기인하는 것으로 나타났다.Extensive tests have shown that defects (gaps) in the coated metal layers are due to the fact that the metal coating bath used can remove metal from the starting layers under any condition conditions.

스타팅 금속층이 제공된 웨이퍼를 금속 피복 용액에 침지하는 경우, 처음에는 상기 시작층에 어떤 외부의 전압도 인가되지 않는다. 따라서, 시작층과 전해질 용액이 접촉하는 즉시 이들 사이에 평형 전위 (equilibrium potential) 가 이루어진다. 상기 시작층상에 금속, 보다 상세하게는 구리를 피복하는데 적용되는 일반적 조건들하에서, 금속 용해에 대해 시작층의 전위가 양의 값이므로, 상기 시작층은 피복 용액에서 느리게 용해된다.When the wafer provided with the starting metal layer is immersed in the metal coating solution, no external voltage is initially applied to the starting layer. Thus, as soon as the starting layer and the electrolyte solution come into contact, an equilibrium potential is established between them. Under general conditions applied for coating metal, more particularly copper on the starting layer, the starting layer dissolves slowly in the coating solution because the potential of the starting layer is positive for metal dissolution.

일반적으로, 웨이퍼들상에 이용되는 금속 시작층들은 비용과 공정에 관련된 이유들 때문에 매우 얇다. 예를 들어, 이 다마신 공정에 대해 이루어지는 일반적 구조들 ( 예를 들어, 0.1 - 0.2㎛ 의 넓이와 1㎛ 깊이의 트렌치들, 비어들) 에서, 일반적으로 시작층은 약 5 - 25㎚ 두께로 형성된다. 이와 대조적으로, 상기 웨이퍼들의 표면상의 시작층들은 약 100㎚ 두께이다. 이러한 유형의 층들은, 사용하는 전해질 용액들에서 에치 레이트 (etch rate) 가 매우 빠르기 때문에, 그 전해질 용액에서 침지되어 있는 동안, 적어도 그 구조들내에서 빠르게 제거할 수 있다. 황산 구리 (copper sulfate) 의 형태로 약 180g/l 의 황산과 40g/l 의 구리를 함유하는 전형적인 구리 전해질에서, 상기 에치 레이트는 일반적인 전기 분해 조건들하에서 약 10㎚/min 이다. 이러한 조건들하에서, 금속 피복 전에 남아 있는 코팅 두께는 임의의 환경하에서는 신뢰할만한 금속 코팅을 보장하기에 충분하지 않다. 상기 에치 레이트는 특히 (inter alia), 사용하는 전해질 용액의 유형, 피복 공정에 선택된 조건들 및 시작층의 유형에 의존한다.In general, the metal starting layers used on wafers are very thin due to cost and process related reasons. For example, in general structures made for this damascene process (eg, trenches, vias 0.1-0.2 μm wide and 1 μm deep), the starting layer is generally about 5-25 nm thick. Is formed. In contrast, the starting layers on the surface of the wafers are about 100 nm thick. Layers of this type can be quickly removed at least in their structures while immersed in the electrolyte solution because the etch rate in the electrolyte solutions used is very fast. In a typical copper electrolyte containing about 180 g / l sulfuric acid and 40 g / l copper in the form of copper sulfate, the etch rate is about 10 nm / min under typical electrolysis conditions. Under these conditions, the coating thickness remaining before metal coating is not sufficient to ensure a reliable metal coating under any circumstances. The etch rate depends in particular on the type of inter alia, the type of electrolyte solution used, the conditions chosen for the coating process and the type of starting layer.

이러한 문제점은, 예를 들어, 금속 피복을 개시하기 전에 코팅할 웨이퍼를 유체로 완전히 적시기 위해서는, 침지 후에 임의의 최소 프로세싱 시간을 유지해야만 하기 때문에, 침지와 피복 공정의 시작 사이에서의 시간을 단축시키는 것으로는 해결할 수 없다. 따라서, 상기 시작층상에 금속을 전기 분해적으로 피복시키는 공정에 이용가능한 시간 윈도우는 단지 협소한 윈도우이다. 영향을 미치는 복수의 변수들 (variables) 에 기인한 특유의 문제점은, 공정에 대한 시간 윈도우의 크기를 결정할 수 없어, 금속화 (metallization) 의 결과가 단지 운에 맡겨진다는 점이다.This problem reduces the time between the immersion and the start of the coating process, for example, because it must maintain any minimum processing time after immersion, in order to completely wet the wafer to be coated with fluid before starting the metal coating. Can't be solved. Thus, the time window available for the process of electrolytically coating the metal on the starting layer is only a narrow window. A unique problem due to the multiple variables that affect is that the size of the time window for the process cannot be determined, so the results of metallization are left to chance.

얇은 시작층은 특히 피복 공정의 변경과 부식에 민감하다. 이 층 두께의 미세한 감소는 예를 들어, 나노 구조들에서의 공정의 안전한 개시를 충분히 위협할 수도 있다.The thin starting layer is particularly susceptible to changes in the coating process and corrosion. This slight reduction in layer thickness may, for example, sufficiently threaten the safe initiation of the process in nanostructures.

따라서, 침지와 웨팅 절차들 (wetting procedures) 을 정확하게 제어하는 것이 매우 중요하다. 기술적으로, 이러한 제어는, 침지전의 전해질 유체와 웨이퍼 사이의 전기 접촉의 결여와 침지 후에 획득된 전해질 의존성 평형 전위 (electrolyte dependent equilibrium potential) 때문에, 용이하지 않다. 시작층은 전해질의 구성 성분에 의존하여, 예측할 수 없는 정도로 상당히 많게 또는 보다 적게 부식될 수도 있다.Therefore, it is very important to precisely control the immersion and wetting procedures. Technically, this control is not easy due to the lack of electrical contact between the electrolyte fluid and the wafer prior to immersion and the electrolyte dependent equilibrium potential obtained after immersion. The starting layer, depending on the composition of the electrolyte, may corrode significantly more or less to an unpredictable degree.

보다 상세하게는, 금속 제거에 영향을 미치는 파라미터들이, 합산되어 애노드와 캐소드 사이에 인가되는 전체 전압 (클램프 전압) 을 발생시키는 부분 전압인 것이 알려져 있다. More specifically, it is known that the parameters affecting metal removal are partial voltages that add up to generate the total voltage (clamp voltage) applied between the anode and the cathode.

전기 분해 금속 피복 동안에, 애노드와 캐소드 사이에 전류가 흐른다. 전류의 흐름을 발생시키는데는, 언급된 부분 전압들의 합으로 이루어지는 전압이 필요하다. 보다 상세하게는, 상기 전압은 애노드의 및 캐소드의 전하 전달 과전압 (anodic and cathodic charge transfer overvoltage), 분극 과전압들 (polarization overvoltages), 및 결정화 과전압들 (crystallization overvoltages) 의 합과, 또한 농도 과전압들 (concentration overvoltages) 그리고 전해질 저항에 기인한 전압 강하 및 전기적 피드 라인들에서의 전압 강하들의 결과이다.During the electrolytic metal sheathing, a current flows between the anode and the cathode. To generate the flow of current, a voltage consisting of the sum of the partial voltages mentioned is required. More specifically, the voltage is the sum of anode and cathodic charge transfer overvoltage, polarization overvoltages, and crystallization overvoltages, and also concentration overvoltages ( concentration overvoltages) and voltage drops due to electrolyte resistance and voltage drops in electrical feed lines.

일반적으로, 상기 측정가능한 클램프 전압을 상기 각각의 전압들 사이에서 어떻게 분배하는지에 대해서는 알려져 있지 않다. 보다 상세하게는, 예를 들어 정류기 (rectifier) 인 전류 공급원의 클램프 전압만을 알고 있기 때문에, 분배시의 변동을 나타낼 수 없다. 피복 동안에, 만약 언급된 저항들 중 하나의 저항 또는 기재된 상기 과전압들중의 하나의 과전압이 변하거나 또는 처리진행되는 다양한 웨이퍼들 사이에서 이들이 변동할 경우, 기껏해야, 그 결과 발생되는 상기 클램프 전압의 측정 가능한 변화를 해석하는 것이 불가능하다. 심지어 최악의 경우에는, 이러한 변화를 발견할 수 없어, 그것을 발견할 가능성도 없이 금속이 제거된다.In general, it is not known how to divide the measurable clamp voltage between the respective voltages. More specifically, since only the clamp voltage of the current source, which is a rectifier, is known, for example, variations in distribution cannot be exhibited. During cladding, if at least one of the mentioned resistors or the overvoltage of one of the overvoltages described changes or varies between the various wafers being processed, at most, the resulting clamp voltage It is impossible to interpret measurable changes. Even in the worst case, such a change cannot be found and the metal is removed without the possibility of finding it.

반도체 기술에서는, 상기 방법들에 대한 공정 안정성과 재현성이 최고로 중요하므로, 부분 전압들을 나타낼 수 있는 수단들을 모색하여야 한다. 상기 공정에 대한 제어와 수정을 할 수 있도록 공정 동안의 변화들을 해석하고 식별해야만 (identified) 한다.In semiconductor technology, process stability and reproducibility for the above methods are of the utmost importance, and means must be sought for means that can represent partial voltages. Changes during the process must be interpreted and identified to allow for control and modification of the process.

애노드 또는 캐소드의 표면상에 직접 배치된 기준 전극들을 이용하여, 전해질 저항에 기인한 전압 강하에서의 변화들을 적어도 검출한다. 이러한 목적을 위해, 기준 전극들을 상기 표면들 가까이에 갖다대고 표면들의 각각의 표면에서 전위를 직접 측정할 수 있다. 예를 들어, 기준 전극들은, 이격된 공간이 1㎜ 보다 더 작은, 예를 들어, 0.2㎜ 로 상기 표면들의 각 표면에 가깝게 배치된다. 또한 보다 상세하게는, 상기 기준 전극들은 비록 상기 표면의 전면이 아닌, 상기 표면 이외의 상기 애노드 및 캐소드의 표면의 수평면에, 바로 근접하게 배열될 수도 있다. 따라서, 상기 기준 전극들을 상기 표면들에 접촉시켜 위치시킬 필요는 없다. 또 다른 가능성은, 상기 용기내에서의 기준 전극에 의해 상기 표면에서의 전위를 검출할 수 있도록, 상기 각각의 표면상에 또는 그 표면에 근접하게 도전성 전해질을 함유하는 작은 용기를 설치하는 것이다. Using reference electrodes disposed directly on the surface of the anode or cathode, at least detect changes in voltage drop due to electrolyte resistance. For this purpose, reference electrodes can be brought close to the surfaces and the potential can be measured directly at each surface of the surfaces. For example, the reference electrodes are arranged close to each surface of the surfaces with a spaced space smaller than 1 mm, for example 0.2 mm. Also in more detail, the reference electrodes may be arranged directly in proximity to the horizontal plane of the surface of the anode and cathode other than the surface, but not the front of the surface. Thus, it is not necessary to place the reference electrodes in contact with the surfaces. Another possibility is to install a small container containing the conductive electrolyte on or near each surface so that the potential at the surface can be detected by the reference electrode in the container.

본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 2 개의 기준 전극들이 제공되며, 그 2 개의 기준 전극 중 제 1 기준 전극은 애노드의 표면에 배치되고 제 2 기준 전극은 캐소드의 표면에 배치된다. 상기 2 개의 기준 전극들을 상기 전극들 (애노드와 캐소드) 의 각각에 직접 근접하게 배치하면, 전해질의 저항에 기인한 전압 강하의 영향을 2 개의 기준 전극들 사이에서의 전압의 형태로 분리 검출할 수 있다. 상기 기준 전극들이 배치된 표면에서, 상기 기준 전극들 각각의 전극과 애노드 또는 캐소드간에 측정된 다른 전압 강하는 상기 애노드 또는 캐소드 표면의 부근에서발생하는 전압 강하들, 보다 상세하게는 전하 전달, 결정화 및 농도 과전압들을 포함한다.In a preferred embodiment of the present invention, two reference electrodes are provided, wherein a first reference electrode of the two reference electrodes is disposed on the surface of the anode and the second reference electrode is disposed on the surface of the cathode. By placing the two reference electrodes in close proximity to each of the electrodes (anode and cathode), it is possible to separately detect the effect of the voltage drop due to the resistance of the electrolyte in the form of a voltage between the two reference electrodes. have. At the surface on which the reference electrodes are arranged, other voltage drops measured between the electrodes of each of the reference electrodes and an anode or cathode, voltage drops occurring in the vicinity of the anode or cathode surface, more specifically charge transfer, crystallization and Concentration overvoltages.

따라서, 상기 전해조 (electrolytic cell) 의 상이한 영역에서 다양한 전압 강하들을 검출할 수 있으며, 그 결과, (전해질 용액의 유형, 시작층의 특성들 기타 등과 같은) 전술한 팩터들 (factors) 의 영향을 분리·검출하여 분석할 수 있다. 따라서, 언급한 영향을 미치는 변수들에 기인한 변화들을 식별함으로써, 이러한 변화들의 경우에 적합한 제공들을 할 수 있다.Thus, it is possible to detect various voltage drops in different regions of the electrolytic cell, thereby separating the influence of the aforementioned factors (such as the type of electrolyte solution, the properties of the starting layer, etc.). Can be detected and analyzed Thus, by identifying changes due to the mentioned affecting variables, appropriate provisions can be made in the case of such changes.

본 발명의 이점은, 어떠한 실질적인 구조상의 확장이 불필요하기 때문에, 본 발명의 수단들을 통해 현재의 전기 도금 플랜트들을 용이하게 개선할 수 있다는 것이다.An advantage of the present invention is that existing electroplating plants can easily be improved by means of the present invention, since no substantial structural extension is necessary.

언급된 변화들을 측정하는데는, 임의의 기준 전극을 이용할 수 있다. 보다 상세하게는, 안정된 기준 전극들은 상기 금속의 난용성 염 (a hardly soluble salt) 및 전해질과의 평형 상태에 있는 금속을 함유한다. 예를 들어, 이러한 유형의 전극으로는, 일정한 전위를 제공하는 제 2 또는 제 3 차 전극들 (electrodes of the second or third order) 이 있다. 제 2 차 기준 전극들은 난용성 화합물의 존재에 의해 상기 전위-결정 이온들 (potential-determining ions) 의 농도가 결정되는 기준 전극들이며, 이 난용성 화합물의 이온들은 상기 전위-결정 이온들과 동일하다. 이와 대조적으로, 제 3 차 기준 전극들은 2 개의 고체 상태들 (two solid phases) 의 존재에 의해 상기 전위-결정 이온들의 활성이 결정되는 기준 전극들이다. 보다 상세하게는, 상기 2 차 기준 전극들은 칼로멜 전극 (calomel electrode), 은/염화-은 전극 (silver/silver chloride electrode), 황산 수은 전극 (mercuric sulfate electrode) 및 산화 수은 전극 (mercuric oxide electrode) 들이다. 상기 제 3 기준 전극들은 예를 들어, 아연 (zinc) 과 옥살산 칼슘 (calcium oxalate) 으로 이루어지는 침전물 (precipitate) 의 존재하에서 칼슘 이온 용액과 평행상태에 있는 아연 로드 (zinc rod) 일 수도 있다.To measure the changes mentioned, any reference electrode can be used. More specifically, stable reference electrodes contain a hardly soluble salt of the metal and the metal in equilibrium with the electrolyte. For example, this type of electrode includes electrodes of the second or third order that provide a constant potential. Secondary reference electrodes are reference electrodes in which the concentration of the potential-determining ions is determined by the presence of a poorly soluble compound, and the ions of the poorly soluble compound are the same as the potential-determining ions. . In contrast, tertiary reference electrodes are reference electrodes whose activity of the potential-determining ions is determined by the presence of two solid phases. More specifically, the secondary reference electrodes are calomel electrode, silver / silver chloride electrode, mercuric sulfate electrode and mercuric oxide electrode. . The third reference electrodes may be zinc rods that are in parallel with the calcium ion solution in the presence of a precipitate consisting of zinc and calcium oxalate, for example.

하나의 기준 전극은 애노드에 근접하여 설치되고, 다른 것은 웨이퍼에 근접하여 설치된다. 상기 전기 분해 공정 동안에, 애노드와 제 1 기준 전극 사이, 제 1 기준 전극과 제 2 기준 전극 사이, 및 제 2 기준 전극과 캐소드 사이의 전압을 측정함으로써 상기 공정을 제어한다.One reference electrode is installed in proximity to the anode and the other is installed in proximity to the wafer. During the electrolysis process, the process is controlled by measuring the voltage between the anode and the first reference electrode, between the first reference electrode and the second reference electrode, and between the second reference electrode and the cathode.

제 1 기준 전극과 제 2 기준 전극 사이에서 측정된 전압은, 전해질의 불안정한 구성 성분 또는 프로세싱 탱크내의 불규칙한 유량 (fluid flow) 을 나타내는 전해질 저항의 변화 결과이다. The voltage measured between the first reference electrode and the second reference electrode is the result of a change in electrolyte resistance which indicates an unstable component of the electrolyte or an irregular flow in the processing tank.

또한, 제 1 기준 전극과 애노드 사이에서 측정된 전압의 변화들은 애노드 공정의 불안정을 나타낸다. 가용성 애노드를 사용하는 경우에는, 이것은 애노드의 소모, 애노드막에서의 변화, 및 변화하는 애노드의 기하학적 배열 (varing anode geometry) 에 기인할 수도 있다. 예를 들어, 만약 독일 특허 제 100 15 146 C1 호에서 설명된 방법을 수행할 경우에, 불활성 (불용성) (inert (insoluble)) 애노드를 사용하면, 이러한 측정된 전압에서의 변화는, (예를 들어, 활성 애노드층이 벗겨질 수도 있는) 애노드의 결함을 나타내거나, 또는 예를 들어 Fe (Ⅱ) 및 Fe (Ⅲ) 화합물들과 같은 희박한 레독스종 (poor redox species) 의 애노드에의 제공을 나타낼 수도 있다. In addition, changes in voltage measured between the first reference electrode and the anode indicate instability of the anode process. When using a soluble anode, this may be due to the consumption of the anode, the change in the anode film, and the varying anode geometry of the anode. For example, if the method described in German Patent No. 100 15 146 C1 is carried out, using an inert (insoluble) anode, this change in measured voltage is (e.g. For example, the active anode layer may be flawed, or the provision of a sparse redox species to the anode, such as, for example, Fe (II) and Fe (III) compounds It may be indicated.

제 2 기준 전극과 캐소드 사이에 측정한 전압의 변화들은, 예들 들어, 시작층이 금속 피복 용액에 의해 침범을 받거나 또는 이 층이 충분한 두께를 가지지 못했기 때문에, 시작층의 두께의 변동과 같은 캐소드 공정의 불안정을 나타낸다.Changes in the voltage measured between the second reference electrode and the cathode are, for example, cathodic processes such as variations in the thickness of the starting layer because the starting layer has been invaded by a metal coating solution or this layer did not have sufficient thickness. Indicates instability.

상기 공정을 제어하기 위해, 보다 상세하게는 상기 시작층이 부식되는 것을 방지하기 위해, 침지전에, 전력 정류기에 의해 상기 시작층과 그것에 가장 가까이 있는 기준 전극 예를 들어, 제 2 기준 전극과의 사이에 전압 차이를 인가할 수 있다. 적절한 시작층 전위의 선택에 의해 침지 동안에 시작층의 부식을 방지할 수 있으며, 웨팅 상태에서도 시작층의 부식을 방지할 수 있다. 유용한 측정 결과를 얻기 위해, 상기 기준 전극들의 각 전극을 가능한한 연관되는 전극에 근접시켜야 한다. 그러나, 가공품 (예를 들어, 캐소드) 과 대향 전극 (예를 들어, 애노드) 은 피복되는 금속이 가능한 균일하게 분포되도록 보호되어야만 한다. In order to control the process, more particularly, to prevent the starting layer from corroding, before immersion, between the starting layer and the reference electrode closest to it by a power rectifier, for example a second reference electrode. The voltage difference can be applied to. By selecting the appropriate starting layer potential, it is possible to prevent corrosion of the starting layer during immersion and to prevent corrosion of the starting layer even in the wet state. In order to obtain useful measurement results, each electrode of the reference electrodes should be as close as possible to the associated electrode. However, the workpiece (eg cathode) and the counter electrode (eg anode) must be protected so that the metal to be coated is distributed as uniformly as possible.

보다 상세하게는, 안정된 기준 전극들은, 난용성 금속염 및 전해질과 평행한 상태의 금속을 함유하기 때문에, 기준 전극의 전해질에 의해 상기 전기 분해 공정의 전해질이 오염될 위험이 존재하게 된다. 이러한 오염은 모든 수단을 통해 방지해야 한다. 또한, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 기준 전극은 하나 이상의 모세관 (capillary) 을 통해 애노드 또는 캐소드의 표면과 접촉한다. 상기 기준 전극들 사이, 및 상기 기준 전극들의 각 전극과 애노드 및 캐소드와의 사이의 전압 측정이 각각 고저항 측정인 연유로, 단지 매우 작은 전류가 상기 측정 구성에 흐른다. 따라서, 기준 전극들의 전해질에 의한 전기 분해 공정의 전해질의 오염이 최소화되도록 상기 모세관은 매우 얇게 할 수 있다. More specifically, since the stable reference electrodes contain a poorly soluble metal salt and a metal in parallel with the electrolyte, there is a risk that the electrolyte of the electrolysis process is contaminated by the electrolyte of the reference electrode. Such contamination should be prevented by all means. In addition, to solve this problem, the reference electrode is in contact with the surface of the anode or cathode through one or more capillaries. Only a very small current flows in the measurement configuration, since the voltage measurement between the reference electrodes and between each electrode of the reference electrodes and between the anode and the cathode is respectively a high resistance measurement. Thus, the capillary tube can be made very thin so that contamination of the electrolyte of the electrolysis process by the electrolyte of the reference electrodes is minimized.

이러한 문제점과 관련된 또 다른 개선점은, 상기 기준 전극들의 개별 각 전극에 상기 모세관을 경유하여 전기 분해 공정의 전해질 유체가 공급된다는 점에서 달성할 수도 있다. 따라서, 기준 전극의 전해질이 확산에 의해 피복 전해질 내부로 침투하는 것이 방지된다.Another improvement associated with this problem may be achieved in that each individual electrode of the reference electrodes is supplied with an electrolyte fluid of an electrolysis process via the capillary. Thus, the electrolyte of the reference electrode is prevented from penetrating into the coating electrolyte by diffusion.

반도체 기판상에 금속을 전기 분해적으로 피복하기 위해, 보다 상세하게는 구리를 피복하기 위해, 예를 들어, 플라티늄으로 이루어지는 일반적인 전기 도금 구성들은 애노드와 반도체 기판이 평행하고 수평하게 향하거나 또는 수평면으로부터 기울어진 상태로 이용될 수도 있다. 또한, 애노드와 반도체 기판은 수직으로 향할 수도 있다. 상기 2 개의 전극들은 예를 들어, 실리더형의 탱크와 같이 상기 목적에 적합한 탱크내에 배치되며, 이 탱크는 전해질 유체와 전극들을 수용한다. 일반적으로, 상기 실린더형 탱크의 바닥에 애노드가 배치되며, 탱크의 상부에 반도체 기판이 배치된다. 소정의 유량 (defined fluid flow) 을 발생시키기 위해, 전해질 유체는 임의의 방식으로 탱크를 통해 흐를 수 있다. 기준 전극들을, 언급한 모세관들로 실린더형 탱크와 소통되는 상태로 별개의 용기들내에 설치할 수도 있다. 모세관들은 전극들 중의 각각의 전극에 직접 근접하게 위치되도록 탱크의 벽에 배치된다.In order to electrolytically coat metal onto a semiconductor substrate, more specifically to coat copper, for example, common electroplating configurations consisting of platinum include anode and semiconductor substrates facing parallel and horizontal or from a horizontal plane. It may also be used in an inclined state. The anode and the semiconductor substrate may also be oriented vertically. The two electrodes are arranged in a tank suitable for this purpose, such as, for example, a cylinder type tank, which contains the electrolyte fluid and the electrodes. In general, an anode is disposed on the bottom of the cylindrical tank, and a semiconductor substrate is disposed on the tank. In order to generate a defined fluid flow, the electrolyte fluid can flow through the tank in any manner. The reference electrodes may be installed in separate containers in communication with the cylindrical tank with the mentioned capillaries. Capillaries are disposed on the wall of the tank so as to be located directly in proximity to each of the electrodes.

본 발명의 또 다른 이점은, 본 발명에 따른 장치와 방법이 다양한 전극들에서 일어나는 것으로서 설명되는 다양한 부분 공정들에서도, 임의의 전압들 (전위들) 을 동시에 측정할 수 있다는 가능성을 통해 제어할 수 있다는 것이다. 이러한 제공에 의해 전류 전달에서의 문제점의 위치를 파악할 수 있다.Another advantage of the present invention is that it can be controlled through the possibility that any voltages (potentials) can be measured simultaneously, even in the various partial processes described as the apparatus and method according to the invention take place at various electrodes. Is there. This provision can locate the problem in the current transfer.

다음의 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.The present invention will be described in more detail with reference to the following drawings.

도 1 은 반도체 기판상의 유전체에서의 구조 (트렌치, 비어) 의 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a structure (trench, via) in a dielectric on a semiconductor substrate.

도 2 는 애노드에 근접하고 캐소드에도 근접하게 제공된 각각의 기준 전극을 가지는 애노드와 캐소드 구성에서의 전위 차이를 개략적으로 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the potential difference in an anode and cathode configuration having respective reference electrodes provided in proximity to the anode and also in proximity to the cathode.

도 3 은 피복 셀의 개략 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of the covering cell.

도 4 는 피복 동안에 전류 변동에 대한 문제 분석을 위한 피복 셀의 개략 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a covering cell for problem analysis of current fluctuations during coating.

도 1 은 반도체 기판상의 유전층 (3) 에서의 구조 (4) 에 가까이 그리고 그 내에 있는 시작층 (2) 의 코팅 두께 분포를 나타낸다. 이 경우, 구조 (4) 는 0.2㎛ 의 넓이와 약 1㎛ 의 깊이를 가진다. 기판의 표면에서, 시작층 (2) 은 약 100㎚ 두께이다. 시작층 (2) 은 상기 구조의 바닥에서 훨씬 더 얇다. 거기에서 그것은 단지 5 - 25㎚ 두께이다. 상기 시작층 (2) 의 침지와 연속적인 웨팅 동안에, 이 낮은 영역에서 금속 피복 전해질을 사용하여 그 층 (2) 이 어느 정도까지 제거되므로 구조 (4) 의 바닥에 금속이 전혀 남지 않거나 또는 단지 매우 얇은 층만이 남겨진다. 그 결과, 연속 전기 분해 금속 도금 공정 동안에 이 지역상에 어떤 금속도 피복될 수 없다.1 shows the coating thickness distribution of the starting layer 2 near and within the structure 4 in the dielectric layer 3 on the semiconductor substrate. In this case, the structure 4 has an area of 0.2 μm and a depth of about 1 μm. At the surface of the substrate, the starting layer 2 is about 100 nm thick. The starting layer 2 is much thinner at the bottom of the structure. There it is only 5-25 nm thick. During immersion and subsequent wetting of the starting layer 2, the metal 2 is removed to some extent using a metal-coated electrolyte in this low region so that no metal remains at the bottom of the structure 4 or only very Only a thin layer is left. As a result, no metal can be coated on this area during the continuous electrolytic metal plating process.

도 2 는 전해질을 함유하는 공간으로 이격된 애노드 (5) 와 캐소드 (1) 사이의 전위 차이를 개략적으로 나타낸다. 전류 공급원 (6) 에 의해 전달되는 전류는 애노드 (5) 와 캐소드 (1) 사이를 흐른다. 전류 공급원 (6) 은 예를 들어, 전력 정류기가 될 수도 있다. 전류 공급원 (6) 에 의해 전달되는 전압 U 는 전압계 (7) 를 이용하여 측정된다. 또한, 전압 U 를 클램프 전압이라 한다.2 schematically shows the potential difference between the anode 5 and the cathode 1 spaced into the space containing the electrolyte. The current delivered by the current source 6 flows between the anode 5 and the cathode 1. The current source 6 may be a power rectifier, for example. The voltage U delivered by the current source 6 is measured using the voltmeter 7. In addition, the voltage U is called clamp voltage.

애노드 (5) 에 근접하게 제 1 기준 전극 (8) 이 배치된다. 유사하게, 캐소드 (1) 에 근접하게 제 2 기준 전극 (9) 이 배치된다.The first reference electrode 8 is arranged in proximity to the anode 5. Similarly, the second reference electrode 9 is arranged in proximity to the cathode 1.

애노드 (5) 와 캐소드 (1) 사이에 전해질을 함유하는 공간에서의 전위 차이는 부호 10 으로 표시된다. 간략화를 위해, 상기 전위 차이 10 은 단지 3 개의 부분들 (11, 12, 13) 로 나누어지며, 부분 (11, 13) 은 확산과 결정화 과전압들에 의해 발생되며, 부분 (12) 은 전해질의 전기 저항에 의해 발생되는 전압 강하로부터 일어난다.The potential difference in the space containing the electrolyte between the anode 5 and the cathode 1 is indicated by the reference numeral 10. For simplicity, the potential difference 10 is divided into only three parts 11, 12, 13, parts 11, 13 are caused by diffusion and crystallization overvoltages, and part 12 is the electrical From the voltage drop caused by the resistance.

언급된 전압 강하들은 제 1 전압계 (14) 를 사용하여 애노드 (5) 와 제 1 기준 전극 (8) 사이, 제 2 전압계 (15) 를 사용하여 제 1 기준 전극 (8) 과 제 2 기준 전극 (9) 사이, 및 제 3 전압계 (16) 를 사용하여 제 2 기준 전극 (9) 과 캐소드 (1) 사이의 전압을 측정함으로써 간단한 방식으로 결정될 수 있다. 전압계들 (14, 15, 16) 에 의해 측정된 부분 전압들 (11, 12, 13) 의 합은 상기 클램프 전압 U 를 이룬다.The voltage drops mentioned are between the anode 5 and the first reference electrode 8 using the first voltmeter 14, the first reference electrode 8 and the second reference electrode (using the second voltmeter 15) Can be determined in a simple manner by measuring the voltage between 9) and between the second reference electrode 9 and the cathode 1 using a third voltmeter 16. The sum of the partial voltages 11, 12, 13 measured by the voltmeters 14, 15, 16 constitutes the clamp voltage U.

전압 강하 (11) 는 전압계 (14) 에 의해, 전압 강하 (12) 는 전압계 (15) 에 의해, 및 전압 강하 (13) 는 전압계 (16) 에 의해 측정된다.The voltage drop 11 is measured by the voltmeter 14, the voltage drop 12 by the voltmeter 15, and the voltage drop 13 by the voltmeter 16.

도 3 은 반도체 기판 (1) 상에 금속을 전기 분해적으로 피복시키기 위한 구성을 개략적으로 나타낸다. 상기 구성은 탱크 (20), 상기 탱크 (20) 의 바닥상의 애노드 (5) 및 상기 탱크 (20) 의 상부에서 캐소드로 사용되는 반도체 기판 (1) 을 구비한다. 탱크 (20) 는 레벨 (21) 까지 전해질 유체 (22) 로 채워져 있다. 유체 (22) 는 예를 들어, 바닥에서부터 탱크 (20) 로 유입될 수 있으며, 애노드 (5) 를 통과하여 흐른다. 이러한 목적을 위해, 바람직하게는 애노드 (5) 는 구멍이 뚫린다.3 schematically shows a configuration for electrolytically coating a metal on the semiconductor substrate 1. The configuration includes a tank 20, an anode 5 on the bottom of the tank 20, and a semiconductor substrate 1 used as a cathode on top of the tank 20. Tank 20 is filled with electrolyte fluid 22 up to level 21. Fluid 22 can enter the tank 20 from the bottom, for example, and flows through the anode 5. For this purpose, the anode 5 is preferably drilled.

탱크 (20) 의 벽에는, 애노드 (5) 에 근접하게 제 1 모세관 (23) 이 끼워져 있고, 반도체 기판 (1) 에 근접하게 제 2 모세관 (24) 이 끼워져 있다. 상기 모세관들 (23, 24) 을 통해 그것들의 측면에 설치된 기준 전극 용기들 (25, 26) 내로 전해질 유체가 작은 체적 유량 (volume flow) 으로 흐른다. 이것은 상기 용기들 (25, 26) 내에 들어있을 수도 있으면서 상기 피복 유체 (22) 와는 다른 공식 (formulation) 을 가지는 전해질 유체가 탱크 (20) 로 유입되는 것을 방지한다. 전선들을 통해 전압계들 (미도시) 에 연결된 제 1 기준 전극 (8) 과 제 2 기준 전극 (9) 을 상기 용기들 (25, 26) 이 수용한다.In the wall of the tank 20, the first capillary tube 23 is fitted close to the anode 5, and the second capillary tube 24 is fitted close to the semiconductor substrate 1. The electrolyte fluid flows through the capillaries 23, 24 into the reference electrode containers 25, 26 installed on their sides at a small volume flow. This prevents the introduction of electrolyte fluid into the tank 20 which may be contained in the vessels 25, 26 and having a different formulation than the coating fluid 22. The containers 25, 26 receive a first reference electrode 8 and a second reference electrode 9, which are connected to voltmeters (not shown) via wires.

도 4 는 피복 셀을 개략적으로 나타낸다. 다이아프렘 (미도시) 으로 둘러싸이며 피복되는 금속을 유지하는 불활성의 애노드 바스킷 (inert anode basket) 에 의해 애노드들 (5) 이 산탄 또는 작은 공모양의 형태로 (in the form of short or pellets) 형성된다. 애노드들 (5) 은 탱크 (20) 의 외부에 위치된다. 이것들은 탱크 (20) 내부로 연결되는 전선관들 (29) 를 통과하여 실드들 (28) 에 의해 연결된다. 실드들 (28) 은 실제적인 애노드로서 작용한다. 애노드들 (5) 에 근접하게 제 1 기준 전극 (8) 이 배치된다. 이와 유사하게, 캐소드 (1) 에 근접하게 제 2 기준 전극 (9) 이 배치된다. 각각의 전압계들 (16, 15, 14) 을 사용하여 캐소드 (1) 와 제 1 기준 전극 (8) 사이, 제 2 기준 전극 (9) 과 제 1 기준 전극 (8) 사이, 및 제 1 기준 전극 (8) 과 애노드들 (5) 사이의 전압들이 측정된다. 탱크 (20) 는 전해질 유체 (22) 로 완전히 채워진다.4 schematically shows a covering cell. The anodes (5) are in the form of short or pellets by an inert anode basket which is surrounded by a diaphragm (not shown) and holds the coated metal. Is formed. The anodes 5 are located outside of the tank 20. These are connected by shields 28 through conduits 29 which are connected into the tank 20. Shields 28 act as actual anodes. The first reference electrode 8 is arranged in proximity to the anodes 5. Similarly, the second reference electrode 9 is arranged close to the cathode 1. Using the respective voltmeters 16, 15, 14, between the cathode 1 and the first reference electrode 8, between the second reference electrode 9 and the first reference electrode 8, and the first reference electrode The voltages between 8 and the anodes 5 are measured. Tank 20 is completely filled with electrolyte fluid 22.

실제로 수행된 테스트에서, 캐소드 (1) 상에 피복된 금속의 양이 충분하지 않다는 것이 나타났다. 동시에, 비록 인가되는 전압이 20V 였더라도, 캐소드 (1) 와 애노드들 (5) 사이에는 일반적인 피복 셀들 (단지 2 - 3V 에서 10A) 과 비교하여 단지 약 100㎃ 의 아주 작은 전류가 측정되었다. 따라서, 이러한 이유에는 예를 들어,In the tests actually carried out, it was shown that the amount of metal coated on the cathode 1 was not sufficient. At the same time, even though the voltage applied was 20V, a very small current of only about 100 mA was measured between the cathode 1 and the anodes 5 in comparison with typical covering cells (10 A at only 2-3 V). Thus, for this reason, for example,

1. 캐소드 (1) 와 전해질 유체 (22) 사이의 불충분한 전기 접촉,1. insufficient electrical contact between the cathode 1 and the electrolyte fluid 22,

2. 전선관들 (29) 의 파열,2. rupture of the conduits 29,

3. 애노들 (5) 과 전해질 유체 (22) 사이의 불충분한 전기 접촉, 또는3. insufficient electrical contact between the anodes 5 and the electrolyte fluid 22, or

4. 전선관들 (29) 를 통과하는 부족한 전해질 유체의 유량 : 을 들 수 있다.4. Flow rate of the insufficient electrolyte fluid through the conduits (29).

2 개의 기준 전극들 (8, 9) 과 전압계들 (14, 15) 를 구비하는, 본 발명에 따른 측정 장비를 설계함에 있어서, 본 발명에 따라 다음의 결과들이 동시에 얻어질 수 있어 결함을 찾는 것이 가능했다.In designing the measuring equipment according to the invention, which comprises two reference electrodes 8, 9 and voltmeters 14, 15, the following results can be obtained simultaneously according to the invention in order to find a defect. It was possible.

전압계 (16) 를 사용하여 시간에 걸쳐 안정된 약 0.5V 의 전압이 캐소드 (1) 와 제 2 기준 전극 (9) 간에 측정되었다. 전압계 (15) 에 의해 측정된 바와 같이, 2 개의 기준 전극들 (8, 9) 사이의 전압은 1V 이고 시간에 걸쳐 안정되었다. 이와 대조적으로, 제 1 기준 전극 (8) 과 애노드 (5) 사이의 전압은 약 18.5V 이고 시간에 걸쳐 전체 전압에 의해 잇따라 변화하였다 (varied in time with the overall voltage). A voltage of about 0.5 V stabilized over time using the voltmeter 16 was measured between the cathode 1 and the second reference electrode 9. As measured by the voltmeter 15, the voltage between the two reference electrodes 8, 9 is 1V and settled over time. In contrast, the voltage between the first reference electrode 8 and the anode 5 is about 18.5 V and changed in time with the overall voltage.

이러한 결과들은 전술한 이유 1, 2, 4 를 제외시키도록 한다. 애노드들 (5) 과 전해질 유체 (22) 사이의 과도기 상태에서 (at the transition) 확립된 전기 접촉을 개선시킴으로써 상기 문제점이 해결될 수 있다. 애노드 바스킷 주변에 배치된 다이아프렘이 더이상 전해질 유체내에서 젖어있지 않다는 사실이 확인되었다.These results exclude the reasons 1, 2, and 4 described above. The problem can be solved by improving the established electrical contact at the transition between the anodes 5 and the electrolyte fluid 22. It was found that the diaphragms disposed around the anode basket are no longer wet in the electrolyte fluid.

추가적인 예에서, 반도체 웨이퍼 (1) 상에 구리층을 피복시키는데 전기 분해의 구리 배스 (22) 가 사용되었다. 약 100㎚ 두께의 구리 시드층이 웨이퍼 (1) 에 제공되었다. 구리 시드층을 노출시키는 비어들과 트렌치들을 가지는 포토레지스트층으로 구리 시드층이 코팅되었다. 구리 배스 (22) 는 일반적으로 물리-기능적 특성들 (physico-mechanical properties) 을 최적화시키는데 사용되는 일반적 첨가 성분들뿐만 아니라, 황산구리, 황산, 및 염화나트륨 (sodium chloride) 의 소량을 함유한다. 배스 (22) 는 도 4 에 도시된 탱크의 설계를 가지는 피복 탱크 (20) 에서 작용된다 (operated). 애노드 (5) 는 티타늄의 팽창 금속 시트 (expanded metal sheet of titanium) 로 이루어지며 불용성이고, 그것은 귀금속 (예를 들어, 플라티늄) 과 반응이 활성화된다. 상기 배스 (22) 에서 아주 작은 명목상의 구리 이온 농도를 유지하기 위해, 탱크 (20) 와 유체 연결된 별개의 용기 (미도시) 에서 구리 조각들이 용해되었다. 또한, 구리 용해를 촉진시키기 위해, 배스 (22) 는 Fe (Ⅱ), Fe (Ⅲ) 화합물들을 함유하고 있다. 이러한 목적에 적합한 배스는 예를 들어 독일 특허 제 199 15 146 C1 호에 개시된다.In a further example, an electrolytic copper bath 22 was used to coat the copper layer on the semiconductor wafer 1. A copper seed layer about 100 nm thick was provided on the wafer 1. The copper seed layer was coated with a photoresist layer having vias and trenches exposing the copper seed layer. Copper bath 22 generally contains small amounts of copper sulfate, sulfuric acid, and sodium chloride, as well as general additives used to optimize physico-mechanical properties. Bath 22 is operated in a cladding tank 20 having the design of the tank shown in FIG. The anode 5 consists of an expanded metal sheet of titanium and is insoluble, which activates the reaction with the noble metal (for example, platinum). In order to maintain a very small nominal copper ion concentration in the bath 22, copper pieces were dissolved in a separate vessel (not shown) in fluid connection with the tank 20. Also, in order to promote copper dissolution, the bath 22 contains Fe (II) and Fe (III) compounds. Baths suitable for this purpose are for example disclosed in German Patent No. 199 15 146 C1.

웨이퍼 (1) 가 도입되어 구리 배스 (22) 에 접촉되고 그 후 약간의 아이들 (idle) 시간이 경과한 후, 웨이퍼 (1) 가 금속화되도록 전류가 스위치 온 되었다. 전류를 스위치 온 시키기 전에, 구리 도금 배스 (22) 에 의해 또는, 보다 상세하게는, 이 배스내의 Fe (Ⅲ) 이온 화합물들에 의해 상기 구리 시드층이 에칭되는 위험상태에 놓이게 된다. 이러한 이유 때문에, 만약 구리 시드층이 제 1 구리 피복전에 적어도 일부 용해되었다면 전기 도금은 곤란하게 된다.After the wafer 1 was introduced and brought into contact with the copper bath 22 and after some idle time had elapsed, the current was switched on so that the wafer 1 was metallized. Prior to switching on the current, the copper seed layer is in danger of being etched by the copper plating bath 22 or, more specifically, by Fe (III) ionic compounds in the bath. For this reason, electroplating becomes difficult if the copper seed layer is at least partially dissolved before the first copper coating.

웨이퍼 (1) 와 애노드 (5) 사이를 흐르는 전기 분해 전류에 의해, 전기 도금이 영향을 받는다. 웨이퍼 (1) 의 안전한 웨팅이 일어났는지 및 웨이퍼 (1) 의 표면에 충분히 두꺼운 구리 시드층이 여전히 존재하는지를 확인하기 위해, 웨이퍼 (1) 와 기준 전극 (9) 사이의 전압을 시간에 걸쳐 측정함으로써 구리 피복에 대한 안전한 시작을 용이하게 판정할 수 있다. 만약, 그 전압이 예상되는 범위의 값이내에 있는 것으로 판단되지 않으면, 불충분한 전기 도금이 예상된다.Electroplating is affected by the electrolysis current flowing between the wafer 1 and the anode 5. By measuring the voltage between the wafer 1 and the reference electrode 9 over time to ensure that a safe wetting of the wafer 1 has occurred and that there is still a sufficiently thick copper seed layer on the surface of the wafer 1 Safe start to copper cladding can be easily determined. If it is not determined that the voltage is within the value of the expected range, insufficient electroplating is expected.

또한, 웨이퍼 (1) 와 기준 전극 (9) 사이의 전압도 측정되었다. 전체 전기 도금 공정 동안에 이 측정을 실행하여 웨이퍼 (1) 에 대해 소정의 전위 제어가 달성되었다. 또한 이것은 웨이퍼 (1) 의 침지와 웨팅의 방법 단계들을 포함하는 전체 전기 도금 공정 동안에 공정의 안정성을 보장해주었다. 만약, 적당한 전압이 상기 웨이퍼 (1) 에 인가되면, 시드층의 에칭이 방지될 수 있다는 것이 확인되었다. 이들 조건들에서, 웨이퍼 (1) 의 웨팅 주기는 최적화 즉, 연장될 수 있다. In addition, the voltage between the wafer 1 and the reference electrode 9 was also measured. This measurement was performed during the entire electroplating process to achieve the desired potential control for the wafer 1. This also ensured the stability of the process during the entire electroplating process including the method steps of dipping and wetting the wafer 1. It has been found that if a suitable voltage is applied to the wafer 1, etching of the seed layer can be prevented. Under these conditions, the wetting period of the wafer 1 can be optimized, i. E. Extended.

동시에, 또한 상기 애노드 (5) 에서의 가벼운 조건들 (imponderable conditions) 에 의해 프로세싱이 영향을 받는다는 것을 알 수 있다. 매우 높은 도금 레이트는 도금 배스 (22) 에서의 물질 전송이 (Fe (Ⅱ) 내지 Fe (Ⅲ) 의 반응을) 결정하는 레이트가 되도록 한다. 이것은 물의 전기 분해를 일으키고 그 결과 애노드 (5) 에서 산소 가스 거품이 발생된다. 동시에, 애노드 전위는 변하는 것으로 (to shift) 측정되었다. 바람직하지 못한 조건하에서는, 애노드 (5) 와 기준 전극 (8) 사이의 전압을 측정함으로써 이러한 변화가 검출되었다. 따라서, 불완전한 프로세싱을 방지하기 위해, 정상 범위밖에 있는 전압을 확인함으로써, 상기 프로세싱 파라미터들이 적절하게 조정될 수 있었다.At the same time, it can also be seen that the processing is influenced by the imperderable conditions at the anode 5. The very high plating rate causes the mass transfer in the plating bath 22 to be a rate that determines (the reaction of Fe (II) to Fe (III)). This causes electrolysis of the water and results in oxygen gas bubbles at the anode 5. At the same time, the anode potential was measured to shift. Under unfavorable conditions, this change was detected by measuring the voltage between the anode 5 and the reference electrode 8. Thus, by identifying voltages outside the normal range, the processing parameters could be adjusted accordingly to prevent incomplete processing.

따라서, 만약 언급된 상기 전압들과 클램프 전압이 정상 범위로부터 벗어나면, 불완전한 애노드의 및/또는 캐소드의 공정들에 의해 초래된 프로세싱 결함들이 검출될 수 있다는 것이 확인되었다. 단지 웨이퍼 (1) 와 애노드 (5) 사이의 클램프 전압뿐만 아니라 동시에 이들 전압들을 측정함으로써, 상기 결함의 원인을 파악할 수 있었다.Thus, it has been found that if the above mentioned voltages and clamp voltages deviate from the normal range, processing defects caused by incomplete anode and / or cathode processes can be detected. By measuring these voltages at the same time as well as the clamp voltage between the wafer 1 and the anode 5, it was possible to determine the cause of the defect.

본 명세서에서 설명된 상기 예들과 실시형태들은, 단지 설명을 위한 것이라는 점과 본 출원에서 설명된 특징들의 조합뿐만 아니라 다양한 변경과 변화들은 당업자에게 자명하며, 발명의 정신과 범위 및 첨부된 청구항들의 범위 이내에 포함된다. 본 명세서에서 인용된 모든 간행물, 특허 및 특허출원들은 참조로서 포함된다.The examples and embodiments described herein are for illustrative purposes only and various modifications and changes as well as combinations of the features described in this application are apparent to those skilled in the art and are within the spirit and scope of the invention and the scope of the appended claims. Included. All publications, patents, and patent applications cited herein are incorporated by reference.

도면 부호들의 리스트List of reference numbers

1 반도체 기판 (캐소드)1 semiconductor substrate (cathode)

2 시작층 (시드층, 도금 베이스)2 starting layer (seed layer, plating base)

3 유전층3 dielectric layers

4 유전층 (3) 에서의 구조4 Structure in dielectric layer (3)

5 애노드5 anode

6 전류 공급원 (전압 공급원)6 Current source (voltage source)

7 클램프 전압 U 에 대한 전압계7 Voltmeter for clamp voltage U

8 제 1 기준 전극8 first reference electrode

9 제 2 기준 전극9 second reference electrode

10 전위차10 potential difference

11 애노드 (5) 에서의 전압 강하11 Voltage drop at anode 5

12 전해질 (22) 에서의 전압 강하12 Voltage drop in electrolyte 22

13 캐소드 (1) 에서의 전압 강하Voltage drop at 13 cathodes (1)

14, 15, 16 전압계들14, 15, 16 voltmeters

20 탱크20 tank

21 유체 레벨21 fluid levels

22 전해질 유체22 electrolyte fluid

23, 24 모세관들23, 24 capillaries

25, 26 기준 전극 용기들25, 26 reference electrode containers

27 전선들27 wires

28 실드들 (실제 아노드)28 Shields (actual anode)

29 전선관29 conduit

30 클램프 전압30 clamp voltage

Claims (12)

전기 분해 공정을 모니터링하는 장치로서,A device for monitoring the electrolysis process, 하나 이상의 애노드와 하나 이상의 캐소드,One or more anodes and one or more cathodes, 상기 하나 이상의 애노드 표면 또는 하나 이상의 캐소드 표면에 배치되는 하나 이상의 기준 전극, 및One or more reference electrodes disposed on the one or more anode surfaces or one or more cathode surfaces, and 상기 하나 이상의 애노드와 상기 하나 이상의 기준 전극 사이 및 상기 하나 이상의 기준 전극과 상기 하나 이상의 캐소드 사이의 전압들을 검출하기 위해 각각 제공되는 하나 이상의 전압계를 구비하는, 전기 분해 공정 모니터링 장치.And one or more voltmeters respectively provided for detecting voltages between the one or more anodes and the one or more reference electrodes and between the one or more reference electrodes and the one or more cathodes. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하나 이상의 애노드의 표면에 하나 이상의 제 1 기준 전극이 배치되고 상기 하나 이상의 캐소드의 표면에 하나 이상의 제 2 기준 전극이 배치되며,At least one first reference electrode is disposed on a surface of the at least one anode and at least one second reference electrode is disposed on a surface of the at least one cathode, 전압계가 상기 하나 이상의 애노드와 상기 하나 이상의 제 1 기준 전극 사이, 상기 하나 이상의 제 1 기준 전극과 상기 하나 이상의 제 2 기준 전극 사이, 및 상기 하나 이상의 제 2 기준 전극과 상기 하나 이상의 캐소드 사이의 전압들을 검출하기 위해 각각 제공되는, 전기 분해 공정 모니터링 장치.A voltmeter is used to determine voltages between the one or more anodes and the one or more first reference electrodes, between the one or more first reference electrodes and the one or more second reference electrodes, and between the one or more second reference electrodes and the one or more cathodes. Respectively provided for detection. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 하나 이상의 기준 전극은 상기 하나 이상의 애노드의 표면 또는 상기 하나 이상의 캐소드의 표면과 모세관들을 통해 소통되는, 전기 분해 공정 모니터링 장치. And the one or more reference electrodes are in communication with the surface of the one or more anodes or the surface of the one or more cathodes through capillaries. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 전해질 유체가 상기 모세관들을 통해 상기 하나 이상의 기준 전극으로 전달될 수 있는 수단이 제공되는, 전기 분해 공정 모니터링 장치.Apparatus is provided, through which capacitive electrolyte fluid can be delivered to the one or more reference electrodes. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 하나 이상의 애노드와 상기 하나 이상의 캐소드는 평행하고 수평하게 향하거나 또는 수평선으로부터 기울어지는, 전기 분해 공정 모니터링 장치.Wherein said at least one anode and said at least cathode are oriented parallel and horizontal or inclined from a horizontal line. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 캐소드는 웨이퍼 또는 칩 캐리어 기판이고 상기 애노드는 금속 플레이트인, 전기 분해 공정 모니터링 장치.Wherein said cathode is a wafer or chip carrier substrate and said anode is a metal plate. 하나 이상의 애노드 및 하나 이상의 캐소드, At least one anode and at least one cathode, 상기 하나 이상의 애노드의 표면 또는 상기 하나 이상의 캐소드의 표면에 배치되는 하나 이상의 기준 전극, 및 One or more reference electrodes disposed on the surface of the one or more anodes or the surface of the one or more cathodes, and 상기 하나 이상의 애노드와 상기 하나 이상의 기준 전극 사이 및 상기 하나 이상의 기준 전극과 상기 하나 이상의 캐소드 사이의 전압들을 검출하기 위해 각각 제공되는 하나 이상의 전압계를 구비하는 전해조에서의,In an electrolytic cell having one or more voltmeters respectively provided for detecting voltages between the one or more anodes and the one or more reference electrodes and between the one or more reference electrodes and the one or more cathodes, 전기 분해 공정을 모니터링하는 방법으로서,As a method of monitoring the electrolysis process, 상기 방법은,The method, a) 상기 하나 이상의 애노드와 상기 하나 이상의 캐소드 사이에 전류의 흐름을 제공하는 단계, 및a) providing a flow of current between the at least one anode and the at least one cathode, and b) 상기 하나 이상의 애노드와 상기 하나 이상의 기준 전극 사이, 및 상기 하나 이상의 기준 전극과 상기 하나 이상의 캐소드 사이의 각각의 전압들을 동시에 검출하는 단계를 포함하는, 전기 분해 공정 모니터링 방법.b) simultaneously detecting respective voltages between the one or more anodes and the one or more reference electrodes and between the one or more reference electrodes and the one or more cathodes. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 하나 이상의 애노드의 표면에 배치되는 하나 이상의 제 1 기준 전극과,상기 하나 이상의 캐소드의 표면에 배치되는 하나 이상의 제 2 기준 전극이 제공되고,At least one first reference electrode disposed on a surface of the at least one anode and at least one second reference electrode disposed on a surface of the at least one cathode, 상기 단계 b) 는Step b) is b1) 상기 하나 이상의 애노드와 상기 하나 이상의 제 1 기준 전극 사이의 전압을 검출하는 단계,b1) detecting a voltage between the at least one anode and the at least one first reference electrode, b2) 상기 하나 이상의 제 1 기준 전극과 상기 하나 이상의 제 2 기준 전극 사이의 전압을 검출하는 단계, 및 b2) detecting a voltage between the at least one first reference electrode and the at least one second reference electrode, and b3) 상기 하나 이상의 제 2 기준 전극과 상기 하나 이상의 캐소드 사이의 전압을 검출하는 단계를 포함하는, 전기 분해 공정 모니터링 방법.b3) detecting a voltage between said at least one second reference electrode and said at least one cathode. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,The method according to claim 7 or 8, 상기 하나 이상의 기준 전극은 상기 하나 이상의 애노드의 표면 또는 상기 하나 이상의 캐소드의 표면과 모세관들을 통해 접촉되는, 전기 분해 공정 모니터링 방법. And the at least one reference electrode is in contact with the surface of the at least one anode or the surface of the at least one cathode through capillaries. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 전해질 유체가 상기 모세관들을 통해 상기 하나 이상의 기준 전극으로 전달되는, 전기 분해 공정 모니터링 방법.And an electrolytic fluid is delivered through said capillaries to said at least one reference electrode. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 7 to 10, 상기 하나 이상의 애노드와 상기 하나 이상의 캐소드는 평행하고 수평하게 향하거나 또는 수평선으로부터 기울어지는, 전기 분해 공정 모니터링 방법.Wherein said at least one anode and said at least one cathode face parallel and horizontal or inclined from a horizontal line. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 7 to 11, 상기 캐소드는 웨이퍼 또는 칩 캐리어 기판이고 상기 애노드는 금속 플레이트이며,The cathode is a wafer or chip carrier substrate and the anode is a metal plate, 상기 금속은 상기 웨이퍼상에 전기 분해로 피복되는, 전기 분해 공정 모니터링 방법. And the metal is electrolytically coated on the wafer.
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