TWI708939B - 電鍍期間中監視電解液 - Google Patents

電鍍期間中監視電解液 Download PDF

Info

Publication number
TWI708939B
TWI708939B TW105111169A TW105111169A TWI708939B TW I708939 B TWI708939 B TW I708939B TW 105111169 A TW105111169 A TW 105111169A TW 105111169 A TW105111169 A TW 105111169A TW I708939 B TWI708939 B TW I708939B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electroplating
voltage
substrate
electrode
reading
Prior art date
Application number
TW105111169A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201700971A (zh
Inventor
麥修 謝爾曼 索倫
史蒂芬 Ｔ 邁爾
Original Assignee
美商蘭姆研究公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商蘭姆研究公司 filed Critical 美商蘭姆研究公司
Publication of TW201700971A publication Critical patent/TW201700971A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI708939B publication Critical patent/TWI708939B/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/12—Process control or regulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/12—Semiconductors
    • C25D7/123—Semiconductors first coated with a seed layer or a conductive layer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
    • G01N27/07—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/301—Reference electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/001—Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells

Abstract

本文中描述一種使用電壓讀值以監視在電鍍槽中之電鍍浴品質之方法及設備。該方法涉及在電鍍處理期間中獲得即時電壓讀值、及判定電壓讀值是否在特定時間之預期電壓讀值之閾限偏差內。

Description

電鍍期間中監視電解液
本發明係關於在電鍍期間中監視電解液。
電化學沉積係使用於精密的封裝及多晶片互連技術，一般稱為直通矽穿孔（through silicon via, TSV）及晶圓級封裝（WLP）電連線技術。這些技術呈現出重大的挑戰。
一般而言，產生TSV之處理大致近似於鑲嵌處理，而是實施於較大且具有高深寬比之凹陷特徵部上。在TSV處理中，首先將凹洞或凹部蝕刻至基板（例如，矽晶圓）中；然後可形成介電襯墊在凹陷特徵部之內表面與基板之場域兩者上；接著使凹陷特徵部之內表面與基板之場域兩者金屬化，其係利用擴散阻障物及∕或黏著層（例如，Ta、Ti、TiW、TiN、TaN、Ru、Co、Ni、W）、及“可電鍍晶種層＂（例如，Cu、Ru、Ni、Co，其可藉由，例如，物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、原子層沉積（ALD）或無電鍍處理）而沉積。然後，例如，利用“底部往上＂（bottom up）銅電鍍而以金屬填充金屬化的凹陷特徵部。應當注意，介電襯墊可能不沉積於非導電的基板，例如，玻璃、藍寶石或高分子基板。
相較之下，直通光阻WLP特徵部形成通常以不同的方式進行。處理通常由實質平坦的基板開始，基板可包含某些低深寬比的穿孔或銲墊。實質平坦的介電基板覆蓋著黏著層、接著為晶種層（通常藉由PVD所沉積）。接著，光阻層被沉積及圖案化於晶種層上，以產生開放區域之圖案，其中晶種層係露出的其次，使金屬電鍍至開放區域中，以形成柱體、線、或另一特徵部在基板上。在藉由蝕刻而剝除光阻及移除晶種層之後，留下各種電隔離的、有圖案的結構在基板上。
相較於鑲嵌應用，這兩個技術（TSV及直通光阻電鍍）需要電鍍在明顯較大的尺寸級上。取決於封裝特徵部（例如，直通晶片連接TSV、互連再分配電線、或晶片至板或晶片接合，例如覆晶柱體）之種類及應用，受電鍍的特徵部之直徑經常大於約2微米，且直徑可為約5至約100微米（例如，柱體之直徑可為約50微米）。對於某些晶片上（on-chip）結構，例如電源匯流排，待電鍍的特徵部可大於100微米。直通光阻WLP特徵部通常為約2:1（高度對寬度）或更低，更通常為1:1或更低，而TSV結構可能具有非常高的深寬比（例如，約10:1或20:1）。
提出一種藉由在電填充處理中監視來自電鍍電源之電壓讀值以測試電鍍浴品質之方法及設備。某些態樣涉及，藉由在電鍍處理過程中對於個別的晶圓監視電壓、監視電鍍浴之條件、及∕或監視電鍍槽硬體之條件以控制電鍍槽。
一態樣涉及電鍍槽之控制方法，藉由監視電鍍浴之條件以控制該電鍍槽，該方法包含：(a) 讀取在做為第一電極之基板與第二電極之間之初始電壓；(b) 在電鍍槽中之基板上之電鍍期間，重複地讀取在基板與第二電極之間之電壓；(c) 比較電壓之重複讀值之每一者與對應預期電壓，對應預期電壓在電鍍期間從初始電壓漂移，其中該漂移係由產生良好電鍍結果之基板電鍍操作所判定；(d) 藉由大於閾限偏差之一值，判定電壓之重複讀值其中一或更多者係從對應預期電壓偏離；及 (e) 回應藉由大於閾限偏差之一值而判定電壓之重複讀值其中一或更多者係從對應預期電壓偏離，傳送通知及∕或暫時停止電鍍槽之操作。在某些實施例中，步驟 (e) 包含將電鍍槽設置於錯誤狀態，以防止在潛在不符要求的電鍍浴中或經由失效的硬體而進行額外基板之自動化處理。在某些實施例中，在步驟 (e) 中將電鍍槽設置於錯誤狀態之步驟包含，將特定的電鍍槽及所有相關的電鍍槽（使用超過閾限之相同電鍍浴）設置於錯誤狀態。
在各種實施例中，第二電極為陽極反電極。在某些實施例中，第二電極為輔助次要陽極（例如，與“主要＂陽極分開使用及操作，用於晶圓上均勻性操控）。在某些實施例中，第二電極為靠近基板之參考電極。電鍍槽可耦接至電源，電源係用以獲得在基板與第二電極之間之電壓之重複讀值。
基板可包含複數凹陷特徵部，在基板上之電鍍可包含：以優先填充凹陷特徵部之方式在基板上沉積金屬層。凹陷特徵部可為在基板上之直通矽穿孔結構中之複數穿孔。凹陷特徵部可為鑲嵌穿孔及∕或線。凹陷特徵部可為在直通光阻圖案中之線或穿孔。電鍍浴可包含添加劑以優先填充凹陷特徵部。
在各種實施例中，當施加固定電流於基板與第二電極之間時，讀取電壓之重複讀值其中一或多者之全部。電壓之重複讀值其中一或更多者可為用於判定在步驟 (e) 中是否將電鍍槽設置於錯誤狀態之僅有的電壓讀值。在某些實施例中，在步驟 (e) 中將電鍍槽設置於錯誤狀態之判定係僅僅回應藉由大於閾限偏差之一值而判定電壓之重複讀值其中一或更多者係從對應預期電壓偏離。重複讀值之量並不用以判定在步驟 (e) 中是否將電鍍槽設置於錯誤狀態。在電壓是處理控制參數而不是電流之某些實施例中，以與本文中其它地方所述之實質相同的方式而監視電流回應之讀值。
在某些實施例中，該方法亦包含：在開始施加固定電流之後，在重複地讀取在基板與第二電極之間之電壓之前等待一延遲期間。
該方法亦可包含：藉由加入初始電壓至在電鍍期間變化之漂移參數，判定對應預期電壓，其中在重複地讀取在基板與第二電極之間之電壓之前，讀取在基板與第二電極之間之初始電壓，其中漂移參數係獨立於在基板與第二電極之間之電壓之重複讀值之總量，及其中漂移參數對應於由產生良好電鍍結果之基板電鍍操作所判定之漂移。
在各種實施例中，該方法亦可包含：當比較電壓之重複讀值之每一者與在電鍍期間從初始電壓漂移之對應預期電壓，正規化初始電壓，其中在重複地讀取在基板與第二電極之間之電壓之前，讀取在基板與第二電極之間之初始電壓。正規化可包含：在比較電壓之重複讀值與對應預期電壓之前，將電壓之重複讀值減去初始電壓。
在某些實施例中，漂移為時間之線性函數。在某些實施例中，漂移為時間之對數函數。漂移可包含在電鍍期間之三段漂移曲線，俾使該曲線包含：(i) 電壓之逐漸減少、(ii) 電壓之快速增加、及 (iii) 穩定電壓之期間。在各種實施例中，基板包含複數凹陷特徵部，且在 (ii) 中之快速增加在特徵部被完全填充之前立即發生。閾限偏差可取決於漂移曲線且可包含一或更多閾限偏差，其中對應於 (ii) 之閾限偏差係大於對應於 (i) 之閾限偏差。
在各種實施例中，電鍍包含一或更多電鍍步驟，在該一或更多步驟之每一者中施加固定電流。一步驟之電流可與緊接在前的步驟之電流相同或不同。
在某些實施例中，預期電壓漂移包含複數線性部分，線性部分係由經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板所獲得之電壓讀值而加以模型化。預期電壓可包含經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板之正規化及平均電壓讀值。
在各種實施例中，比較電壓之重複讀值之每一者與在電鍍期間從初始電壓漂移之對應預期電壓之步驟包含：求取電壓之重複讀值之一或更多導數，及對於經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板，比較導數與對應電壓讀值之一或更多平均導數。
另一態樣可包含在基板之電鍍期間監視電鍍溶液之條件之設備，基板包含一或更多凹陷特徵部，該設備包含：(a) 電鍍容器，用以容納電鍍溶液，其中該設備係用以將來自電鍍溶液之金屬電沉積至基板上；(b) 電源；(c) 電極；(d) 控制器，包含用以執行下列步驟之程式指令及∕或邏輯：(i) 偵測在基板與電極之間之初始電壓；(ii) 在電鍍溶液中電鍍金屬層在基板上；(iii) 在步驟 (ii) 期間重複地讀取在基板與電極之間之電壓；(iv) 藉由大於閾限偏差之一值以判定在步驟 (iii) 中之電壓讀值是否大於對應預期電壓；及 (v) 回應於判定在步驟 (iv) 中之偏差大於閾限偏差，傳送通知及∕或暫時停止電鍍容器之操作，其中閾限偏差係基於預期電壓，其中對應預期電壓係從初始電壓漂移，及其中漂移係由產生良好電鍍結果之電鍍處理中之電壓讀值所判定。
在某些實施例中，傳送通知及∕或暫時停止電鍍容器之操作之步驟包含：將電鍍容器設置於錯誤狀態。
在各種實施例中，預期電壓漂移包含複數線性部分，線性部分係由經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板所獲得之電壓讀值而加以模型化。
預期電壓可包含經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板之正規化及平均電壓讀值。
在某些實施例中，藉由大於閾限偏差之一值以判定在步驟 (iii) 中之電壓讀值是否大於對應預期電壓之步驟包含：求取重複電壓讀值之一或更多導數，及對於經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板，比較導數與對應電壓讀值之一或更多平均導數。
這些及其它態樣將參考著圖式而進一步說明如下。
在以下敘述中，數個特定細節被提出以提供對於所呈現的實施例之徹底了解。所揭露的實施例可在沒有這些特定細節之部分或全部之情況下加以實施。在其它的情況下，熟知的處理操作並未詳細地描述以免不必要地混淆所揭露的實施例。雖然所揭露的實施例將結合特定實施例而加以敘述，但應當了解，其並非用來限制所揭露的實施例。
鑲嵌處理為用於在積體電路上形成金屬線之方法。直通矽穿孔（TSV）經常與鑲嵌處理一起使用，藉由內部配線提供直立排列的電子元件之互連，因而產生三維（3D）封裝及3D積體電路。這樣的3D封裝及3D積體電路可顯著地降低多晶片電子電路之複雜性及整體尺寸。在鑲嵌處理期間或在TSV中所形成之積體電路之表面上之導電繞線（conductive route）一般係以銅加以填充。
TSV為一種用於電連接之穿孔，完全穿過半導體工作件（例如，矽晶圓或晶粒）。在本揭露內容中，使用多種術語以描述半導體工作件。例如將“晶圓＂與“基板＂交替使用。典型TSV處理涉及，形成TSV孔且沉積保形擴散阻障物及導電晶種在基板上，接著用金屬填充TSV孔。TSV孔通常具有高深寬比，使得將銅無空隙地沉積至這樣的結構中成為一項具有挑戰性的任務。TSV通常具有5:1或更高的深寬比，像是10:1或更高，甚至20:1或更高（例如達到約30:1），開口寬度為約0.1 µm或更多的，像是5 µm或更多，且深度約5 µm或更多，像是約50 µm或更多，及約100 µm或更多。TSV之範例包含5×50 µm及10×100 µm之特徵部。在以酸敏感晶種層塗布時，如此大的凹陷特徵部尤其難以使用習知技術加以填充。銅之化學氣相沉積（CVD）需要複雜且昂貴之前驅物，而物理氣相沉積（PVD）沉積常常產生空隙及有限的階梯覆蓋率（step coverage）。藉由電化學反應以將金屬沉積、或鍍覆至導電表面上之處理通常稱之為電鍍、鍍覆（plating）、或電填充。電鍍為一種將銅沉積至TSV結構中之較常見方法，然而，由於TSV之大尺寸及高深寬比，所以電鍍亦帶來一組挑戰。銅通常被使用做為TSV孔填充中之導電金屬，因為其支持在複雜整合（例如，3D封裝及3D積體電路）下所承受的高電流密度。銅亦支持高元件速度。此外，銅具有良好的熱傳導性並且可以高純度狀態獲得。
如本文中所討論，含銅金屬被稱為“銅＂，其包含但不限於純銅金屬、銅與其它金屬之合金、及摻入非金屬物種之銅金屬，例如使用在電填充操作期間之有機及無機化合物（例如整平劑、加速劑、抑制劑、表面活性劑等）。
雖然電鍍處理之敘述主要將參考銅電鍍，尤其是TSV銅鑲嵌電鍍，但應當了解，本文中所提供之方法及相關設備構造可用於電鍍其它金屬及合金，例如Au、Ag、Ni、Ru、Pd、Sn、In、及任何這些金屬之合金，例如Sn∕Ag或Sn∕In合金等，及用於直通光阻電鍍。電鍍電解液將包含所需的金屬離子（金屬鹽）源，且通常包含酸，以增加電解液導電性。
所揭露的方法及設備可用於電鍍各種凹陷特徵部，特別有利於填充TSV，其為具有相當大尺寸及高深寬比之凹陷特徵部。在某些實施例中，凹陷特徵部可為鑲嵌穿孔及∕或線。凹陷特徵部可為在直通光阻圖案中之線或穿孔。
圖1說明在基板100與電鍍溶液120接觸後，電鍍溶液成分之分佈，基板100具有凹陷特徵部或穿孔103。顯示出基板100的橫剖面概要圖。基板100包含一層矽101、及蝕刻至矽101中之穿孔103。在某些實施例中，介電襯墊（未顯示）可沉積在矽101上。擴散阻障層105（例如，W∕WN雙層）位於該層介電質上。晶種層107（例如，銅或鎳晶種層）位於阻障層105之頂部上，並且接觸電鍍溶液120。在某些實施例中，保形膜堆疊可存在基板上。電鍍溶液120包含金屬鹽、酸、及添加劑（例如，加速劑及抑制劑）。如圖1所示，在典型的TSV電填充處理中，對基板100施加負電性偏壓且使其接觸在電鍍浴中之電鍍溶液120，其通常包含金屬鹽（例如，做為銅離子源之銅甲烷磺酸鹽或硫酸銅）、酸（例如，用於控制導電率之甲烷磺酸或硫酸）、且伴隨著添加劑（例如，氯離子及各種官能基類別之有機添加劑），被稱為抑制劑（suppressor）、加速劑（accelerator）、及整平劑（leveler）。添加劑
用於TSV應用及，在某些情況中，WLP應用中之電鍍可以低電流加以實施，以避免夾止的空隙之形成，並且提供在高深寬比特徵部中之銅之擴散。在電鍍溶液中可包含添加劑，以藉由改變在基板上之電鍍溶液之行為而能夠進行特徵部之底部往上填充。示例性添加劑包含抑制劑、加速劑、及整平劑。在某些實施例中，抑制劑做為抑制劑及整平劑兩者（例如，抑制劑可具有“整平特性＂）。示例性添加劑組可包含60 g/L的Cu、60 g/L的硫酸、50 ppm的氯化物及HSL-A加速劑和HSL-B抑制劑，其可購自Moses Lake Industries，Moses Lake，WA。
在電鍍期間，在晶圓表面上之添加劑之改變可能在固定的電流電鍍步驟中造成電壓漂移。例如，不受限於特定理論，發明人相信，吸附在晶圓表面上抑制劑之表面濃度會隨著時間而降低，因為人被加速劑之吸附所取代，因而降低極化及降低電極之間之電壓。吸附的加速劑在穿孔之底部之局部的高表面濃度導致在穿孔及底部往上填充中之增加的電鍍速率。當穿孔幾乎達成完全填充時，局部加速效應會降低–部分係由於抑制劑及∕或整平劑取代了在穿孔中之加速劑–且極化會增加。加速劑活性之下降，減少了在穿孔上之大凸塊之形成，且通常被稱為“整平化＂。在本文中所使用之抑制劑可能具有整平特性。抑制劑
雖然不欲受限於任何理論或作用機制，但發明人相信，抑制劑（單獨或與其它電鍍浴添加劑之組合）為表面極化化合物，其可明顯地增加在基板–電解液界面各處之壓降，尤其是當與表面化學吸附鹵化物（例如，氯化物或溴化物）一起存在時。鹵化物可做為介於抑制劑分子與晶圓表面之間之化學吸附橋樑能。抑制劑可具有以下兩種作用：（1）增加存在有抑制劑之區域之基板表面之局部極化（相對於無抑制劑之區域）；及（2）整體地增加基板表面之極化。增加的極化（局部及∕或整體）係對應至增加的電阻率∕阻抗，因此使特定施加電位下之電鍍較慢。
發明人相信，抑制劑不會大量地摻入沉積膜中，但抑制劑可能會在電鍍浴中隨著時間因電解或化學分解而緩慢地減少。抑制劑通常為相對大的分子，且在許多情況中具有聚合之本質（例如，聚乙烯氧化物、聚丙烯氧化物、聚乙二醇、聚丙二醇、等）。抑制劑之其它範例包含具有S-及∕或N-官能基團之聚乙烯及聚丙烯氧化物、聚乙烯氧化物及聚丙烯氧化物之嵌段聚合物、等。抑制劑可具有線性鏈結構、分支結構、或兩者。具有各種分子量之抑制劑分子常共同存在於市售的抑制劑溶液中。部分由於抑制劑的大尺寸，這些化合物擴散至凹陷特徵部中比其它電鍍浴成分為相對慢的。
某些抑制劑包含整平特性。雖然整平劑可能與抑制劑及∕或加速劑一起使用，但某些抑制劑可包含整平行為，其足以使用在所揭露的實施例中。
雖然不欲受限於任何理論或作用機制，但發明人相信，在某些情況中整平劑（單獨或與其它電鍍浴添加劑之組合）做為抑制劑，以抵消與加速劑相關的去極化效應，尤其是在基板之露出部分中（例如處理中基板之場域中）及特徵部之側壁。整平劑可局部增加基板之極化∕表面電阻，藉此在整平劑存在之區域中使局部電沉積反應減慢。整平劑之局部濃度在某種程度上係取決於質量傳輸。因此，整平劑主要作用在具有自表面突出之幾何形狀之表面結構上。此作用“平滑化＂電沉積層之表面。發明人相信，在許多情況中，整平劑在基板表面處以一速率進行反應或被消耗，該速率為擴散限制速率或接近擴散限制速率，因此，連續地供給整平劑經常有利於隨著時間而維持均勻的電鍍條件。
整平劑化合物被分類為整平劑，通常是基於其電化學功能與影響，並且不需要特定的化學結構或配方。然而，整平劑經常包含一或多個氮、胺、醯亞胺或咪唑，亦可包含硫官能基。某些整平劑包含一或更多五及六元環及∕或共軛有機化合物衍生物。氮基團可形成部分的環結構。在含胺的整平劑中，胺可為一級、二級、或三級烷基胺。此外，胺可為芳基胺或雜環胺。示例性胺包含，但不限於，二烷基胺、三烷基胺、芳烷基胺、三唑、咪唑、三唑、四唑、苯并咪唑、苯并三唑、哌啶、嗎啉、哌嗪、吡啶、噁唑、苯并噁唑、嘧啶、喹啉、及異喹啉。咪唑與吡啶可能是特別有用的。整平劑之範例為健那綠B（Janus Green B）。整平劑化合物亦可包含乙氧化物基團。例如，整平劑可包含一通用骨幹（類似於如在聚乙二醇或聚乙烯氧化物中所見的骨幹），且胺之片段（如健那綠B）功能性地插入鏈上。示例性環氧化物包含，但不限於，環氧鹵丙烷（例如環氧氯丙烷與環氧溴丙烷）、及聚環氧化物化合物。在某些情況中，具有二或更多環氧化物基團之聚環氧化物化合物可能是特別有用的，該二或更多環氧化物基團係藉由含醚鏈結而接合在一起。聚合性整平劑化合物之範例包含，但不限於，聚乙烯亞胺、聚醯胺胺、及胺與各種氧環氧化物或硫化物之反應產物。非聚合性整平劑之一範例為6-巰基-己醇。另一示例性整平劑為聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。加速劑
雖然不欲受限於任何理論或作用機制，但發明人相信，加速劑（單獨或與其它電鍍浴添加劑之組合）傾向於局部地降低與抑制劑存在相關的極化效應，藉此局部地增加電沉積速率。在吸附的加速劑最濃的區域中，極化效應之降低最顯著（即極化之降低為吸附的加速劑之局部表面濃度之函數）。示例性加速劑包含，但不限於，二巰基丙烷磺酸、二巰基乙烷磺酸、巰基丙烷磺酸、巰基乙烷磺酸、雙-(3-磺丙基)二硫化物（SPS）、及其衍生物。雖然加速劑可變為強吸附至基板表面，並且通常因為電鍍反應而變為側向表面不可移動，但加速劑通常不會被大量包含於膜中。因此，當沉積金屬時，加速劑會留存在表面上。在填充凹陷時，凹陷內之表面上之局部加速劑濃度增加。相較於抑制劑，加速劑傾向於具有較小的分子，並且較快速地擴散至凹陷特徵部中。底部往上填充
在底部往上填充之機制中，在電鍍表面上之凹陷特徵部傾向於受到金屬由特徵部之底部往頂部、以及由特徵部之側壁往內朝向中央之電鍍。可控制特徵部內與場域中之沉積速率，以達成均勻的填充並且避免在特徵部中造成空隙。上述的三種添加劑有利於完成底部往上填充，每一者作用以選擇性地增加或減少基板表面處之極化。
在電鍍之較後階段，尤其是在過載沉積時，加速劑可能非所欲地累積在某些區域 （例如在已填充特徵部之上），導致局部非所欲地過快電鍍。整平劑可用以抵消此效應。若無整平劑，特徵部可能傾向於過度填充並產生突部。因此，在底部往上填充電鍍之較後階段中，整平劑有利於產生相對平坦的沉積物。
使用抑制劑、加速劑及整平劑之組合，可使特徵部能夠由底部往上及由側壁往內填充而沒有空隙，同時產生相當平坦的沉積表面。添加劑供應商通常會將添加劑化合物之確切身分∕組成當作營業秘密加以維護，因此，與這些化合物之確切本質相關的資訊無法為公眾所知。監視電鍍浴
這些電鍍浴成分之濃度通常在處理過程中改變，因為該等成分併入受鍍基板，隨著時間劣化，等。劣化之速度及嚴重性可能出乎意外地變化。因此，為了達成始終令人滿意的填充結果，隨著時間而監視電鍍浴之組成是必要的。以此方式，當發現電鍍浴添加劑之濃度太低時，例如，可採取適當的步驟以增加該添加劑在電鍍浴中之濃度。
廣為使用之用以監視電鍍浴之習知方法通常利用掃描伏安庫侖法、電化學滴定、光譜學方法（例如，可見、IR及UV溶液分析）、及不同形式的HPLC，以分別嘗試評估處在接近目標操作濃度之各種已知電鍍浴成份（例如金屬、酸、及各添加物）之濃度。例如，在伏安庫侖法中，使用鉑旋轉盤電極（RDE）做為工作電極。訊號係藉由將於循環伏安圖之陽極剝除波期間通過之電荷加以積分而產生。一般而言，執行一系列類似的實驗，其中溶液中之目標物種之濃度被改變。溶液通常對於其它（非目標）電鍍浴物種之濃度非常不敏感。
對於在個別基板內以及在電鍍工具電鍍複數晶圓之過程中之填充處理品質，健全的控制是受到期待的。這樣的方法可指出，特定電鍍槽是否會（或不會）符合所定義的電鍍規格（例如，產生成功的底部往上填充）、不依賴任何特定添加劑成分、添加劑濃度或組成之具體細節、且毋需針對不同物種之存在而個別地進行測試。在不曉得可能存在於溶液中之特定物種身分之情況下，可執行所揭露的技術。該處理對於稀薄且無法被習知方法所偵測之副產物或污染物亦可能是敏感的。例如，在習知方法中，雖然所測得的添加劑濃度是落在規格內，但由於未偵測到的污染物，電鍍浴效能仍然可能是不良的。
本文中所提出的是用以在電鍍期間監視電鍍浴品質之方法及設備。某些所揭露的實施例可能在電鍍設備上實施，而無需替換或改變現有的硬體。例如，根據所揭露的實施例之處理可能被程式化至控制器中，該控制器用以控制電鍍設備之操作，例如供應電流至基板及陽極。
為了最佳化底部往上之填充，本文所述之電解處理可包含添加劑在至電解液中。然而，具有添加劑之電解液可能以非所欲的方式與陽極起反應。因此，電鍍槽之陽極與陰極區域有時由膜隔開，俾使具有不同組成之電鍍溶液可使用在各自的區域中。在陰極區域中之電鍍溶液被稱為陰極電解液，在陽極區域中之電鍍溶液被稱為陽極電解液。可使用多種工程設計以將陽極電解液與陰極電解液導入至電鍍設備中。用以電鍍基板之示例性設備係描繪於圖2中。該設備包含一或更多電鍍槽，在其中進行基板之處理。為了保持清晰，一電鍍槽係顯示於圖2中。
參考圖2，其顯示根據一實施例之電鍍設備201之橫剖面圖。電鍍浴203包含電鍍溶液（其可包含加速劑、抑制劑、及有時整平劑），其顯示為位準255。此容器的陰極電解液部分係適合將基板容納於陰極電解液中。基板207被浸沒於電鍍溶液中，並且受到，例如，安裝於可旋轉轉軸211上之“蛤殼式＂固持夾具209所固持，可旋轉轉軸211使得蛤殼式固持夾具209能與基板207一起旋轉。在美國專利第6,156,167號（授予Patton等人）及美國專利第6,800,187號（授予Reid等人）中，詳細地說明了具有適合與所揭露的實施例一起使用之態樣之蛤殼式電鍍設備，其所有內容係合併於此作為參考以達成所有目的。
陽極213係設置於電鍍浴203內之基板下方，並藉由膜215與基板區域分離，膜215可為離子選擇膜。例如，可使用NafionTM 陽離子交換膜（CEM）。在陽極膜下方之的區域通常被稱為“陽極室＂。離子選擇陽極膜215容許電鍍池槽之陽極區域與陰極區域之間之離子交流，但避免在陽極所產生之微粒進入基板附近而污染基板。陽極膜亦可用以在電鍍處理期間分散電流，藉此改善電鍍均勻度。在授予Reid 等人之美國專利第6,126,798號及第6,569,299號中，提供了適合的陽極膜之詳細說明，其係合併於此作為參考以達成所有目的。離子交換膜（例如，陽離子交換膜）尤其適合用於這些應用。這些膜通常由離子聚合物材料所製成，例如包含磺酸基團之全氟化共聚物（如NafionTM ）、磺化的聚醯亞胺、及適合用於陽離子交換之其它材料。適合的Nafion™膜之選擇性範例包含自Dupont de Nemours Co獲得之N324與N424膜。
在電鍍期間，使來自電鍍溶液之離子沉積在基板上。金屬離子擴散通過擴散邊界層而進入TSV孔中。協助擴散之一典型方法為藉由泵217所提供之電鍍溶液之對流。此外，可使用振動攪動或音波攪動構件以及晶圓旋轉。例如，可將振動傳感器208附接至晶圓夾盤209。
泵217持續地將電鍍溶液提供至電鍍浴203。通常，電鍍溶液向上流動，如箭頭所示，通過陽極膜215及擴散板219而流至基板207中央，接著徑向地向外流過基板207。亦可自電鍍浴203之側邊將電鍍溶液提供至電鍍浴之陽極區域中。接著電鍍溶液自電鍍浴203溢流至溢流儲槽221。接著電鍍溶液被過濾（未顯示）並返回泵217，完成電鍍溶液之再循環。在電鍍槽之某些組態中，使不同的電解液循環通過其中包含陽極之電鍍槽部分，同時利用部分可滲透膜或離子選擇膜以避免與主電鍍溶液混合。
設備亦可包含加熱器245，用以將電鍍溶液之溫度維持在特定位準。電鍍溶液可用以將熱傳輸至電鍍浴203之其它元件。例如，當基板207被載入電鍍浴203中時，可開啟加熱器245及泵217，以使電鍍溶液在電鍍設備201中循環，直到整個設備201之溫度變為實質均勻的。在一實施例中，加熱器245係連接至系統控制器247。系統控制器247可連接至熱耦以接收在電鍍設備201中之電鍍溶液之溫度反饋，並且決定是否需要額外加熱。
在所繪示的實施例中，參考電極231係位於電鍍浴203之外側上之分離室233中，分離室233受到來自主電鍍浴203之溢流之補充。或者，在某些實施例中，參考電極係儘可能地靠近基板表面，俾使其在基板附近，且參考電極室藉由毛細管或其它方法而連接至晶圓基板一側或在晶圓基板正下方。在某些較佳實施例中，設備更包含連接至晶圓周緣之接觸感測導線，接觸感測導線係用以感測在基板周緣處之金屬晶種層之電位，但不會將任何電流帶至晶圓。
參考電極231可為各種常用類型其中一者，例如汞∕硫酸汞、氯化銀、飽和甘汞、或銅金屬。在某些實施例中，除了參考電極外，可使用與基板207直接接觸之接觸感測導線，用於更精確的電位量測（未顯示）。
DC電源235可用以控制流至基板207之電流。電源235具有負輸出導線239，負輸出導線239經由一或多個滑環、刷與接觸件（未顯示）而電連接至基板207。電源235之正輸出導線241係電連接至位於電鍍浴203中之陽極213。電源235、參考電極231、及接觸感測導線（未顯示）可連接至系統控制器247，系統控制器247容許，在各種功能中，對於提供至電鍍槽元件之電流及電位進行調變。例如，控制器可容許電鍍在電位受控及電流受控的狀態中，例如在一或更多步驟之電鍍中，在固定電流下執行每一步驟。控制器可包含複數程式指令，該等程式指令明確定義需被施加至電鍍槽之電極之電流及電壓位準、以及需改變這些位準之時間。控制器可控制電流及計算電壓，如所揭露的實施例所述。當施加順向電流時，電源235施加偏壓至基板207，以具有相對於陽極213之負電位。這使得電流自陽極213流至基板207，且在基板表面（陰極）上發生電化學還原反應（例如，Cu2+ + 2 e- = Cu0 ），其造成導電層（例如銅）沉積至基板207之表面上。可將活性或惰性陽極214安裝於電鍍浴203內之基板207之下，並藉由膜215而與晶圓區域分隔。
如說明，對於使填充效能劣化及由目前可得的電鍍浴方法不易偵測之某些電解液條件而言，TSV電填充處理是敏感的。在許多設計中，只有當填充處理失敗時，可發現這樣的條件，但此時先前已鍍的基板將報廢。例如，少量加速劑之分解可能產生填充不完全的產品。此外，損失某些負責在長時間間隔內維持抑制之基團可能造成不完整的填充。添加微量的整平劑基團可能，同樣地，造成不完整的TSV填充。再者，各種無法辨識的材料之存在可能導致填充失敗。這些問題之每一者可能發生在藉由習知方法無法輕易偵測到的濃度改變∕位準下。TSV填充處理對於電鍍浴組成之改變是特別敏感的。簡言之，習知的量測方法無法準確地預測特定的電鍍浴是否會產生可接受的底部往上填充結果，且可能導致不合規格的元件之產生、或甚至是寶貴基板之完全損失。
本文中所提出的是，判定電鍍是否會產生可接受的底部往上填充結果、且因此判定是否發送通知及∕或暫時停止電鍍槽之操作之方法。例如，方法可判定是否將電鍍浴或電鍍槽設置於“錯誤狀態＂、或以其它方式應付實際的或潛在的電鍍浴問題。可防止設置於錯誤狀態之電鍍槽進一步在潛在不符要求的電鍍浴中或經由失效的硬體而進行額外基板之自動化處理。在某些實施例中，將電鍍槽設置於錯誤狀態的步驟包含，將特定的電鍍槽及所有相關的電鍍槽（使用超過閾限之相同電鍍浴）設置於錯誤狀態。方法涉及在電填充處理期間，監視來自電鍍電源之電壓讀值，以提供電鍍浴品質之“通過∕不通過＂測試。“通過∕不通過＂測試係判定基板是否應該在電鍍浴中進行電鍍（通過）、或不應該在電鍍浴中進行電鍍（不通過）。
如圖2所示，電源235傳送受控的電力在基板207與反電極之間。當基板207正在進行電鍍時，基板207可做為陰極，而反電極做為陽極213。在某些實施例中，陽極為輔助次要陽極（例如，與“主要＂陽極分開使用及操作，用於晶圓上均勻性操控）。某些所揭露的實施例之實施可結合參考電極，以藉由提供在基板表面附近之電位之額外量測而增加敏感度）。電源235讀取在基板207與陽極213之間之電壓及∕或電流，以控制電力。在本文中，這些讀值可能稱為“電壓讀值＂。電源235可包含內建的習知電壓表以讀取電壓。電壓讀值係在兩個電極每一者之接點（或母線）之間獲得。在某些實施例中，可基於來自“感測＂導線之輸入而讀取電壓讀值。電源235可能不對內部電路中之損耗負責，但所獲得的電壓讀值係足以供應所欲的電流輸出。
軟體及∕或控制電路（例如控制器247）控制所傳送的電力以維持所測得的電壓、或固定的電流在界定規格內。電源235可控制在基板207與陽極213之間所傳送的電流及∕或電壓。在某些實行例中，電鍍槽可包含參考電極231，且電源235監視在基板207與參考電極231之間之電位差。
在電鍍處理過程中，由於與電鍍浴接觸之基板之可變的極化，電壓讀值會變化。此外，在配置相同且操作於相同狀態下的電鍍槽之間，電壓讀值可能不同。具有相同電解液、基板、陰極、幾何形狀、及一般視為與電鍍效能相關的其它特徵之兩個電鍍槽可能具有非常不同的電阻。電阻之變化可能出現在電源與電極之間之電路之電子部分。例如，在槽與槽之間，使用於旋轉晶圓夾盤之刷接觸件之電阻可能不同，如同與基板嚙合之周圍接觸件之電阻。在固定電流下，這樣的電阻變化產生在電源處所讀取的電壓之變化。因為在電鍍處理中所執行之步驟係在固定電流下執行，所以電壓讀值變化提供關於電鍍浴化學品狀態之訊息，可用於判定電鍍浴是否足夠良好以提供可接受的TSV間隙填充效能。雖然電壓亦取決於與電鍍浴化學品品質無關的其它因子（例如，電鍍電路之歐姆電阻及所施加的電流），但與基線電壓之偏差可用於監視電鍍浴之品質。
應當注意，在電鍍處理期間之晶圓之極化之變化及電鍍電路之電阻之變化係操作在不同的時間等級上。例如，在固定電流電鍍處理期間之歐姆電壓降實質上是固定的，並且基本上對於在電鍍期間所觀察到的電壓漂移並無貢獻。歐姆電壓降之任何改變可能是由於電鍍電流及∕或電鍍電流之電阻之逐漸變動（fluctuation）之改變，然而在電鍍步驟期間之極化之變化是可變的，並且用於監視電鍍浴之品質。雖然電鍍電路之電阻可能隨著時間而逐漸變動，變動發生在長時間週期中，例如幾個月或幾年，且因此在電鍍處理期間可將電阻視為固定。
在劣化電鍍浴中之電鍍會導致在電鍍處理期間之電壓讀值之可觀測改變。在電鍍期間之電壓讀值之變化可能是細微的，且本文中所提出之方法及設備基於電壓讀值而判定電鍍浴品質。應當注意，在各種實施例中，電壓之大小並非使用於判定電鍍浴之品質。
在某些電鍍工具中，電壓監視可能基於電壓讀值之預期的大小或範圍，以證明工具硬體在正確且一致地運作。由於工具硬體及電鍍浴化學品對於電壓讀值之效應之摺積（convolution）以及由於電鍍浴品質對於電壓讀值之效應之相對細微，現有的方法無法確實地判定電鍍浴之品質。對照於現有的方法，本文中所述之方法可用以分離電鍍浴品質對於電壓讀值之效應，並且排除由工具硬體所引起之效應。
圖3為描繪三個電鍍處理之電壓讀值對時間之圖表， 電鍍處理係在無圖案晶圓（具有平坦表面，無特徵部）上實施。線305及307顯示在不同電鍍槽中之良好電鍍浴之電壓讀值。由於兩個電鍍電路之總電阻之差異，電壓讀值是不同的；線305顯示具有較高電阻之一電鍍槽之電壓讀值且電壓讀值高於線307所示之讀值，線307係由具有較低電阻之電鍍槽所獲得。應當注意，這兩個槽皆能夠進行良好的TSV填充，且對於在電鍍槽之間所觀察到之正常的歐姆電阻差異而言，在305與307之間之差異是典型的。線309顯示來自相同電鍍槽（如線305所示之讀值）之不良電鍍浴之電壓讀值。發生在電鍍時間約4000秒之後之電壓讀值偏差表示不良的電鍍浴效能。線303顯示用於獲得線305及309之電鍍槽之預期的電壓。簡單的槽監視技術可產生誤差帶301，藉此，超出誤差帶之電壓讀值被標記為不良電鍍浴，且在誤差範圍中之電壓讀值被標記為良好的（例如線305）。然而，應當注意，雖然線307係獲得於良好電鍍浴，使用在圖3中之系統將錯誤地標記307為不良電鍍浴。這是因為所使用的方法並未考慮在似乎相同的電鍍槽之間之電阻差異。
相較而言，圖4A、4B及4C顯示當使用本文中所述之方法加以評估之相同三組電壓讀值，在每一情況中，誤差帶401（基於預期的電壓403）正確地將電鍍浴分類。圖4A對應至圖3之線305，並且被檢測為良好的電鍍浴。圖4B對應至線307，現在正確地將它分類為良好的電鍍浴。圖4C對應至線309，被檢測為不良的電鍍浴。本文中所描述且呈現在圖4A、4B及4C中之方法係使用在實際電壓讀值與預期電壓讀值之間之比較，其方式為移除在電鍍槽之間之電壓大小差異之效應。
所揭露的方法係基於發生在電鍍處理期間之電壓讀值之改變，並且使使用者能夠建立預期電壓曲線，該預期電壓曲線在任何電鍍槽中將是有效的，即使電壓大小在電鍍槽之間大幅地變化。預期電壓曲線係界定為監視電鍍槽之一組預定指示，以判定電鍍浴是否具有足夠良好的品質。所揭露的實施例容許敏感度足以產生“通過∕不通過＂測試，以判定電鍍浴之品質、及防止在劣化的電鍍浴中持續進行電鍍所致之晶圓報廢。
如本文所述，所揭露的實施例可為以配方為中心的（recipe-centered）。電鍍配方為一組指示，該組指示包含工具或設備用來電鍍基板之參數。與監視電鍍浴之習知方法（其為以硬體為中心的）不同，所揭露的實施例使用與配方結合之參數，以便監視在不同電鍍槽中進行電鍍之相同類型基板、及在相同電鍍槽中進行電鍍之不同類型基板。因此，所揭露的實施例可獨立於基板類型，俾使電鍍槽之管制界限或基線參數不需每次在電鍍槽中處理不同類型基板時便加以更新。在電鍍配方中所指定之參數之範例包含電鍍基板條件（例如，基板大小、晶種層組成或片電阻、及圖案性質，例如凹陷部密度、尺寸）、電解液性質（例如，組成、離子導電度、及添加劑組）、及施加電流及電壓（例如，在基板與陽極之間之施加電流位準、施加電流之持續時間、及由輔助電極所施加之電流）。每一配方具有其本身的漂移、誤差範圍、等，其說明用於該演算法之方法處理之特徵。
圖5為處理流程圖，描繪用以執行根據所揭露的實施例之方法之操作。在操作502中，電鍍處理開始。該處理以一或更多步驟加以執行，例如，處理可以n個步驟加以執行。將處理劃分為具有更多步驟之多步驟處理可產生具有較高複雜性之預期電壓曲線。更多的步驟容許更細微的解析。
一步驟可被界定為預定持續時間，在該預定持續時間內電流是固定的。在某些情況中，可將在相同電流下執行之連續步驟（亦即，一個緊接於另一個之步驟）視為兩或更多步驟。本文中所使用之第n個步驟係開始於時間tn-1 ，並且結束於時間tn 。第n步驟之持續時間係由下式所決定：
Figure AA101
圖6A顯示兩個步驟及部分第三步驟之電流與時間。其中，t0 為電鍍之第一步驟開始之時間。在t1 ，電鍍之第一步驟停止。第一步驟之持續時間係由下式所決定：
Figure AA102
應當注意，在第一步驟期間，電流係固定於I1 。
第二步驟亦描繪於圖6A之中。在第二步驟中，t1 為電鍍開始之時間。在t2 為電鍍停止之時間。第二步驟之持續時間可由下式所決定：
Figure AA103
應當注意，在第二步驟期間，電流係固定於I2 。如所示，電流I2 與電流I1 不同，但如上所述，在某些實施例中，電流I2 可能等於電流I1 ，即使該處理以兩個不同步驟加以進行。
在一步驟中使用之時間可藉由步驟部分加以量測，步驟部分係定義為在某一時間所完成之電鍍步驟之分率。在一步驟期間，步驟部分表示在該時間已經執行多少電鍍處理。第n個步驟在時間t之步驟部分可由下式所決定：
Figure AA104
在某些揭露的實施例中，在特定時間之電鍍槽之電壓係取決於步驟部分（例如，在特定步驟已經執行多少電鍍處理）。在圖6B中，示例性電壓曲線係以在時間t所測得的電壓讀值加以繪示。在t0 時，電鍍之第一步驟開始。應當注意，電壓隨著時間而下降。在時間tx 朝向第一步驟之結束之增加為發生在電鍍處理步驟中之電壓增加之一範例，電壓增加係為了在穿孔幾乎完全填滿時維持相同的固定電流（亦即，由於特徵部幾乎完全填滿時，抑制劑及其整平特性勝過加速劑，導致電鍍速率降低）。在時間t1 ，第一電鍍步驟完成，及第二電鍍步驟開始。在具有二或更多步驟之電鍍處理中，監視可暫停及在使用者指定的延遲期間（Δtdelay, 2 ）之後重新開始。因此，在某些實施例中，電鍍處理之第(n+1)個步驟可在tn 後之一時間立即開始。
返回圖5，在操作504中，某些所揭露的實施例涉及等待一延遲期間Δtdelay 。當電源開始傳送電流至電解槽之電極時，電源可能需要花一點時間用於將對應的電壓供電至電鍍槽及用於使電壓穩定。可執行延遲期間，以在讀取電鍍槽上之電壓之前讓電壓能夠穩定，藉此改善系統之可靠度。等待一延遲期間確保，在系統開始監視電壓之前，所測得的電壓係為得到在該步驟期間所實行之電流。
在某些實施例中，步驟與步驟之延遲期間Δtdelay 是不同的。例如，在多步驟電鍍處理之開始及每一步驟之開始可指定Δtdelay 。在某些實施例中，步驟與步驟之延遲期間是相同的。延遲期間可在約2秒與約500秒之間，例如約300秒。藉由在電壓讀值開始之時間t0, n 與電鍍開始之時間tn-1 之間之差異，可指出第n個步驟之延遲期間，俾使第n個步驟之延遲期間由下式所決定：
Figure AA105
在圖6A中，第一個步驟之延遲期間係顯示於t0, 1 ，第二個步驟之延遲期間係顯示於t0, 2 。因為在單一步驟中電流是固定的，所以在延遲期間Δtdelay, n 之電流等於在第n個步驟期間之電流，如圖6A所示。
在圖6B中，第一個步驟之延遲期間Δtdelay, 1 係顯示於t0, 1 。應當注意，在t0 與t0, 1 之間之不穩定的電壓讀值被誇大，以顯示當電鍍於t0 開始時，直到t0, 1 才考慮電壓讀值。類似地，第二個步驟之延遲期間Δtdelay 係顯示於電鍍開始之時間t1 與電壓讀值開始之時間t0, 2 之間。應當注意，雖然描繪在圖6B中之電壓曲線在時間t1 顯示出中斷（步驟一之結束、或步驟二之開始），但實際所測得的電壓曲線是連續的。為了圖6B之目的，第二步驟之延遲期間Δtdelay, 2 與第一步驟之延遲期間Δtdelay, 1 是相同的，但在各種實施例中，步驟與步驟之延遲期間Δtdelay 可能不同。
返回圖5，在操作506中，在延遲期間Δtdelay 之後，量測初始電壓讀值。如圖6B所示，電壓V0,1 是在經過延遲期間Δtdelay, 1 之後對於第一步驟所測得的電壓讀值（例如，V0,1 為在時間t0,1 之電壓讀值）。類似地，在第二步驟中，電壓V0,2 是在延遲期間Δtdelay, 2 之後對於第二步驟所測得的電壓讀值（例如，V0,2 為在時間t0,2 之電壓讀值）。
在操作508中，將預期起始（starting）電壓Vexp 設定為V0, 1 。此有效地設定一基線，相對於該基線而量測電壓讀值之變化。為了上述原因，操作在相同狀態之不同電鍍槽可能具有不同的起始電壓值。設定每一槽之每一步驟之初始（initial）電壓，容許監視之進行，而無需擔心不同槽之不同內電阻。在操作510中，施加漂移D至V0 ，以建立預期電壓為時間之函數Vexp (t)。漂移可界定為在電鍍處理之一既定步驟中之預期電壓之總改變。藉由從在電鍍槽上之先前的電鍍處理所獲得之實驗數據，可判定漂移之程度。漂移曲線包含 (i) 電壓之逐漸減少、(ii) 電壓之快速增加、及 (iii) 穩定電壓之期間。第n個步驟之預期電壓為時間之函數，可由下式所決定：
Figure AA106
在式(5)中，在時間t之電壓讀值為Vexp, step n (t)。V0 為在監視開始時（例如，在延遲期間Δtdelay 之後）所測得之電壓讀值，tn-1 為電鍍之第n個步驟開始之時間，tn 為第n個步驟結束及當電鍍之第n個步驟結束之時間，D為漂移。使用在基板（已知為良好基板）之電鍍期間所觀察到的電壓讀值，可判定漂移參數（例如，漂移量及延遲時間）。良好基板可被識別為具有令人滿意的電鍍結果（例如，在規定內之物理及電性質）之基板。此外，可使用FIB-SEM之橫剖面、CMP後缺陷檢測、及X光影像以識別這些基板。在各種實施例中，藉由判定電鍍處理或次處理（如圖6B所示之那些）之預期電壓之線性部分（fragment），以估計漂移參數。亦可使用良好基板之電鍍處理之電壓曲線，以估計誤差帶。如以下之進一步描述，使用在特定時間之電壓讀值或藉由求取在特定時間之預期電壓讀值之導數，可產生預期電壓之“最佳晶圓曲線＂（golden wafer profile）。“最佳晶圓曲線＂為由正規化曲線所產生之曲線，俾使該曲線可廣泛地使用在各種電鍍槽中，而不管電鍍槽之特定內電阻。
在多步驟處理中，可將所指定的漂移應用於每一步驟，以將函數Vexp (t)之複數片斷（segment）組合為所欲的曲線。此外，在多步驟處理中，每一步驟之開始可重新開啟監視，俾使預期電壓被設定為等於電壓讀值加上在先前處理步驟結束時之預期電壓與電壓讀值之間之差異。
例如，如圖6B所示，第二步驟之開始可重新開啟監視。此容許在第二步驟之預期電壓適應於電鍍電流之改變。第二步驟之預期電壓Vexp 可由下式所決定：
Figure AA107
在式(6)中，Vexp (t1)表示在步驟一結束時之預期電壓（未顯示在圖6B中），而V(t1)表示在步驟一結束時所測得的電壓（在圖6B中顯示為在時間t1之較低曲線）。此式說明了在步驟一之結束時之電壓讀值，以判定在步驟二期間之預期電壓Vexp 。在步驟512中，基於Vexp 及a ± 偏差而提供誤差帶。誤差帶可界定為容許電壓之範圍。在誤差帶中之最大及最小容許電壓構成電壓之閾限偏差。閾限偏差可為百分比（例如± 10%）或可為絕對值（例如± 0.01V）。
在某些實施例中，閾限偏差為在任何既定時間t之預期電壓讀值之約± 20%。在某些情況中，閾限偏差為預期電壓讀值之約± 10%、或預期電壓讀值之約± 5%。在一步驟中誤差帶可能變化，步驟與步驟之誤差帶可能變化。例如，當穿孔幾乎完全填充時在預期的電壓增加期間（例如，在如圖6B所示之時間tx ）之閾限偏差可能大於± 10%，而在該步驟之其餘期間之閾限偏差可能約± 10%。誤差帶之閾限偏差可由下式所決定：
Figure AA108
例如，誤差帶之± 10%閾限偏差可由下式所決定：
Figure AA109
在操作514中，讀取實際測得的電壓Vt ，且在時間t所測得的電壓與預期電壓Vexp 之間差異係由下式所決定：
Figure AA110
在操作516中，判定在操作514中之差異是否大於誤差帶之閾限偏差。若差異大於誤差帶之閾限偏差，則將電鍍槽設置於“錯誤狀態＂。因此，設置於“錯誤狀態＂之電鍍槽表示，在該電鍍浴中不進行進一步的基板處理。
若差異小於誤差帶之閾限偏差，則電鍍槽是可操作的。接著，在操作518中，判定電鍍處理是否完成。若是的話，則處理結束。若不是的話，則系統等待直到下次電壓讀取之時間，此時重複步驟514及516。重複步驟514、516及518，直到電鍍處理完成。
如上所述，在各種實施例中，產生“最佳晶圓曲線＂以使用於所揭露的處理中。“最佳晶圓曲線＂之建立可使用在電鍍處理期間之特定時間之電壓讀值、或使用在電鍍處理期間之特定時間之電壓讀值之導數。這些電壓讀值係記錄及儲存自產生良好基板之先前電鍍處理。
例如，為建立“最佳晶圓曲線＂，系統可記錄及儲存在電鍍處理過程中在任意數目時間點之任意數目良好基板之電壓讀值。藉由將每一後來的記錄電壓減去第一記錄電壓，可正規化每一基板之曲線，且由這些正規化曲線之平均值而產生“最佳晶圓曲線＂。在此方法中，電鍍處理或次處理之漂移不需是線性的。在處理或次處理期間之任何數目時間，使用取自複數良好基板之平均或中間電壓做為該時間之預期電壓。在隨後基板之電鍍期間，可以相同的方式觀察及正規化電壓讀值，且若正規化電壓讀值從最佳曲線偏離超出一指定界限，則可將電鍍槽設置於“錯誤狀態＂。誤差帶可由所獲得的數據所產生，以產生最佳晶圓曲線。例如，電壓讀值會具有標準偏差、變異數、及其它分佈之統計量。這樣的統計量可使用於對於每一預期電壓在電鍍處理中之其對應時間而設定誤差帶。
在另一範例中，藉由求取已知良好基板之電壓讀值之偏差之平均值，可產生“最佳晶圓曲線＂。可比較隨後基板之電壓讀值之偏差與最佳曲線，若偏差從最佳曲線偏離超出一指定界限，則可將電鍍槽設置於“錯誤狀態＂。
在某些實施例中，電壓是處理控制參數而不是電流，以與本文中其它地方所述之實質相同的方式而監視電流回應之讀值。設備
如上所述，圖2提出一示例性電鍍設備，適合用於執行所揭露的實施例。電鍍設備201包含控制器247，用以執行各種操作。控制器247為用以控制晶圓旋轉、電鍍溶液之流率、溫度與壓力、電流、及其它條件之控制器之範例。在某些實施例中，每一電鍍槽具有其自己的控制器。
控制器247通常包含一或多個記憶體裝置及一或多個處理器，通訊連接至各種處理控制設備，例如閥、晶圓搬運系統等，並且用以執行複數指令，俾使該設備會執行根據所揭露的實施例之技術，例如在圖5之電鍍操作中所提出之技術。處理器可包含CPU或電腦、類比及∕或數位輸入∕輸出連接件、步進馬達控制器板、等等。在某些實施例中，控制器控制電鍍設備及∕或預濕腔室之所有活動。機器可讀媒體可耦接至控制器247，該機器可讀媒體包含用以根據本揭露內容而控制處理操作之指令。控制器247可通訊連接至各種硬體裝置，例如質流控制器、閥、真空泵等，以協助與本文所述之電鍍操作有關之各種處理參數之控制。
根據上述或在附加的申請專利範圍中之任何方法，例如，控制器247可包含用於執行電鍍或監視電鍍浴之指令。包含用以控制根據所揭露的實施例之處理操作之指令之非暫態機器可讀媒體可耦接至系統控制器247。通常，具有與控制器247相聯繫之使用者介面。使用者介面可包含顯示螢幕、設備及∕或處理條件之圖形軟體顯示、以及使用者輸入裝置，例如指示裝置、鍵盤、觸控螢幕、麥克風、等。編譯的目的碼或腳本係由處理器實行以執行在程式中所確認之任務。在某些實施例中，本文中所述之方法將在包含電鍍設備及步進機之系統中實施。
在某些實施例中，控制器247可控制設備201之所有活動。控制器247可執行系統控制軟體，系統控制軟體係儲存於大容量儲存裝置中、載入至記憶體裝置中、以及在處理器上執行。處理器可包含中央處理單元（CPU）或電腦、類比及∕或數位輸入∕輸出連接件、步進馬達控制器板、及其它類似的元件。用以實施適當控制操作之指令係在處理器上執行。這些指令可儲存於與控制器247相聯繫之記憶體裝置上、或通過網路而提供。在某些實施例中，控制器247執行系統控制軟體。
系統控制軟體可包含用以量測電鍍槽中之電壓、控制電鍍溶液之流率、晶圓移動、晶圓轉移等之指令，以及控制包含添加劑之電鍍溶液之混合、腔室及∕或站壓力、腔室及∕或站溫度、晶圓溫度、目標電流位準、RF功率位準、基板支座、卡盤及∕或托座位置、電鍍溶液溫度、及藉由設備201而執行之特定處理之其它參數之指令。系統控制軟體可以任何適當的方式加以配置。例如，可撰寫各種處理工具元件子程序或控制物件，以控制用於實行各種處理工具處理所需之處理工具元件之操作。系統控制軟體可以任何適當的電腦可讀程式語言加以編碼，例如，組合語言、C、C++、Pascal、Fortran或其他語言。
在某些實施例中，系統控制軟體包含輸入∕輸出控制（IOC）序列指令，用以控制上述之各種參數。例如，一或更多電鍍步驟可包含由控制器247執行之一或更多指令。用以讀取電壓及判定電壓讀值是否在閾限偏差內之指令可在控制器247上實施，例如。在某些實施例中，可依序地設置處理配方階段，俾使在多步驟處理中之步驟為該處理階段以某種順序加以執行。例如，控制器247可包含用於以二或更多步驟進行電鍍之指令，每一步驟傳送固定電流至電鍍槽。
在某些實施例中，可使用其它電腦軟體及∕或程式。用於此目的之程式或程式片段之範例包含基板定位程式、電鍍浴組成控制程式、壓力控制程式、及加熱器控制程式。
在某些實行例中，控制器247為系統之一部分，其可為上述範例之一部分。這樣的系統可包含半導體處理設備，其中包含一處理工具或複數處理工具、一腔室或複數腔室、用以進行處理之一平台或複數平台、及∕或特定的處理元件（晶圓基座、電鍍浴流動系統、等）。這些系統可與電子元件整合，電子元件係用以於半導體晶圓或基板之處理之前、期間內、及之後控制它們的操作。電子元件可稱為“控制器＂，可控制一系統或複數系統之各種元件或子部分。根據處理需求及∕或系統類型，控制器247可被程式化以控制本文中所揭露的任何處理，包含電鍍溶液之傳輸、溫度設定（例如，加熱及∕或冷卻）、壓力設定、真空設定、電力設定、添加劑濃度設定、流率設定、晶圓旋轉設定、定位及操作設定、晶圓傳遞進入與離開連接至特定系統或與特定系統接合之工具及其它傳遞工具及∕或裝載室。
廣義而言，控制器247可定義為具有用以接收指令、發出指令、控制操作、使電鍍操作得以進行、使電壓量測得以進行、及類似功能之各種積體電路、邏輯、記憶體、及∕或軟體之電子元件。積體電路可包含儲存程式指令之韌體形式之晶片、數位信號處理器（DSP）、定義為特殊應用積體電路（ASIC）之晶片、及∕或一或更多微處理器、或執行程式指令（例如，軟體）之微控制器。程式指令可為以各種單獨設定（或程式檔案）之形式通訊至控制器247之指令，定義了用以在半導體晶圓上、或對半導體晶圓、或對系統實行特定處理之操作參數。在某些實施例中，操作參數可為由製程工程師所定義以在晶圓之一或更多層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及∕或晶粒之製造期間內完成一或更多處理步驟之配方之一部分。
在某些實行例中，控制器247可為電腦之一部分或耦接至電腦，該電腦與該系統整合、耦接至該系統、以其它方式網路連接至該系統、或其組合。例如，控制器247可在“雲端＂中、或使得晶圓處理之遠端控制得以進行之工廠主機電腦系統之全部或一部分。該電腦可使得對系統之遠端控制得以進行以監視製造操作之當前處理、檢驗過去製造操作之歷史記錄、檢驗複數製造操作之趨勢或效能評量、改變當前處理之參數、設置在當前處理之後之處理步驟、或開始新的處理。例如，電腦可根據所揭露的實施例而產生預電壓曲線及誤差帶。在某些範例中，遠端電腦（例如伺服器）可透過網路而將處理配方提供至系統，網路可包含區域網路或網際網路。遠端電腦可包含使用者介面，該使用者介面使得參數及∕或設定之輸入或程式化得以進行，該參數及∕或設定接著從遠端電腦被傳遞至該系統。在某些範例中，控制器247接收數據形式之指令，指令為待於一或更多操作期間內執行之該等處理步驟其中每一者指定了參數。應當了解，該等參數可針對待執行之處理類型、及控制器247與其接合或對其進行控制之工具類型。因此，如上所述，控制器247可為分散式的，例如藉由包含以網路連接在一起並朝著共同目標（例如本文中所述之處理及控制）工作之一或更多獨立控制器。用於這樣的目標之分散式控制器247之範例將是腔室中之一或更多積體電路，該一或更多積體電路與位於遠端（例如，在平台等級或做為遠端電腦之一部分）之一或更多積體電路通訊相結合，以控制腔室中之處理。
非限制性地，示例性系統可包含金屬電鍍腔室或模組、電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉清洗腔室或模組、清潔腔室或模組、斜邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積（PVD）腔室或模組、化學氣相沉積（CVD）腔室或模組、原子層沉積（ALD）腔室或模組、原子層蝕刻（ALE）腔室或模組、離子植入腔室或模組、軌道腔室或模組、及關於或用於半導體晶圓之加工及∕或製造之任何其它半導體處理系統。
如上所述，取決於欲由工具所執行之處理步驟，控制器247可與下列之一或多者通訊：其它工具電路或模組、其它工具元件、叢集工具、其它工具介面、相鄰工具、鄰近工具、位於工廠各處之工具、主電腦、另一控制器、或在半導體製造工廠中將晶圓容器移入及移出工具位置及∕或裝載埠之材料傳送用工具。
在某些實施例中，可具有與控制器247相聯繫之使用者介面。使用者介面可包含顯示螢幕、設備及∕或處理條件之圖形軟體顯示、及使用者輸入裝置，例如指示裝置、鍵盤、觸控螢幕、麥克風、等。
藉由來自各種處理工具感測器之控制器247之類比及∕或數位輸入連接件，可提供用於監視處理之訊號。用於控制處理之訊號可輸出於處理工具之類比及數位輸出連接件上。可受監視之處理工具感測器之非限制性範例包含質流控制器、壓力感測器（例如，壓力計）、熱偶等。適當編程的反饋及控制演算法可與來自這些感測器之資料一起用來維持處理條件。實驗 實驗 1
在圖7A-7C及8A-8D中提出示例性圖表，其描繪各種電鍍處理之實測電壓及預期電壓。圖7A-7C為來自在良好電鍍浴中之電鍍處理之電壓讀值，俾使電鍍槽不被設置於錯誤狀態。圖7A-7C每一者顯示三步驟電鍍處理，其中電流設定點在所有三個步驟中是相同的。在圖7A-7C中，預期電壓（如黑色實線所示）係根據式(5)而加以判定。誤差帶（如陰影帶所示）在黑色實線之上及之下延伸至閾限偏差。應當注意，在第二步驟之預期電壓增加期間（在約2200秒與約3000秒之間），誤差帶係大於在第一及第三步驟期間之誤差帶。如上所述，不同大小的誤差帶可用於符合在一步驟中之一時間期間之預期偏差，其中穿孔幾乎被填滿，且添加劑之整平特性被實施，且較高的電壓被使用以產生相同的固定電流至電鍍槽。在底部往上填充期間，在從負漂移轉換至正漂移之時間具有某些不確定性，以及關於正漂移之斜率之某些不確定性。因此，在預期電壓增加期間之誤差帶可能大於在該步驟之其餘部分期間之誤差帶。在所有的圖7A-7C中，電鍍浴構成良好電鍍浴，且正確執行之所揭露的實施例這三個處理分類為可操作的電鍍浴（例如，未設置於錯誤狀態）。
圖8A-8D為來自在不良電鍍浴中之電鍍處理之電壓讀值，俾使在圖5之操作514中所判定之差異係大於在操作516中所判定之閾限偏差，因此將電鍍浴設置於“錯誤狀態＂。結論
儘管上述實施例已為了清楚理解之目的而詳細地加以描述，但顯而易見的，在所附申請專利範圍之範疇中，可實行某些變更及修改。應當注意，有許多替代的方式來實施本案實施例之處理、系統及設備。因此，本案實施例應被視為是用於說明的而不是限制性的，且本案實施例不應被限制於本文中所提出之細節。
100‧‧‧基板 101‧‧‧矽層 103‧‧‧穿孔 105‧‧‧擴散阻障層 107‧‧‧晶種層 120‧‧‧電鍍溶液 201‧‧‧電鍍設備 203‧‧‧電鍍浴 205‧‧‧位準 207‧‧‧基板 208‧‧‧振動傳感器 209‧‧‧固持夾具 213‧‧‧陽極 214‧‧‧陽極 215‧‧‧膜 217‧‧‧泵 219‧‧‧擴散板 221‧‧‧溢流儲槽 231‧‧‧參考電極 233‧‧‧分離室 235‧‧‧DC電源 239‧‧‧負輸出導線 241‧‧‧正輸出導線 245‧‧‧加熱器 247‧‧‧系統控制器 301‧‧‧誤差帶 303‧‧‧線 305‧‧‧線 307‧‧‧線 309‧‧‧線 401‧‧‧誤差帶 403‧‧‧預期的電壓 502‧‧‧操作 504‧‧‧操作 506‧‧‧操作 508‧‧‧操作 510‧‧‧操作 512‧‧‧操作 514‧‧‧操作 516‧‧‧操作 518‧‧‧操作
圖1為基板之橫剖面之概要圖式，該基板具有TSV與電鍍液接觸。
圖2為根據所揭露的實施例之電鍍設備之簡化概要圖式，該電鍍設備適合用於填充凹陷特徵部。
圖3為示例性圖表，顯示各種電鍍浴之電壓讀值。
圖4A-4C為根據所揭露的實施例之示例性圖表，顯示電鍍浴之電壓讀值及誤差帶。
圖5為處理流程圖，描繪根據所揭露的實施例而執行之操作。
圖6A為根據所揭露的實施例之示例性圖表，顯示多步驟電鍍處理之電流。
圖6B為根據所揭露的實施例之示例性圖表，顯示多步驟電鍍處理之電壓讀值。
圖7A-7C為根據所揭露的實施例之圖表，顯示良好電鍍浴之電壓讀值及誤差帶。
圖8A-8D為根據所揭露的實施例之圖表，顯示不良電鍍浴之電壓讀值及誤差帶。
502‧‧‧操作
504‧‧‧操作
506‧‧‧操作
508‧‧‧操作
510‧‧‧操作
512‧‧‧操作
514‧‧‧操作
516‧‧‧操作
518‧‧‧操作

Claims (34)

  1. 一種電鍍同時控制電鍍槽之方法，藉由監視電鍍浴之條件以控制該電鍍槽，該方法包含：(a)將基板提供至電鍍設備以供將來自該電鍍浴的金屬電沉積，該電鍍設備包含配置成容納該電鍍浴的該電鍍槽、電源和一第二電極；(b)讀取在做為一第一電極之該基板與該第二電極之間之一初始電壓；(c)使該金屬電鍍至該電鍍槽內的該基板上；(d)在該電鍍槽中之該基板上之電鍍期間，重複地讀取在該基板與該第二電極之間之一電壓；(e)比較該電壓之該等重複讀值之每一者與一對應預期電壓，該對應預期電壓在該電鍍期間從該初始電壓漂移，其中該漂移係由產生良好電鍍結果之基板電鍍操作所判定；其中該漂移包含在該電鍍期間之一三段漂移曲線，該曲線包含(i)電壓隨時間變化的負斜率、(ii)電壓隨時間變化的正斜率、及(iii)電壓隨時間變化之約為0的斜率；(f)藉由大於一閾限偏差之一值，判定該電壓之該等重複讀值其中一或更多者係從該對應預期電壓偏離；及(g)回應藉由大於該閾限偏差之一值而判定該電壓之該等重複讀值其中該一或更多者係從該對應預期電壓偏離，傳送用以將該電鍍槽設置於錯誤狀態的一通知及/或暫時停止該電鍍槽之操作，其中該閾限偏差係取決於該漂移曲線且包括一或更多閾限偏差，且其中對應於(ii)之閾限偏差係大於對應於(i)之閾限偏差。
  2. 如申請專利範圍第1項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中步驟(g)包含將該電鍍槽設置於該錯誤狀態。
  3. 如申請專利範圍第2項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中在步驟(g)中將該電鍍槽設置於該錯誤狀態之判定係僅僅回應藉由大於該閾限偏差之一值而判定該電壓之該等重複讀值其中該一或更多者係從該對應預期電壓偏離。
  4. 如申請專利範圍第1項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中判定在步驟(g)中是否暫時停止該電鍍槽之操作包含比較該等重複讀值之每一者與經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板的正規化電壓讀值。
  5. 如申請專利範圍第2項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中電流並不用以判定在步驟(g)中是否將該電鍍槽設置於該錯誤狀態。
  6. 如申請專利範圍第1項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，更包含：在開始施加一固定電流之後，在重複地讀取在該基板與該第二電極之間之該電壓之前等待一延遲期間。
  7. 如申請專利範圍第1項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，更包含：藉由加入該初始電壓至在該電鍍期間變化之一漂移參數，判定該對應預期電壓，其中在重複地讀取在該基板與該第二電極之間之該電壓之前，讀取在該基板與該第二電極之間之該初始電壓，其中該漂移參數係獨立於在該基板與該第二電極之間之電壓之該等重複讀值之總量，及其中該漂移參數對應於由產生良好電鍍結果之基板電鍍操作所判定之該漂移。
  8. 如申請專利範圍第1項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中該漂移係時間之線性或對數函數。
  9. 如申請專利範圍第1項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中該基板包含複數凹陷特徵部，且在(ii)中之電壓隨時間變化的正斜率在該等特徵部被完全填充之前立即發生。
  10. 如申請專利範圍第1項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中該電鍍包含一或更多電鍍步驟，其中在該一或更多步驟之每一者中施加一固定電流。
  11. 如申請專利範圍第1項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中該預期電壓漂移包含複數線性部分(fragment)，該等線性部分係由經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板所獲得之複數電壓讀值而加以模型化。
  12. 如申請專利範圍第1項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中該預期電壓包含經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板之正規化及平均電壓讀值。
  13. 如申請專利範圍第1項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中比較該電壓之該等重複讀值之每一者與在該電鍍期間從該初始電壓漂移之該對應預期電壓之步驟包含：求取該電壓之該等重複讀值之一或更多導數，及對於經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板，比較該等導數與對應電壓讀值之一或更多平均導數。
  14. 如申請專利範圍第1-13項其中任一項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中該第二電極係一陽極或靠近該基板之參考電極。
  15. 如申請專利範圍第1-13項其中任一項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中該電鍍槽係耦接至該電源，該電源受控制而用以獲得在該基板與該第二電極之間之電壓之該等重複讀值。
  16. 如申請專利範圍第1-13項其中任一項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中該基板包含複數凹陷特徵部，在該基板上之該電鍍包含：以優先填充該等凹陷特徵部之方式在該基板上沉積一金屬層。
  17. 如申請專利範圍第16項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中該電鍍浴包含添加劑以優先填充該等凹陷特徵部。
  18. 如申請專利範圍第1項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中該漂移係時間之對數函數。
  19. 一種電鍍同時控制電鍍槽之方法，藉由監視電鍍浴之條件以控制該電鍍槽，該方法包含：(a)將基板提供至電鍍設備以供將來自該電鍍浴的金屬電沉積，該電鍍設備包含配置成容納該電鍍浴的該電鍍槽、電源和一第二電極；(b)使該金屬電鍍至該電鍍槽內的該基板上；(c)在讀取在做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之一初始電壓之前，在該電鍍期間等待一延遲期間；(d)讀取在做為一第一電極之一基板與一第二電極之間的該初始電壓；(e)在該電鍍槽中之該基板上之電鍍期間，重複地讀取在該基板與該第二電極之間之一電壓； (f)比較該電壓之該等重複讀值之每一者與一對應預期電壓，該對應預期電壓在該電鍍期間從該初始電壓漂移，其中該漂移係由產生良好電鍍結果之基板電鍍操作所判定，且其中該漂移包含在該電鍍期間之一三段漂移曲線，該曲線包含(i)電壓隨時間變化的負斜率、(ii)電壓隨時間變化的正斜率、及(iii)電壓隨時間變化之約為0的斜率；(g)藉由大於一閾限偏差之一值，判定該電壓之該等重複讀值其中一或更多者係從該對應預期電壓偏離；及(h)回應藉由大於該閾限偏差之一值而判定該電壓之該等重複讀值其中該一或更多者係從該對應預期電壓偏離，傳送用以將該電鍍槽設置於錯誤狀態的一通知及/或暫時停止該電鍍槽之操作，其中該閾限偏差係取決於該漂移曲線且包括一或更多閾限偏差，其中對應於(ii)之閾限偏差係大於對應於(i)之閾限偏差。
  20. 如申請專利範圍第19項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中步驟(h)包含將該電鍍槽設置於錯誤狀態。
  21. 如申請專利範圍第20項之電鍍同時控制電鍍槽之方法，其中判定在步驟(h)中是否暫時停止該電鍍槽之操作包含比較該等重複讀值之每一者與經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板的正規化電壓讀值。
  22. 一種在基板之電鍍期間監視電鍍溶液之條件之設備，該基板包含一或更多凹陷特徵部，該設備包含：(a)一電鍍容器，用以容納該電鍍溶液，其中該設備係用以將來自該電鍍溶液之金屬電沉積至該基板上； (b)一電源；(c)一電極；(d)一控制器，包含用以執行下列步驟之程式指令及/或邏輯：(i)致使在該基板與該電極之間之一初始電壓的偵測；(ii)致使在該電鍍溶液中該基板上之一金屬層的電鍍；(iii)在致使做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之一初始電壓的讀取之前，致使在該電鍍期間等待一延遲期間；(iv)致使做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之該初始電壓的讀取；(v)致使在步驟(ii)期間在該基板與該電極之間之電壓的重複讀取；(vi)致使藉由大於一閾限偏差之一值以判定在步驟(v)中之電壓讀值是否大於一對應預期電壓，其中對於經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板，該預期電壓包含正規化及平均電壓讀值；及(vii)回應於致使判定在步驟(vi)中之偏差大於該閾限偏差，致使傳送一通知及/或暫時停止該電鍍容器之操作，其中閾限偏差係基於預期電壓，其中對應預期電壓係從初始電壓漂移，及其中漂移係由產生良好電鍍結果之電鍍處理中之電壓讀值所判定。
  23. 如申請專利範圍第22項之在基板之電鍍期間監視電鍍溶液之條件之設備，其中致使該通知及/或暫時停止該電鍍容器之操作的傳送之步驟包含：致使將該電鍍容器設置於錯誤狀態。
  24. 如申請專利範圍第22項之在基板之電鍍期間監視電鍍溶液之條件之設備，其中該預期電壓漂移包含複數線性部分(fragment)，該等線性部分係由經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板所獲得之複數電壓讀值而加以模型化。
  25. 如申請專利範圍第22項之在基板之電鍍期間監視電鍍溶液之條件之設備，其中藉由大於該閾限偏差之一值以判定在步驟(v)中之電壓讀值是否大於該對應預期電壓之步驟包含：求取該電壓之該等重複讀值之一或更多導數，及對於經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板，比較該等導數與對應電壓讀值之一或更多平均導數。
  26. 一種電鍍同時控制電鍍槽之方法，藉由監視電鍍浴之條件以控制該電鍍槽，該方法包含：(a)將基板提供至電鍍設備以供將來自該電鍍浴的金屬電沉積，該電鍍設備包含配置成容納該電鍍浴的該電鍍槽、電源和一第二電極；(b)讀取在做為一第一電極之該基板與該第二電極之間之一初始電壓；(c)使該金屬電鍍至該電鍍槽內的該基板上；(d)在該電鍍槽中之該基板上之電鍍期間，重複地讀取在該基板與該第二電極之間之一電壓；(e)藉由加入該初始電壓至在該電鍍期間變化之一漂移參數，判定該對應預期電壓，其中在重複地讀取在該基板與該第二電極之間之該電壓之前，讀取在該基板與該第二電極之間之該初始電壓，其中該漂移參數係獨立於在該基板與該第二電極之間之電壓之該等重複讀值之總量； (f)比較該電壓之該等重複讀值之每一者與一對應預期電壓，該對應預期電壓在該電鍍期間從該初始電壓漂移，其中該漂移係由產生良好電鍍結果之基板電鍍操作所判定；(g)藉由大於一閾限偏差之一值，判定該電壓之該等重複讀值其中一或更多者係從該對應預期電壓偏離；及(h)回應藉由大於該閾限偏差之一值而判定該電壓之該等重複讀值其中該一或更多者係從該對應預期電壓偏離，傳送用以將該電鍍槽設置於錯誤狀態的一通知及/或暫時停止該電鍍槽之操作。
  27. 一種電鍍同時控制電鍍槽之方法，藉由監視電鍍浴之條件以控制該電鍍槽，該方法包含：(a)將基板提供至電鍍設備以供將來自該電鍍浴的金屬電沉積，該電鍍設備包含配置成容納該電鍍浴的該電鍍槽、電源和一第二電極；(b)讀取在做為一第一電極之該基板與該第二電極之間之一初始電壓；(c)使該金屬電鍍至該電鍍槽內的該基板上；(d)在該電鍍槽中之該基板上之電鍍期間，重複地讀取在該基板與該第二電極之間之一電壓；(e)比較該電壓之該等重複讀值之每一者與一對應預期電壓，該對應預期電壓在該電鍍期間從該初始電壓漂移，其中該漂移係由產生良好電鍍結果之基板電鍍操作所判定，且其中該漂移包含在該電鍍期間之一三段漂移曲線，該漂移曲線包含(i)電壓之逐漸減少、(ii)電壓之快速增加、及(iii)穩定電壓之期間；(f)藉由大於一閾限偏差之一值，判定該電壓之該等重複讀值其中一或更多者係從該對應預期電壓偏離；及 (g)回應藉由大於該閾限偏差之一值而判定該電壓之該等重複讀值其中該一或更多者係從該對應預期電壓偏離，傳送用以將該電鍍槽設置於錯誤狀態的一通知及/或暫時停止該電鍍槽之操作。
  28. 一種電鍍同時控制電鍍槽之方法，藉由監視電鍍浴之條件以控制該電鍍槽，該方法包含：(a)將基板提供至電鍍設備以供將來自該電鍍浴的金屬電沉積，該電鍍設備包含配置成容納該電鍍浴的該電鍍槽、電源和一第二電極；(b)讀取在做為一第一電極之該基板與該第二電極之間之一初始電壓；(c)使該金屬電鍍至該電鍍槽內的該基板上；(d)在該電鍍槽中之該基板上之電鍍期間，重複地讀取在該基板與該第二電極之間之一電壓；(e)比較該電壓之該等重複讀值之每一者與一對應預期電壓，該對應預期電壓在該電鍍期間從該初始電壓漂移，其中該漂移係由產生良好電鍍結果之基板電鍍操作所判定，且其中該預期電壓包含經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板之正規化及平均電壓讀值；(f)藉由大於一閾限偏差之一值，判定該電壓之該等重複讀值其中一或更多者係從該對應預期電壓偏離；及(g)回應藉由大於該閾限偏差之一值而判定該電壓之該等重複讀值其中該一或更多者係從該對應預期電壓偏離，傳送用以將該電鍍槽設置於錯誤狀態的一通知及/或暫時停止該電鍍槽之操作。
  29. 一種電鍍同時控制電鍍槽之方法，藉由監視電鍍浴之條件以控制該電鍍槽，該方法包含：(a)將基板提供至電鍍設備以供將來自該電鍍浴的金屬電沉積，該電鍍設備包含配置成容納該電鍍浴的該電鍍槽、電源和一第二電極；(b)讀取在做為一第一電極之該基板與該第二電極之間之一初始電壓；(c)使該金屬電鍍至該電鍍槽內的該基板上；(d)在該電鍍槽中之該基板上之電鍍期間，重複地讀取在該基板與該第二電極之間之一電壓；(e)比較該電壓之該等重複讀值之每一者與一對應預期電壓，該對應預期電壓在該電鍍期間從該初始電壓漂移，其中該漂移係由產生良好電鍍結果之基板電鍍操作所判定，且其中該漂移包含在該電鍍期間之一三段漂移曲線，該曲線包含(i)電壓隨時間變化的負斜率、(ii)電壓隨時間變化的正斜率、及(iii)電壓隨時間變化之約為0的斜率，其中該漂移係時間之對數函數；(f)藉由大於一閾限偏差之一值，判定該電壓之該等重複讀值其中一或更多者係從該對應預期電壓偏離；及(g)回應藉由大於該閾限偏差之一值而判定該電壓之該等重複讀值其中該一或更多者係從該對應預期電壓偏離，傳送用以將該電鍍槽設置於錯誤狀態的一通知及/或暫時停止該電鍍槽之操作。
  30. 一種在基板之電鍍期間監視電鍍溶液之條件之設備，該基板包含一或更多凹陷特徵部，該設備包含：(a)一電鍍容器，用以容納該電鍍溶液，其中該設備係用以將來自該電鍍溶液之金屬電沉積至該基板上； (b)一電源；(c)一電極；(d)一控制器，包含用以執行下列步驟之程式指令及/或邏輯：(i)致使在該基板與該電極之間之一初始電壓的偵測；(ii)致使在該電鍍溶液中該基板上之一金屬層的電鍍；(iii)在致使做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之一初始電壓的讀取之前，致使在該電鍍期間等待一延遲期間；(iv)致使做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之該初始電壓的讀取；(v)致使在步驟(ii)期間在該基板與該電極之間之電壓的重複讀取；(vi)致使藉由加入該初始電壓至在該電鍍期間變化之一漂移參數以判定該對應預期電壓，其中在重複地讀取在該基板與該第二電極之間之該電壓之前，讀取在該基板與該第二電極之間之該初始電壓，其中該漂移參數係獨立於在該基板與該第二電極之間之電壓之該等重複讀值之總量，且其中該漂移參數對應於由產生良好電鍍結果之基板電鍍操作所判定之該漂移；(vii)致使藉由大於一閾限偏差之一值以判定在步驟(v)中之電壓讀值是否大於一對應預期電壓；及(viii)回應於致使判定在步驟(vii)中之偏差大於該閾限偏差，致使傳送用以將該電鍍槽設置於錯誤狀態的一通知及/或暫時停止該電鍍容器之操作，其中閾限偏差係基於預期電壓。
  31. 一種在基板之電鍍期間監視電鍍溶液之條件之設備，該基板包含一或更多凹陷特徵部，該設備包含：(a)一電鍍容器，用以容納該電鍍溶液，其中該設備係用以將來自該電鍍溶液之金屬電沉積至該基板上；(b)一電源；(c)一電極；(d)一控制器，包含用以執行下列步驟之程式指令及/或邏輯：(i)致使在該基板與該電極之間之一初始電壓的偵測；(ii)致使在該電鍍溶液中該基板上之一金屬層的電鍍；(iii)在致使做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之一初始電壓的讀取之前，致使在該電鍍期間等待一延遲期間；(iv)致使做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之該初始電壓的讀取；(v)致使在步驟(ii)期間在該基板與該電極之間之電壓的重複讀取；(vi)致使藉由大於一閾限偏差之一值以判定在步驟(v)中之電壓讀值是否大於一對應預期電壓；及(vii)回應於致使判定在步驟(vi)中之偏差大於該閾限偏差，致使傳送用以將該電鍍槽設置於錯誤狀態的一通知及/或暫時停止該電鍍容器之操作，其中閾限偏差係基於預期電壓，其中對應預期電壓係從初始電壓漂移，其中漂移係由產生良好電鍍結果之電鍍處理中之電壓讀值所判定，且其中該漂移包含在該電鍍期間之一三段漂移曲線，該漂移曲線包含(i)電壓之逐漸減少、(ii)電壓之快速增加、及(iii)穩定電壓之期間。
  32. 一種在基板之電鍍期間監視電鍍溶液之條件之設備，該基板包含一或更多凹陷特徵部，該設備包含：(a)一電鍍容器，用以容納該電鍍溶液，其中該設備係用以將來自該電鍍溶液之金屬電沉積至該基板上；(b)一電源；(c)一電極；(d)一控制器，包含用以執行下列步驟之程式指令及/或邏輯：(i)致使在該基板與該電極之間之一初始電壓的偵測；(ii)致使在該電鍍溶液中該基板上之一金屬層的電鍍；(iii)在致使做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之一初始電壓的讀取之前，致使在該電鍍期間等待一延遲期間；(iv)致使做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之該初始電壓的讀取；(v)致使在步驟(ii)期間在該基板與該電極之間之電壓的重複讀取；(vi)致使藉由大於一閾限偏差之一值以判定在步驟(v)中之電壓讀值是否大於一對應預期電壓，其中對於經判定為具有良好電鍍結果之一或更多基板，該預期電壓包含正規化及平均電壓讀值；及(vii)回應於致使判定在步驟(vi)中之偏差大於該閾限偏差，致使傳送用以將該電鍍槽設置於錯誤狀態的一通知及/或暫時停止該電鍍容器之操作，其中閾限偏差係基於預期電壓，其中對應預期電壓係從初始電壓漂移，及其中漂移係由產生良好電鍍結果之電鍍處理中之電壓讀值所判定。
  33. 一種在基板之電鍍期間監視電鍍溶液之條件之設備，該基板包含一或更多凹陷特徵部，該設備包含：(a)一電鍍容器，用以容納該電鍍溶液，其中該設備係用以將來自該電鍍溶液之金屬電沉積至該基板上；(b)一電源；(c)一電極；(d)一控制器，包含用以執行下列步驟之程式指令及/或邏輯：(i)致使在該基板與該電極之間之一初始電壓的偵測；(ii)致使在該電鍍溶液中該基板上之一金屬層的電鍍；(iii)在致使做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之一初始電壓的讀取之前，致使在該電鍍期間等待一延遲期間；(iv)致使做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之該初始電壓的讀取；(v)致使在步驟(ii)期間在該基板與該電極之間之電壓的重複讀取；(vi)致使藉由大於一閾限偏差之一值以判定在步驟(v)中之電壓讀值是否大於一對應預期電壓；及(vii)回應於致使判定在步驟(vi)中之偏差大於該閾限偏差，致使傳送用以將該電鍍槽設置於錯誤狀態的一通知及/或暫時停止該電鍍容器之操作，其中閾限偏差係基於預期電壓，其中對應預期電壓係從初始電壓漂移，及其中漂移係由產生良好電鍍結果之電鍍處理中之電壓讀值所判定，其中該漂移包含在該電鍍期間之一三段漂移曲線，該曲線包含(i)電壓隨時間變化的負斜率、(ii)電壓隨時間變化的正斜率、及(iii)電壓隨時間變化之約為0的斜率，且 其中該閾限偏差係取決於該漂移曲線且包括一或更多閾限偏差，其中對應於(ii)之閾限偏差係大於對應於(i)之閾限偏差。
  34. 一種在基板之電鍍期間監視電鍍溶液之條件之設備，該基板包含一或更多凹陷特徵部，該設備包含：(a)一電鍍容器，用以容納該電鍍溶液，其中該設備係用以將來自該電鍍溶液之金屬電沉積至該基板上；(b)一電源；(c)一電極；(d)一控制器，包含用以執行下列步驟之程式指令及/或邏輯：(i)致使在該基板與該電極之間之一初始電壓的偵測；(ii)致使在該電鍍溶液中該基板上之一金屬層的電鍍；(iii)在致使做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之一初始電壓的讀取之前，致使在該電鍍期間等待一延遲期間；(iv)致使做為一第一電極之一基板與一第二電極之間之該初始電壓的讀取；(v)致使在步驟(ii)期間在該基板與該電極之間之電壓的重複讀取；(vi)致使藉由大於一閾限偏差之一值以判定在步驟(v)中之電壓讀值是否大於一對應預期電壓；及(vii)回應於判定在步驟(vi)中之偏差大於該閾限偏差，致使傳送用以將該電鍍槽設置於錯誤狀態的一通知及/或暫時停止該電鍍容器之操作，其中閾限偏差係基於預期電壓，其中對應預期電壓係從初始電壓漂移，其中漂移係由產生良好電鍍結果之電鍍處理中之電壓讀值所判定， 其中該漂移包含在該電鍍期間之一三段漂移曲線，該曲線包含(i)電壓隨時間變化的負斜率、(ii)電壓隨時間變化的正斜率、及(iii)電壓隨時間變化之約為0的斜率，且其中該漂移係時間之對數函數。
TW105111169A 2015-04-13 2016-04-11 電鍍期間中監視電解液 TWI708939B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/685,512 US10094038B2 (en) 2015-04-13 2015-04-13 Monitoring electrolytes during electroplating
US14/685,512 2015-04-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201700971A TW201700971A (zh) 2017-01-01
TWI708939B true TWI708939B (zh) 2020-11-01

Family

ID=57111986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105111169A TWI708939B (zh) 2015-04-13 2016-04-11 電鍍期間中監視電解液

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10094038B2 (zh)
JP (2) JP7079560B2 (zh)
KR (1) KR102550311B1 (zh)
TW (1) TWI708939B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1858959B (zh) * 2006-05-22 2010-05-12 东北大学 微型燃气轮机的蓄电池控制装置及方法
JP5826952B2 (ja) * 2014-01-17 2015-12-02 株式会社荏原製作所 めっき方法およびめっき装置
US10094038B2 (en) 2015-04-13 2018-10-09 Lam Research Corporation Monitoring electrolytes during electroplating
US10094035B1 (en) * 2017-10-16 2018-10-09 Lam Research Corporation Convection optimization for mixed feature electroplating
JP6971915B2 (ja) * 2018-06-05 2021-11-24 株式会社荏原製作所 めっき方法、めっき装置、及び限界電流密度を推定する方法
US10760178B2 (en) * 2018-07-12 2020-09-01 Lam Research Corporation Method and apparatus for synchronized pressure regulation of separated anode chamber
TWI678533B (zh) * 2018-11-12 2019-12-01 弘光科技大學 含氯離子的濃度檢測方法
KR102275458B1 (ko) * 2018-11-30 2021-07-13 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 전기화학 도금 시스템 및 사용 방법
CN112853445B (zh) * 2021-01-08 2022-08-26 上海戴丰科技有限公司 一种阳极可侧向抽拉式晶圆水平电镀池及晶圆水平电镀装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130161203A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-27 Steven T. Mayer Monitoring leveler concentrations in electroplating solutions
TW201529905A (zh) * 2014-01-17 2015-08-01 Ebara Corp 鍍覆方法及鍍覆裝置

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3121054A (en) * 1961-12-05 1964-02-11 Automation Development Corp Electrical signal control system
JPS6245006Y2 (zh) * 1981-03-31 1987-11-30
US4479852A (en) 1983-01-21 1984-10-30 International Business Machines Corporation Method for determination of concentration of organic additive in plating bath
JPH02190500A (ja) * 1989-01-13 1990-07-26 Shinko Electric Ind Co Ltd めっき給電異常検出装置
US5223118A (en) 1991-03-08 1993-06-29 Shipley Company Inc. Method for analyzing organic additives in an electroplating bath
JP2620169B2 (ja) * 1991-08-12 1997-06-11 株式会社三井ハイテック 電気めっき用の電源装置
US5196096A (en) 1992-03-24 1993-03-23 International Business Machines Corporation Method for analyzing the addition agents in solutions for electroplating of PbSn alloys
JP3120934B2 (ja) * 1993-12-22 2000-12-25 日鐵溶接工業株式会社 ループ状線材の電解処理の異常検出方法
JP2997185B2 (ja) * 1995-06-20 2000-01-11 矢崎総業株式会社 芯線接続部検出用の磁性金属膜を形成する磁性金属膜形成装置
CN1059475C (zh) 1996-12-29 2000-12-13 中南工业大学 金属电积过程中在线控制有机添加剂的方法和装置
US7449098B1 (en) 1999-10-05 2008-11-11 Novellus Systems, Inc. Method for planar electroplating
US6297155B1 (en) * 1999-05-03 2001-10-02 Motorola Inc. Method for forming a copper layer over a semiconductor wafer
JP2001152398A (ja) 1999-08-05 2001-06-05 Fujitsu Ltd 電気めっき方法、めっき液評価方法、めっき装置、半導体装置の製造方法
JP2001073200A (ja) 1999-08-30 2001-03-21 Ebara Corp めっき液管理方法及び管理装置
JP3897936B2 (ja) 1999-08-31 2007-03-28 株式会社荏原製作所 硫酸銅めっき液中のレベラー濃度測定方法
KR100709369B1 (ko) 1999-08-30 2007-04-20 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 도금액 관리방법 및 관리장치
US6243615B1 (en) 1999-09-09 2001-06-05 Aegis Analytical Corporation System for analyzing and improving pharmaceutical and other capital-intensive manufacturing processes
EP1132500A3 (en) 2000-03-08 2002-01-23 Applied Materials, Inc. Method for electrochemical deposition of metal using modulated waveforms
US6645364B2 (en) 2000-10-20 2003-11-11 Shipley Company, L.L.C. Electroplating bath control
EP1203950B1 (en) 2000-11-02 2005-09-07 Shipley Company LLC Plating bath analysis
US6740221B2 (en) 2001-03-15 2004-05-25 Applied Materials Inc. Method of forming copper interconnects
GB0108143D0 (en) 2001-03-31 2001-05-23 Univ Dundee High-throughput screen
JP3664669B2 (ja) * 2001-06-27 2005-06-29 株式会社荏原製作所 電解めっき装置
GB2379977B (en) 2001-09-25 2005-04-06 Kidde Plc High sensitivity particle detection
JP2003129298A (ja) 2001-10-17 2003-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd メッキ液評価装置、メッキ液評価方法、電子デバイスの製造装置及び電子デバイスの製造方法
US6733656B2 (en) 2002-04-03 2004-05-11 Eci Technology Inc. Voltammetric reference electrode calibration
US7854828B2 (en) * 2006-08-16 2010-12-21 Novellus Systems, Inc. Method and apparatus for electroplating including remotely positioned second cathode
US7144488B2 (en) 2002-06-05 2006-12-05 Shipley Company, L.L.C. Electrode, electrochemical cell, and method for analysis of electroplating baths
US20040217005A1 (en) 2002-07-24 2004-11-04 Aron Rosenfeld Method for electroplating bath chemistry control
JP2004217997A (ja) 2003-01-14 2004-08-05 Fujitsu Ltd 電解めっき成長の添加剤固有特性の評価装置、電解めっき方法、及び半導体装置の製造方法
CN100585026C (zh) 2003-03-25 2010-01-27 凸版印刷株式会社 电镀铜液的分析方法及分析装置
TWI338132B (en) 2003-03-25 2011-03-01 Toppan Printing Co Ltd Analytic method for plating liquid for eletrolyzing copper and method for manufacturing a semiconductor product
JP2004323971A (ja) 2003-04-25 2004-11-18 Rohm & Haas Electronic Materials Llc 改良された浴分析
JP2005148011A (ja) 2003-11-19 2005-06-09 Ebara Corp 硫酸銅めっき液の有機添加剤濃度の測定方法及び測定装置
JP2005171347A (ja) 2003-12-12 2005-06-30 Shinko Electric Ind Co Ltd 電解銅めっき液の管理方法
JP4423358B2 (ja) * 2004-01-29 2010-03-03 株式会社荏原製作所 めっき装置及びめっき方法
US7435320B2 (en) 2004-04-30 2008-10-14 Advanced Technology Materials, Inc. Methods and apparatuses for monitoring organic additives in electrochemical deposition solutions
US7291253B2 (en) 2004-05-04 2007-11-06 Eci Technology, Inc. Detection of an unstable additive breakdown product in a plating bath
KR20060074593A (ko) 2004-12-27 2006-07-03 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자의 농도적정 모니터링 장치 및 그 방법
WO2006110437A1 (en) 2005-04-08 2006-10-19 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for monitoring plating and etching baths
CN100529750C (zh) 2006-01-17 2009-08-19 欧恩吉亚洲股份有限公司 电镀铜加速剂浓度分析方法及其沉积电解液
CN101004402A (zh) 2006-01-18 2007-07-25 伊希特化股份有限公司 监控铜电镀液填孔能力的方法
US20070215490A1 (en) 2006-03-18 2007-09-20 Rockwood Electrochemicals Asia Ltd. Method of analyzing accelerator for copper electroplating
US7879222B2 (en) 2007-08-27 2011-02-01 Eci Technology, Inc. Detection of additive breakdown products in acid copper plating baths
US8372258B2 (en) 2009-08-03 2013-02-12 Novellus Systems, Inc. Monitoring of electroplating additives
JP5442400B2 (ja) 2009-11-13 2014-03-12 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路装置の製造方法
US8535504B2 (en) 2010-05-03 2013-09-17 Eci Technology, Inc. Analysis of an auxiliary leveler additive in an acid copper plating bath
JP2013077619A (ja) 2011-09-29 2013-04-25 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法
CN103014823B (zh) 2013-01-05 2015-05-13 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 改进铜电沉积的添加剂效果快速判定方法
US9689083B2 (en) 2013-06-14 2017-06-27 Lam Research Corporation TSV bath evaluation using field versus feature contrast
CN103643284A (zh) 2013-11-14 2014-03-19 广州杰赛科技股份有限公司 电镀线电流异常智能感应方法及系统
US10094038B2 (en) 2015-04-13 2018-10-09 Lam Research Corporation Monitoring electrolytes during electroplating

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130161203A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-27 Steven T. Mayer Monitoring leveler concentrations in electroplating solutions
TW201529905A (zh) * 2014-01-17 2015-08-01 Ebara Corp 鍍覆方法及鍍覆裝置

Also Published As

Publication number Publication date
US20160298256A1 (en) 2016-10-13
US10774438B2 (en) 2020-09-15
KR20160122076A (ko) 2016-10-21
JP2016199807A (ja) 2016-12-01
KR102550311B1 (ko) 2023-06-30
JP7079560B2 (ja) 2022-06-02
JP2022078295A (ja) 2022-05-24
TW201700971A (zh) 2017-01-01
US10094038B2 (en) 2018-10-09
US20190010626A1 (en) 2019-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI708939B (zh) 電鍍期間中監視電解液
KR102335508B1 (ko) 필드 대 피처 콘트라스트를 사용하는 ｔｓｖ 조 평가
TWI523976B (zh) 利用具有雙態抑制劑的電解液之矽穿孔填充
US20220010446A1 (en) Electrodeposition of nanotwinned copper structures
US11078591B2 (en) Process for optimizing cobalt electrofill using sacrificial oxidants
KR20210054496A (ko) 충진 및 디펙트 제어를 위한 저 구리 전기도금 용액들
TWI692555B (zh) 鑲嵌特徵中之由下而上填充
TW202038409A (zh) 低溫銅-銅直接接合
TWI814806B (zh) 在非銅襯墊層上的銅電填充
US20160102416A1 (en) Low copper/high halide electroplating solutions for fill and defect control
US20220415710A1 (en) Interconnect structure with selective electroplated via fill
US10358738B2 (en) Gap fill process stability monitoring of an electroplating process using a potential-controlled exit step
TW201900944A (zh) 電鍍期間監視晶種層上的表面氧化物