特表 2022-532943 光学プローブを含む電気化学的堆積システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-07-20

(54)【発明の名称】光学プローブを含む電気化学的堆積システム

(51)【国際特許分類】

   C25D 21/12 20060101AFI20220712BHJP

   C25D 21/00 20060101ALI20220712BHJP

   C25D 7/12 20060101ALI20220712BHJP

【ＦＩ】

C25D21/12 J

C25D21/12 F

C25D21/12 C

C25D21/00 K

C25D7/12

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021569907

(86)(22)【出願日】2020-05-19

(85)【翻訳文提出日】2022-01-21

(86)【国際出願番号】 US2020033644

(87)【国際公開番号】W WO2020242838

(87)【国際公開日】2020-12-03

(31)【優先権主張番号】62/852,497

(32)【優先日】2019-05-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】592010081

【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】パウ・アンドリュー ジェームズ

(72)【発明者】

【氏名】ゴンガディ・シャンティナス ジュニア

(72)【発明者】

【氏名】ヒー・チアン

(72)【発明者】

【氏名】ランジャン・マニシュ

【テーマコード（参考）】

4K024

【Ｆターム（参考）】

4K024AA09

4K024BA11

4K024BB12

4K024CA06

4K024CB05

4K024CB09

4K024CB21

4K024CB24

4K024GA02

(57)【要約】

電気化学的堆積システムが、電気化学的堆積のための電解液を含む電気化学的堆積チャンバと、基板を保持するように構成され、基板に電気的に接続された第１のカソードを含む、基板ホルダと、電気化学的堆積チャンバ内における基板ホルダの垂直位置を調整するように構成された第１のアクチュエータと、電解液中に浸漬されたアノードと、第１のカソードとアノードとの間に配された第２のカソードと、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板の中心から第１の距離において基板の第１の反射率を測定するように構成された第１の光学プローブと、第１の反射率に基づいて、第１のカソードに印加される電力、第２のカソードに印加される電力、アノードに印加される電力、及び基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されたコントローラと、を含む。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気化学的堆積システムであって、
電気化学的堆積のための電解液を含む電気化学的堆積チャンバと、
基板を保持するように構成され、前記基板に電気的に接続された第１のカソードを含む、基板ホルダと、
前記電気化学的堆積チャンバ内における前記基板ホルダの垂直位置を調整するように構成された第１のアクチュエータと、
前記電解液中に浸漬されたアノードと、
前記第１のカソードと前記アノードとの間に配された第２のカソードと、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の中心から第１の距離において前記基板の第１の反射率を測定するように構成された第１の光学プローブと、
前記電気化学的堆積中に、前記基板の前記第１の反射率に基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されたコントローラと、を備える、電気化学的堆積システム。

【請求項2】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の前記中心から第２の距離において前記基板の第２の反射率を測定するように構成された第２の光学プローブを更に備え、
前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、前記基板の前記第２の反射率に更に基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項3】

請求項２に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の距離は前記第２の距離とは異なる、電気化学的堆積システム。

【請求項4】

請求項２に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、前記第１の反射率と前記第２の反射率との差に基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項5】

請求項４に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記差に基づいて第１の調整を決定し、
前記第１の調整と第１のプロファイルから選択された値とに基づいて、前記第１のカソードに給電するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項6】

請求項４に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記差に基づいて第２の調整を決定し、
前記第２の調整と第２のプロファイルから選択された値とに基づいて、前記第２のカソードに給電するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項7】

請求項４に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記差に基づいて第３の調整を決定し、
前記第３の調整と第３のプロファイルから選択された値とに基づいて、前記基板ホルダの前記垂直位置を調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項8】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源と、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の前記表面に対して直角な光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。

【請求項9】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の表面に対して９０度以外の角度で光を伝送するように構成された第１の光源と、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記表面に対して９０度以外の角度で光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。

【請求項10】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブと前記基板との間に位置するウィンドウを更に備え、
前記第１の光学プローブは、前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記ウィンドウを通して光を伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項11】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源と、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板を通して光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。

【請求項12】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、バーを更に備え、
前記第１の光学プローブは前記バー上に位置している、電気化学的堆積システム。

【請求項13】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは前記電気化学的堆積チャンバの壁に取り付けられている、電気化学的堆積システム。

【請求項14】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、光の単一波長のみを伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項15】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、ある波長範囲内の光を伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項16】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記電気化学的堆積中に前記基板ホルダを回転させるように構成された第２のアクチュエータを更に備える、電気化学的堆積システム。

【請求項17】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記基板の前記第１の反射率に基づいて、前記電気化学的堆積のエンドポイントを検出し、
前記エンドポイントの前記検出に応答して、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように更に構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項18】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記基板の前記第１の反射率に基づいて、前記基板内に形成されたフィーチャの深さを決定し、
前記基板内に形成された前記フィーチャの前記深さに基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように更に構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項19】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記基板の前記第１の反射率に基づいて、障害を検出し、
前記障害の前記検出に応答して、前記障害の指標をディスプレイに表示するように更に構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項20】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、
前記電気化学的堆積中に、前記基板の一定量の回転中に測定された前記基板の複数の第１の反射率の平均を決定し、
前記電気化学的堆積中に、前記平均に基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項21】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記第１の光学プローブを、前記基板の前記中心から前記第１の距離にある位置から、前記基板の前記中心から前記第１の距離とは異なる第２の距離にある位置に移動させるように構成されているアクチュエータを更に備え、
前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、前記第１の光学プローブが前記基板の前記中心から前記第１の距離にあるときに測定された前記第１の反射率の第１の値と、前記第１の光学プローブが前記基板の前記中心から前記第２の距離にあるときに測定された前記第１の反射率の第２の値と、に基づき、
（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項22】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、前記基板の前記第１の反射率に基づいて、
（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、（ｖ）前記基板の角度、及び（ｖｉ）前記第１のカソードと前記第２のカソードとの間の距離、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項23】

電気化学的堆積システムであって、
電気化学的堆積のための電解液を含むように構成された電気化学的堆積チャンバと、
第１のカソードを含む基板ホルダと、
前記電気化学的堆積チャンバ内における前記基板ホルダの垂直位置を調整するように構成された第１のアクチュエータと、
アノードと、
前記第１のカソードと前記アノードとの間に配された第２のカソードと、
電気化学的堆積中の基板の反射率を測定するように構成された光学プローブと、を備える、電気化学的堆積システム。

【請求項24】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記電気化学的堆積中の前記基板の第２の反射率を測定するように構成された第２の光学プローブを更に備える、電気化学的堆積システム。

【請求項25】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、
前記基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された光源と、
前記基板の前記表面に対して直角をなす光を受光するように構成された光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。

【請求項26】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、
前記基板の表面に対して９０度以外の角度で光を伝送するように構成された光源と、
前記表面に対して９０度以外の角度で光を受光するように構成された光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。

【請求項27】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブと前記基板との間に位置するウィンドウを更に備え、
前記光学プローブは、前記ウィンドウを通して光を伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項28】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、
前記基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された光源と、
前記基板を通して光を受光するように構成された光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。

【請求項29】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、バーを更に備え、
前記光学プローブは前記バー上に位置している、電気化学的堆積システム。

【請求項30】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは前記電気化学的堆積チャンバの壁に取り付けられている、電気化学的堆積システム。

【請求項31】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、光の単一波長のみを伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項32】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、ある波長範囲内の光を伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項33】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブを、前記基板の中心に向かう方向及び前記基板の中心から離れる方向のうちの一方に移動させるように構成された第２のアクチュエータを更に備える、電気化学的堆積システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年５月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／８５２，４９７号の利益を主張する。上記で参照された出願の開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、電気化学的めっきシステムに関し、より具体的には、光学プローブを含む電気化学的めっきシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

本明細書で提供される背景技術の記載は、本開示の文脈を概略的に提示することを目的としている。本明細書の背景技術に記載されている範囲における、本明細書にて名前を挙げた発明者の業績、並びに、出願時点で先行技術と見なされないかも知れない本明細書の態様は、明示的にも暗黙的にも本開示に対する先行技術として認められていない。

【0004】

電気化学的堆積を使用して、基板内のフィーチャ（例えば、トレンチ及び／又はビア）を、フィーチャの底部からフィーチャの上部まで材料で充填することができる（すなわち、ボトムアップ）。フィーチャの上部の上方に堆積した余分な材料は、例えば、化学機械平坦化（ＣＭＰ）プロセスにより除去され得る。いくつかの例では、材料は金属、例えば銅、コバルト、タングステン、スズ、銀、金、ルテニウム、チタン、タンタル、並びに上記の酸化物、窒化物、及び合金であってよい。

【0005】

堆積の均一性を制御することにより、ＣＭＰのために均一な膜を提供し、フィーチャにおけるボイドを最小限に抑えることに役立つ場合がある。材料の厚さが均一でないと、ＣＭＰ中に研磨不足又は研磨過剰が生じる場合がある。例えば、薄い領域では研磨過剰が生じる場合があり、厚い領域では研磨不足が生じる場合がある。研磨過剰又は研磨不足が、ボイド及び／又は他の欠陥を増加させる場合がある。基板の縁部近くでの第１のフィーチャの充填速度と基板の中心近くでの第２のフィーチャの充填速度との間に差が存在する場合、ボイド及び／又は他の欠陥の増加が、加えて又は代わりに生じる場合がある。集積回路における欠陥は、集積回路の電気的故障につながり得る。

【発明の概要】

【0006】

特徴において、電気化学的堆積システムは、電気化学的堆積のための電解液を含む電気化学的堆積チャンバと、基板を保持するように構成され、基板に電気的に接続された第１のカソードを含む、基板ホルダと、電気化学的堆積チャンバ内における基板ホルダの垂直位置を調整するように構成された第１のアクチュエータと、前記電解液中に浸漬されたアノードと、第１のカソードとアノードとの間に配された第２のカソードと、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板の中心から第１の距離において基板の第１の反射率を測定するように構成された第１の光学プローブと、電気化学的堆積中に、基板の第１の反射率に基づいて、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、及び（ｖｉ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されたコントローラと、を含む。

【0007】

特徴において、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、第２の光学プローブが、基板の中心から第２の距離において基板の第２の反射率を測定するように構成されている。コントローラは、電気化学的堆積中に、基板の第２の反射率に更に基づいて、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、及び（ｖｉ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている。

【0008】

特徴において、第１の距離は第２の距離とは異なる。

【0009】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、第１の反射率と第２の反射率との差に基づいて、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される力、及び（ｖｉ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている。

【0010】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、その差に基づいて第１の調整を決定し、第１の調整と第１のプロファイルから選択された値とに基づいて、第１のカソードに給電するように構成されている。

【0011】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、その差に基づいて第２の調整を決定し、第２の調整と第２のプロファイルから選択された値とに基づいて、第２のカソードに給電するように構成されている。

【0012】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、その差に基づいて第３の調整を決定し、第３の調整と第３のプロファイルから選択された値とに基づいて、基板ホルダの垂直位置を調整するように構成されている。

【0013】

特徴において、第１の光学プローブは、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源と、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板の表面に対して直角な光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む。

【0014】

特徴において、第１の光学プローブは、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板の表面に対して９０度以外の角度で光を伝送するように構成された第１の光源と、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、表面に対して９０度以外の角度で光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む。

【0015】

特徴において、第１の光学プローブと基板との間にウィンドウが位置している。第１の光学プローブは、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、ウィンドウを通して光を伝送及び受光するように構成されている。

【0016】

特徴において、第１の光学プローブは、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源と、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板を通して光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む。

【0017】

特徴において、第１の光学プローブは水平方向に延びるバー上に位置している。

【0018】

特徴において、第１の光学プローブは、電気化学的堆積チャンバの壁に取り付けられている。

【0019】

特徴において、第１の光学プローブは、光の単一波長のみを伝送及び受光するように構成されている。

【0020】

特徴において、第１の光学プローブは、ある波長範囲内の光を伝送及び受光するように構成されている。

【0021】

特徴において、第２のアクチュエータは、電気化学的堆積中に基板ホルダを回転させるように構成されている。

【0022】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、基板の第１の反射率に基づいて、電気化学的堆積のエンドポイントを検出し、エンドポイントの検出に応答して、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、及び（ｖｉ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように更に構成されている。

【0023】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、基板の第１の反射率に基づいて、基板内に形成されたフィーチャの深さを決定し、基板内に形成されたフィーチャの深さに基づいて、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、及び（ｖｉ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように更に構成されている。

【0024】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、基板の第１の反射率に基づいて、障害を検出し、障害の検出に応答して、障害の指標をディスプレイに表示するように更に構成されている。

【0025】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、基板の一定量の回転中に測定された基板の複数の第１の反射率の平均を決定し、電気化学的堆積中に、平均に基づいて、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、及び（ｖｉ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている。

【0026】

特徴において、アクチュエータが、基板が電解液中に浸漬されている間に、第１の光学プローブを、基板の中心から第１の距離にある位置から、基板の中心から第１の距離とは異なる第２の距離にある位置に移動させるように構成されている。コントローラは、電気化学的堆積中に、第１の光学プローブが基板の中心から第１の距離にあるときに測定された第１の反射率の第１の値と、第１の光学プローブが基板の中心から第２の距離にあるときに測定された第１の反射率の第２の値と、に基づき、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、及び（ｖｉ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている。

【0027】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、基板の第１の反射率に基づいて、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、（ｖｉ）基板ホルダの垂直位置、（ｖ）基板の角度、及び（ｖｉ）第１のカソードと第２のカソードとの間の距離、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている。

【0028】

特徴において、電気化学的堆積システムは、電気化学的堆積のための電解液を含むように構成された電気化学的堆積チャンバと、第１のカソードを含む基板ホルダと、電気化学的堆積チャンバ内における基板ホルダの垂直位置を調整するように構成された第１のアクチュエータと、アノードと、第１のカソードとアノードとの間に配された第２のカソードと、電気化学的堆積中の基板の反射率を測定するように構成された光学プローブと、を含む。

【0029】

更なる特徴において、電気化学的堆積システムは、電気化学的堆積中の基板の第２の反射率を測定するように構成された第２の光学プローブを更に含む。

【0030】

更なる特徴において、光学プローブは、基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された光源と、基板の表面に対して直角をなす光を受光するように構成された光検出器と、を含む。

【0031】

更なる特徴において、光学プローブは、基板の表面に対して９０度以外の角度で光を伝送するように構成された光源と、表面に対して９０度以外の角度で光を受光するように構成された光検出器と、を含む。

【0032】

更なる特徴において、電気化学的堆積システムは、光学プローブと基板との間に位置するウィンドウを更に含み、光学プローブは、ウィンドウを通して光を伝送及び受光するように構成されている。

【0033】

更なる特徴において、光学プローブは、基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された光源と、基板を通して光を受光するように構成された光検出器と、を含む。

【0034】

更なる特徴において、電気化学的堆積システムはバーを更に含み、光学プローブはバー上に位置する。

【0035】

更なる特徴において、光学プローブは、電気化学的堆積チャンバの壁に取り付けられている。

【0036】

更なる特徴において、光学プローブは、光の単一波長のみを伝送及び受光するように構成されている。

【0037】

更なる特徴において、光学プローブは、ある波長範囲内の光を伝送及び受光するように構成されている。

【0038】

更なる特徴において、電気化学的堆積システムは、光学プローブを、基板の中心に向かう方向及び基板の中心から離れる方向のうちの一方に移動させるように構成された第２のアクチュエータを更に含む。

【0039】

本開示の適用可能な更なる領域が、発明を実施するための形態、特許請求の範囲、及び図面から明らかとなるであろう。発明を実施するための形態及び具体例は、例示のみを目的としており、開示の範囲を限定することを意図していない。

【0040】

本開示は、詳細な説明及び添付の図面からより完全に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】図１は、基板を処理して集積回路を製造する例示的な方法を示すフローチャートである。

【0042】

【図2A】図２Ａは、電気化学的堆積システムの例示的な実現形態の機能ブロック図である。

【図2B】図２Ｂは、電気化学的堆積システムの例示的な実現形態の機能ブロック図である。

【0043】

【図3A】図３Ａは、電気化学的堆積の開始時における、基板とアノードとの間の第１の例示的な距離と、例示的な電界とを示す。

【0044】

【図3B】図３Ｂは、基板とアノードとの間の第２の例示的な距離と、電気化学的堆積の終了時により近い例示的な電界を示す。

【0045】

【図4】図４は、基板の反射率と基板上に堆積された材料の厚さとの関係を示す例示的なグラフを含む。

【0046】

【図5】図５は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図6】図６は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図7】図７は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図8】図８は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図9】図９は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図10】図１０は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【0047】

【図11】図１１は、めっき時間の関数としての基板上のある場所における正規化された反射率の例示的なグラフを含む。

【0048】

【図12A】図１２Ａは、めっき時間の関数としての基板上の３つの異なる場所における正規化された反射率の例示的なグラフを含む。

【0049】

【図12B】図１２Ｂは、第２のカソードの電流のうちの少なくとも１つの電流でのめっき時間の関数として、及び電気化学的堆積中に調整された基板とアノードとの間の距離との関数として、基板上の３つの異なる場所における正規化された反射率の例示的なグラフを含む。

【0050】

【図13】図１３は、システムコントローラの例示的な実現形態の機能ブロック図を含む。

【0051】

【図14】図１４は、入射光及び反射光が基板に対して直角である例における干渉を示す例示的なグラフと、時間の関数としての波長平均化反射率の例示的なグラフを含む。

【0052】

【図15】図１５は、電気化学的堆積中の経時的な第１の反射率の例示的なグラフを含む。

【0053】

【図16】図１６は、電気化学的堆積中の経時的な第１の平均反射率のローリング標準偏差の例を含む。

【0054】

【図17】図１７は、電気化学的堆積中に第１のカソード、第２のカソードに印加される電力、及び基板とアノードとの間の距離、を制御する例示的な方法を示すフローチャートを含む。

【0055】

【図18】図１８は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図19】図１９は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図20】図２０は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図21】図２１は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図22】図２２は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図23】図２３は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図24】図２４は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【発明を実施するための形態】

【0056】

図面において、参照番号は、類似の及び／又は同一の要素を特定するために再利用される場合がある。

【0057】

基板の誘電体層内に形成されたフィーチャは、処理チャンバ内で電気化学的堆積を使用して、材料（例えば、金属）で充填され得る。基板は第１の電極に接触している。アノードは処理チャンバの底部に位置する。処理チャンバ内の電界は、（ａ）基板間の距離と、（ｂ）第１の電極に印加される電力、第２の電極に印加される電力、及びアノードに印加される電力のうちの少なくとも１つ、のうちの少なくとも１つを変化させることにより変化させ得る。堆積前後の基板の特性に基づく試行錯誤により、電気化学的堆積中に従う、ターゲットとする第１のカソード電流プロファイル、ターゲットとする第２のカソード電流プロファイル、及びターゲットとする距離プロファイルを較正できる。

【0058】

本開示によれば、堆積中に測定されたインサイチュ特性を使用することにより、堆積される材料の厚さの均一性が向上し、充填速度の均一性が向上する。例えば、基板上への材料の堆積中に、１つ以上の光学プローブが、基板の１つ以上の反射率を測定する。材料（例えば、金属）が基板上に堆積されるにつれて、反射率は一般に増加する。コントローラは、１つ以上の反射率に基づいて基板間の距離を選択的に調整する。加えて又は代わりに、コントローラは、１つ以上の反射率に基づいて、第１の電極に印加される電力、第２の電極に印加される電力、及びアノードに印加される電力、のうちの少なくとも１つを選択的に調整してよい。堆積中の閉ループ調整により、堆積された材料の厚さの均一性が向上し、充填速度の均一性が向上する場合がある。厚さの均一性を向上させること及び／又は充填速度の均一性を向上させることにより、欠陥数が減少する場合がある。

【0059】

図１は、基板を処理して集積回路を製造する例示的な方法を示すフローチャートである。１０４において、基板上に誘電体層が堆積される。１０８において、パターニング及びエッチングなどにより、フィーチャ（例えば、トレンチ及び／又はビア）が誘電体層内に形成される。１１２において、拡散バリアが化学蒸着（ＣＶＤ）又は物理蒸着（ＰＶＤ）などにより基板に適用される。

【0060】

１１６において、材料（例えば、金属）用のシード層が基板に適用される。シード層は、例えば、ＣＶＤ又はＰＶＤにより適用されてよい。シード層は、例えば、窒化チタン又はその材料に好適な別のシード材料を含んでよい。金属の例には、銅、コバルト、タングステン、スズ、銀、金、ルテニウム、チタン、タンタル、及び上記の酸化物、窒化物、及び合金が含まれる。１２０において、フィーチャが材料で充填される。フィーチャは、例えば、電気化学的堆積を使用して、フィーチャの底部からフィーチャの上部まで充填されてよい。電気化学的堆積について、以下で更に説明する。１２４において、導電性材料の過剰部分が、化学機械平坦化（ＣＭＰ）などにより除去される。次いで、制御は１０４に戻ってよい。

【0061】

図２Ａは、電気化学的堆積チャンバ２０４を含む電気化学的堆積システム２００の例示的な実現形態の機能ブロック図である。チャンバ２０４は、基板２１６の下面２１２に形成されたフィーチャ内に材料（例えば、金属）を堆積させるために使用される電解液２０８の浴を含む。電解液２０８は、基板２１６上に堆積される材料（例えば、金属）のイオンを含んでよい。

【0062】

基板２１６は、第１のカソード２２０を含む基板ホルダ２１８から吊り下げられている。第１のカソード２２０は、基板２１６の外縁部に電気的に接触している。例えば、第１のカソード２２０は、基板２１６を基板ホルダ２１８に保持する１つ以上のクランプ要素２２４、例えば複数の把持要素、を含んでよい。第１のカソード２２０は、導電性材料で作製されてよい。クランプ要素２２４もまた、導電性材料で作製されてよい。第１のカソード２２０は、クランプ要素２２４を介して基板２１６の外縁部に電気的に接触してよい。

【0063】

基板ホルダ２１８はまた、例えばアイソレータ２３０を介して第１のカソード２２０から電気的に絶縁された第２のカソード２２８を含んでよい。例えば、第２のカソード２２８は、環状リングであってよい。第２のカソード２２８は、白金コーティングされたチタンなどの導電性材料で作製されてよい。

【0064】

アノード２３２は、電解液２０８中に浸漬され、第１のカソード２２０から電気的に絶縁されている。アノード２３２は、チャンバ２０４の底面に固定されてよい。アノード２３２は、銅又はコバルトなどの導電性材料で作製されてよい。

【0065】

第１のアクチュエータ２３６は、基板ホルダ２１８を上昇及び下降させる。したがって、第１のアクチュエータ２３６は、基板２１６とアノード２３２との間の距離を制御する。例としてのみ、第１のアクチュエータ２３６は、リニアアクチュエータ又は別の好適なタイプのアクチュエータを含んでよい。図２Ａは、基板２１６の下面２１２に形成されたフィーチャ内に材料を堆積させるために、第１のアクチュエータ２３６が基板２１６を第１の位置に下降させて、基板２１６が電解液２０８中に浸漬されている例を示す。図２Ｂは、第１のアクチュエータ２３６が基板２１６を第２の位置に上昇させて、基板２１６が電解液２０８中に浸漬されていない例を示す。

【0066】

第２のアクチュエータ２４０は、基板ホルダ２１８を回転させる。第２のアクチュエータ２４０は、例えば、ある回転速度にて基板ホルダ２１８の回転を駆動する電気モータを含んでよい。第２のカソード２２８は、基板ホルダ２１８が回転している間、基板ホルダ２１８と共に回転してよく、又は回転しなくてよい。

【0067】

電源２５０は、第１のカソード２２０、第２のカソード２２８、及びアノード２３２に電力を印加する。第１のカソード２２０、第２のカソード２２８、及びアノード２３２に印加される電力、並びにアノード２３２に対する第１及び第２のカソード２２０及び２２８の場所が、チャンバ２０４内の電界の形状を決定する。システムコントローラ２６０は、電源２５０によって第１のカソード２２０、第２のカソード２２８、及びアノード２３２に印加される電力を制御する。システムコントローラ２６０はまた、第１のアクチュエータ２３６を介して基板２１６とアノード２３２との間の距離を制御する。システムコントローラ２６０はまた、第２のアクチュエータ２４０を介して基板ホルダ２１８の回転を制御する。

【0068】

チャンバ２０４内の１つ以上の光学プローブ２６４からの測定に基づいて、システムコントローラ２６０は、基板２１６とアノード２３２との間の距離、並びに第１のカソード２２０、第２のカソード２２８、及びアノード２３２に印加される電力を制御する。１つ以上の光学プローブ２６４は、例えば、基板２１６が電解液２０８中にある間、基板２１６の下面２１２の反射率を測定する。第１のカソード２２０の位置及び印加される電力を制御することにより、基板２１６上に堆積される材料の厚さの均一性が向上し、基板２１６全体にわたる充填速度の均一性が向上する。

【0069】

１つ以上の光学プローブ２６４は、水平に延びるバー２６６又はタブ上に位置してよい。バー２６６は、基板ホルダ２１８から吊り下げられてよい。バー２６６は、基板ホルダ２１８と共に回転してよく、又は固定されて、基板ホルダ２１８が回転している間は回転しなくてよい。代わりに、バー２６６は、例えばチャンバ２０４の壁に固定されてよい。

【0070】

ロボット２７０は、基板ホルダ２１８に基板を送達してよく、及び基板ホルダ２１８から基板を除去してよい。例えば、ロボット２７０は、基板を基板ホルダ２１８に及び基板ホルダ２１８から移動させてよい。システムコントローラ２６０は、ロボット２７０の動作を制御してよい。

【0071】

図３Ａ及び図３Ｂは、基板２１６のフィーチャ内での材料の電気化学的堆積中の例示的な位置及び電界を示す断面図を含む。電気化学的堆積の開始時の基板２１６の第１の抵抗は、電気化学的堆積の終了時の基板２１６の第２の抵抗よりも高い。材料（例えば、金属）が基板２１６上に堆積されるにつれて、基板２１６の抵抗は一般に減少する。

【0072】

図３Ａは、電気化学的堆積の開始時における、基板２１６とアノード２３２との間の第１の例示的な距離と、例示的な電界とを示す。電気化学的堆積の開始時では、電界及び電流密度は、基板２１６がその縁部において電気的に接触している場所の近くで当然ながら高くなるであろう。システムコントローラ２６０は、第２のカソード２２８に第１の電流を印加することによりこれを補償し、その結果、第１のカソード２２０により均一な電界及び電流密度がもたらされる。

【0073】

図３Ｂは、電気化学的堆積の終了時の近くにおける、基板２１６とアノード２３２との間の第２の例示的な距離と、例示的な電界とを示す。電気化学的堆積の終了時では、基板２１６の抵抗は無視してよい。システムコントローラ２６０は、電気化学的堆積の終了時に近づくにつれて、基板２１６とアノード２３２との間の距離を減少又は増加させてよく、第２のカソード２２８への電流を減少させる又は無効にしてよい。距離の調整及び第２のカソード２２８への電流の減少の結果、第１のカソード２２０により均一な電界及び電流密度がもたらされる。

【0074】

図４は、基板の反射率と基板上に堆積された材料の厚さとの関係を示す例示的なグラフを含む。図示するように、基板上の材料（例えば、金属）の厚さが増加するにつれて、反射率は増加する。材料の厚さが、１つ以上の光学プローブ２６４からの入射電磁放射を完全に反射するのに十分な厚さになると、反射率は頭打ちになる。

【0075】

図５は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む断面図を含む。様々な実現形態では、１つ以上の光学プローブ２６４は、２つ以上の光学プローブを含んでよい。例えば、第１の光学プローブは、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８を含んでよい。第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８は、基板２１６の外縁部の近くにある又は外縁部にある第１の場所に光を伝送し及びその場所から光を受光するように構成されている。第１の光源５０４は、基板２１６に向けて光を出力する。第１の光検出器５０８は、基板２１６によって反射される第１の光源５０４からの光を受光する。

【0076】

第２の光学プローブは、第２の光源５１２及び第２の光検出器５１６を含んでよい。第２の光源５１２及び第２の光検出器５１６は、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８から半径方向内側に構成されている。第２の光源５１２及び第２の光検出器５１６は、第１の場所の半径方向内側にある第２の場所に光を伝送し及びその場所から光を受光するように構成されている。第２の場所は、基板２１６の近く又は中心にあってよい。第２の光源５１２は、基板２１６に向けて光を出力する。第２の光検出器５１６は、基板２１６によって反射される第２の光源５１２からの光を受光する。

【0077】

様々な実現形態では、第１の光学プローブと第２の光学プローブとの間に１つ以上の他の光学プローブが放射状に構成されてよい。例えば、第３の光学プローブは、第３の光源５２０及び第３の光検出器５２４を含んでよい。第３の光源５２０及び第３の光検出器５２４は、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８から半径方向内側に構成され、第２の光源５１２及び第２の光検出器５１６から半径方向外側に構成されている。第３の光源５２０及び第３の光検出器５２４は、第２の場所の半径方向外側であり第１の場所の半径方向内側である第３の場所から光を伝送及び受光するように構成されている。第３の光源５２０は、基板２１６に向けて光を出力する。第３の光検出器５２４は、基板２１６によって反射される第３の光源５２０からの光を受光する。

【0078】

第４の光学プローブは、第４の光源５２８及び第４の光検出器５３２を含んでよい。第４の光源５２８及び第４の光検出器５３２は、第３の光源５２０及び第３の光検出器５２４から半径方向内側に構成され、第２の光源５１２及び第２の光検出器５１６から半径方向外側に構成されている。第４の光源５２８及び第４の光検出器５３２は、第２の場所の半径方向外側であり第３の場所の半径方向内側である第４の場所に光を伝送し及びその場所から光を受光するように構成されている。第４の光源５２８は、基板２１６に向けて光を出力する。第４の光検出器５３２は、基板２１６によって反射される第４の光源５２８からの光を受光する。

【0079】

第５の光学プローブは、第５の光源５３６及び第５の光検出器５４０を含んでよい。第５の光源５３６及び第５の光検出器５４０は、第４の光源５２８及び第４の光検出器５３２から半径方向内側に構成され、第２の光源５１２及び第２の光検出器５１６から半径方向外側に構成されている。第５の光源５３６及び第５の光検出器５４０は、第２の場所の半径方向外側であり第４の場所の半径方向内側である第５の場所に光を伝送し及びその場所から光を受光するように構成されている。第５の光源５３６は、基板２１６に向けて光を出力する。第５の光検出器５４０は、基板２１６によって反射される第５の光源５３６からの光を受光する。

【0080】

様々な実現形態では、第３、第４、及び第５の光学プローブのうちの１つ以上が省略されてよい。様々な実現形態では、５つを超える光学プローブが含まれてよい。

【0081】

第１、第２、第３、第４、及び第５の光検出器５０８、５１６、５２４、５３２、及び５４０は、基板２１６から第１、第２、第３、第４、及び第５の光検出器５０８、５１６、５２４、５３２、及び５４０に反射された光に基づき、信号を生成及び出力する。第１、第２、第３、第４、及び第５の光検出器５０８、５１６、５２４、５３２、及び５４０の出力はそれぞれ、第１、第２、第３、第４、及び第５の場所における基板２１６の反射率に対応する。したがって、第１、第２、第３、第４、及び第５の光検出器５０８、５１６、５２４、５３２、及び５４０の出力はそれぞれ、第１、第２、第３、第４、及び第５の場所に堆積された材料の厚さに対応する。

【0082】

第１、第２、第３、第４、及び第５の光源５０４、５１２、５２０、５２８、及び５３６は、基板２１６の下面２１２に対して直角をなす光を伝送してよい。第１、第２、第３、第４、及び第５の光検出器５０８、５１６、５２４、５３２、及び５４０は、基板２１６の下面２１２に対して直角をなす光を受光してよい。この例では、入射（伝送）光と反射光の両方が、基板２１６の下面２１２に対して直角である。

【0083】

図６は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む断面図を含む。図６の例では、第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８は、基板２１６の下面２１２に対して９０度以外の角度で光を伝送する。第１、第２、第３、及び第４の光検出器５０８、５１６、５２４、及び５３２は、基板２１６の下面２１２に対して９０度以外の角度で光を受光する。

【0084】

図示するように、第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８は、基板２１６上の異なる場所で光を伝送する。例えば、第１の光源５０４は、基板２１６の縁部の近くで光を伝送し、第２の光源５１２は、基板２１６の中心で又は中心の近くで光を伝送する。第３及び第４の光源５２０及び５２８は、基板２１６の縁部と中心との間の場所で光を伝送する。

【0085】

図７は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む断面図を含む。様々な実現形態では、ウィンドウ７０４は、１つ以上の光学プローブと基板２１６との間に位置してよい。この例では、電解液２０８は、ウィンドウ７０４の上方及び下方に循環させてよい。ウィンドウ７０４は、チャンバ２０４の壁又は基板ホルダ２１８に固定されてよい。

【0086】

図８は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む断面図を含む。様々な実現形態では、光学プローブは、チャンバ２０４の壁に固定されてよい。第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８は、基板２１６の下面２１２に対して９０度以外の角度で光を伝送する。第１、第２、第３、及び第４の光検出器５０８、５１６、５２４、及び５３２は、基板２１６の下面２１２に対して９０度以外の角度で光を受光する。

【0087】

図示するように、第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８は、基板２１６上の異なる場所で光を伝送する。例えば、第１の光源５０４は、基板２１６の縁部の近くの第１の場所に光を伝送し、第２の光源５１２は、基板２１６の中心の又はその近くの第２の場所に光を伝送する。第３及び第４の光源５２０及び５２８は、基板２１６の縁部と中心との間の第２及び第３の場所に光を伝送する。

【0088】

図９は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む断面図を含む。様々な実現形態では、第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８は、基板２１６の下面２１２に対して直角に光を伝送する。第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８は、基板２１６及び第１のカソード２２０を通して光を伝送してよい。第１、第２、第３、及び第４の光検出器５０８、５１６、５２４、及び５３２は、第１のカソード２２０上に構成されてよく、基板２１６及び第１のカソード２２０を通して、第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８から光を受光してよい。基板２１６上のある場所に堆積された材料の厚さが増加するにつれて、（材料によって）より多くの光が反射されるので、その場所において基板２１６を通る光の伝送は減少する。第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８が光を出力する場所における材料の厚さが増加するにつれて、第１、第２、第３、及び第４の光検出器５０８、５１６、５２４、及び５３２によって受光される光の量は減少する場合がある。

【0089】

図１０は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む断面図を含む。図１０の例では、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８は、半径方向内向きに及び外向きに移動する。例えば、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８は、バー２６６内のトラックに沿ってスライドするトロリー１００４上に載っていてもよい。アクチュエータ１００８は、トロリー１００４を押す及び引くことにより、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８を半径方向内向き及び外向きに移動させてよい。アクチュエータ１００８は、ある周波数にて、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８を半径方向外側位置から半径方向内側位置に移動させ、再び半径方向外側位置に戻してよい。

【0090】

光学プローブは、単一波長の光のみ又はある波長範囲内の光のみを伝送及び受光するように構成されてよい。

【0091】

図１１は、めっき時間の関数としての基板２１６上のある場所における正規化された反射率の例示的なグラフを含む。図示するように、正規化された反射率は、材料の堆積の開始時において０である。時間の経過に伴い、正規化された反射率は増加する。材料の堆積が完了すると、正規化された反射率は１に達する。

【0092】

図１２Ａは、めっき時間の関数としての基板２１６上の３つの異なる場所における正規化された反射率の例示的なグラフを含む。トレース１２０４は、基板２１６の縁部に近い第１の場所における正規化された反射率をたどる（例えば、中心から半径ｒ＝１３５ｍｍにおいて第１の光検出器５０８によって測定される）。トレース１２０８は、基板２１６の中心に近い第２の場所における正規化された反射率をたどる（例えば、中心から半径ｒ＝１５ｍｍにおいて第２の光検出器５１６によって測定される）。トレース１２１２は、第１の場所と第２の場所との間の第３の場所における正規化された反射率をとる（例えば、中心から半径ｒ＝９５ｍｍにおいて第４の光検出器５３２によって測定される）。図示するように、正規化された反射率は、基板２１６の中心の近くよりも基板２１６の縁部の近くで、より速く増加し１に接近する。

【0093】

図１２Ｂは、以下で更に説明するように、第２のカソード２２８の電流のうちの少なくとも１つの電流でのめっき時間の関数として、及び電気化学的堆積中に調整された基板２１６とアノード２３２との間の距離との関数として、基板２１６上の３つの異なる場所における正規化された反射率の例示的なグラフを含む。図示するように、堆積は、基板２１６の表面全体にわたってほぼ同じ速度で生じている。換言すれば、充填速度は、基板２１６全体にわたってほぼ均一である。したがって、基板２１６は、堆積される材料の厚さがより均一になる場合がある。

【0094】

図１３は、システムコントローラ２６０の例示的な実現形態の機能ブロック図を含む。サンプリングモジュール１３０４は、光検出器のうちの第１の光検出器により測定された第１の反射率と、光検出器のうちの第２の光検出器により測定された第２の反射率とを、基板ホルダ２１８の１回転あたり、ある回数でサンプリングしてデジタル化する。例としてのみ、サンプリングモジュール１３０４は、第１の反射率及び第２の反射率４０を、基板ホルダ２１８の１回転あたり、その回数で等間隔に又は別の好適なレートでサンプリングしてよい。光検出器のうちの第１の光検出器（例えば、第２の光検出器５１６）及び光検出器のうちの第２の光検出器（例えば、第１の光検出器５０８）は、基板２１６への材料の堆積中に、基板２１６上の異なる半径方向場所から光を受光する。

【0095】

平均化モジュール１３０８は、ある期間にわたって測定された第１の反射率を平均化して、第１の平均反射率を決定する。平均化モジュール１３０８はまた、その期間にわたって測定された第２の反射率を平均化して、第２の平均反射率を決定する。この期間は、例えば、基板ホルダ２１８の１回転又は別の好適な期間であってよい。この期間は移動する場合がある、又は移動しない場合がある。

【0096】

誤差モジュール１３１２は、第１の平均反射率と第２の平均反射率との間の誤差を決定する。例えば、誤差モジュール１３１２は、第１の平均反射率から第２の平均反射率を引いたものに基づいて又はそれに等しい値に誤差を設定してよい。図１０の例では、誤差モジュール１３１２は、第１の光検出器５０８が第１の半径方向位置にあるときに第１の時間にて第１の光検出器５０８により測定された第１の反射率と、第１の光検出器５０８が第１の半径方向位置とは異なる第２の半径方向位置にあるときに第２の時間にて第１の光検出器５０８により測定された第２の反射率との差に基づいて又はこの差に等しい値に誤差を設定してよい。

【0097】

フィルタリングモジュール１３１６は、この誤差に１つ以上のフィルタを適用して、フィルタ処理された誤差を生成する。例えば、フィルタリングモジュール１３１６は、第１及び第２の光検出器に関連付けられた基板２１６上の場所に基づいて、１つ以上の重み付け値を誤差に適用（例えば、乗算）してよい。フィルタリングモジュール１３１６は、加えて又は代わりに、誤差における変化にレート制限を適用して、フィルタ処理された誤差を平滑化してよい。

【0098】

調整モジュール１３２０は、フィルタ処理された誤差に基づいて１つ以上の調整を選択的に設定する。例えば、調整モジュール１３２０は、フィルタ処理された誤差に基づいて、第１のカソード調整、第２のカソード調整、又は距離調整、のうちの少なくとも１つを増加又は減少させてよい。調整モジュール１３２０は、第１のカソード調整、第２のカソード調整、又は距離調整のうちの少なくとも１つを調整して、フィルタ処理された誤差（及び誤差）をゼロに向けて調整する。第１のカソード調整を使用して、第１のカソードプロファイルに対して第１のカソード２２０の電流を変化させてよい。第１のカソードプロファイルは、基板２１６への材料の堆積中に、第１のカソード２２０に経時的に印加する電力の一連の値を含む。

【0099】

第１のカソード制御モジュール１３２４は、第１のカソードプロファイル及び第１のカソード調整に基づいて、電源によって第１のカソード２２０に印加される電力を制御する。例えば、第１のカソード制御モジュール１３２４は、第１のカソード調整を第１のカソードプロファイルの値に乗算又は加算し、乗算又は加算の結果に基づいて、経時的に第１のカソード２２０に印加される電力を制御してよい。

【0100】

第２のカソード調整を使用して、第２のカソードプロファイルに対して第２のカソード２２８の電流を変化させてよい。第２のカソードプロファイルは、基板２１６への材料の堆積中に、第２のカソード２２８に経時的に印加する電力の一連の値を含む。

【0101】

第２のカソード制御モジュール１３２８は、第２のカソードプロファイル及び第２のカソード調整に基づいて、電源によって第２のカソード２２８に印加される電力を制御する。例えば、第２のカソード制御モジュール１３２８は、第２のカソード調整を第２のカソードプロファイルの値に乗算又は加算し、乗算又は加算の結果に基づいて、経時的に第２のカソード２２８に印加される電力を制御してよい。

【0102】

距離プロファイルに対して相対的に、基板２１６とアノード２３２との間の距離を変化させるために、距離調整が使用されてよい。距離プロファイルは、基板２１６上への材料の堆積中における基板とアノード２３２との間の経時的な一連の距離を含む。

【0103】

距離制御モジュール１３３２は、距離プロファイル及び距離調整に基づいて、第１のアクチュエータ２３６を作動させる。例えば、距離制御モジュール１３３２は、距離調整を距離プロファイルの値に乗算又は加算し、乗算又は加算の結果に基づいて、第１のアクチュエータ２３６を経時的に作動させてよい。

【0104】

光学プローブのインサイチュ光学測定に基づいて、電気化学的堆積中に、第１のカソード２２０に印加される電力、第２のカソード２２８に印加される電力、及び／又は基板２１６とアノード２３２との間の距離を調整することにより、基板２１６の欠陥数を減少させてよい、及び／又は堆積される材料の均一性を増加させてよい。第１及び第２の反射率の例が提供されているが、加えて又は代わりに、第１のカソード調整、第２のカソード調整、及び距離調整、のうちの少なくとも１つが、光検出器の１つ以上の他の対によって測定された反射率の１つ以上の他の対に基づいて設定されてよい。更に、加えて又は代わりに、第１のカソード調整、第２のカソード調整、及び距離調整、のうちの少なくとも１つが、３つ以上の反射率信号に基づいて設定されてよい。３つ以上の反射率信号の例では、誤差モジュール１３１２は、反射率信号の各々に重み付けをして誤差を生成してよい。

【0105】

基板２１６とアノード２３２との間の距離の例は上で論じられているが、加えて又は代わりに、誤差に基づいて、形状が１つ以上の形で調整されてよい。例えば、システムコントローラ２６０は、第１のカソード２２０と第２のカソード２２８との間の距離を調整してよく、１つ以上の電界形成構成要素（例えば、第１のカソード２２０、第２のカソード２２８、及び／又はアノード２３２）の位置若しくは寸法、及び／又は電解液２０８中の基板２１６の角度が調整されてよい。

【0106】

エンドポイントモジュール１３３６は、第１の反射率などの反射率のうちの少なくとも１つに基づいて、電気化学的堆積中に電気化学的堆積のエンドポイントを検出する。エンドポイントモジュール１３３６は、例えば、反射率がエンドポイント反射率と交差したとき、反射率の変化率がエンドポイント変化率よりも小さくなったとき、又は反射率が別の好適な判定基準を達成したときに、エンドポイントを検出してよい。

【0107】

エンドポイントが検出されたとき、第１のカソード制御モジュール１３２４、第２のカソード制御モジュール１３２８、及び距離制御モジュール１３３２のうちの少なくとも１つがそれぞれ、第１のカソード２２０に印加される電力、第２のカソード２２８に印加される電力、及び距離を調整してよい。例えば、エンドポイントが検出されたとき、第１のカソード制御モジュール１３２４は、異なる第１のプロファイルを選択してよい。加えて又は代わりに、エンドポイントが検出されたとき、第２のカソード制御モジュール１３２８は、異なる第２のプロファイルを選択してよい。加えて又は代わりに、エンドポイントが検出されたとき、距離制御モジュール１３３２は、異なる距離プロファイルを選択してよい。

【0108】

平均化反射率の使用例が示されているが、平均化されていない反射率が使用されてよい。平均化されていない反射率（例えば、第１の反射率）を使用することにより、各回転に対して基板表面の反射率をマッピングすることが可能になる場合がある。これは、基板２１６上の反射率の局所的な差の（経時的な）斬新的進展を監視するために使用できる一連の詳細なスナップショットを提供するであろう。これは、基板が最初は抵抗が高く、したがって抵抗が低い経路において材料がより急速に堆積する傾向がある場合に役立ち得る。これらの抵抗の低い経路は、他の領域より先に核形成が開始する確率が高い領域、又は接触抵抗が最小化される領域のいずれかの、基板２１６の縁部上の方位角位置に形成され得る。これにより、光検出器からのインサイチュデータに基づいて、経路形成をリアルタイムで観察し、調整のうちの少なくとも１つをチューニングし、場合によっては欠陥の原因となる経路形成現象を回避することが可能になる。

【0109】

障害モジュール１３４０は、第１の反射率に基づいて、電気化学的堆積中の１つ以上の障害の存在を診断する。基準プロファイルには、障害が存在しない場合の電気化学的堆積中の経時的な一連の基準の第１の反射率が含まれる。所与の時点での第１の反射率の値が、その時点での基準の第１の反射率よりも少なくとも所定の量だけ大きいか又は小さい場合、障害モジュール１３４０は、障害の存在を診断してよい。第１の反射率の例が使用されているが、障害モジュール１３４０は、加えて又は代わりに、１つ以上の他の反射率に基づいて障害の存在を診断してよい。

【0110】

障害モジュール１３４０は、障害が診断された場合に、１つ以上のアクションをとってよい。例えば、障害モジュール１３４０は、所定の障害メッセージをディスプレイ１３４４上に表示してよい。

【0111】

単一波長の光のみを検出する光検出器の例では、フィーチャがボトムアップで充填されるにつれて、干渉縞の存在が観察される場合がある。例えば、上部反射面（例えば、エッチングされていない領域）と底部反射面（エッチングされた領域）との間の平均距離がｎλ／４（ｎは整数、λは光の波長である）に等しいか又はほぼ等しい場合、弱め合い干渉が生じる場合がある。平均距離がｎλ／２に等しいか又はほぼ等しい場合、強め合い干渉が生じる場合がある。

【0112】

図１４は、入射光及び反射光が基板２１６に対して直角をなす例について、平均距離がｎλ／４に等しい場合の弱め合い干渉を示す例示的なグラフを含む。図１４はまた、時間の関数としての波長平均化反射率の例示的なグラフを含む。

【0113】

図１３に示すように、平均深さモジュール１３５０が、平均化反射率対時間プロファイルを基準平均反射率対時間プロファイルと比較して、強め合い干渉及び弱め合い干渉が生じた場所、したがってフィーチャの深度を決定し得る。これを、サンプリングされた波長ごとに実施できる。これが、サンプル区画のフィーチャ深さの平均と標準偏差の推定を改善し得る。

【0114】

調整モジュール１３２０は、加えて又は代わりに、平均深さに基づいて第１のカソード調整を決定してよい。例えば、調整モジュール１３２０は、平均深さを第１のカソード調整に関連付けるルックアップテーブル及び方程式のうちの１つを使用して、第１のカソード調整を決定してよい。調整モジュール１３２０は、加えて又は代わりに、平均深さに基づいて、第２のカソード調整及び／又は距離調整を決定してよい。平均深さに基づく調整は、方位角方向の不均一性に起因する変動を除去する場合があり、半径方向（例えば、中心から縁部）の不均一性の変化に対する信号対雑音比を増加させる場合がある。

【0115】

図１５は、電気化学的堆積中の経時的な第１の（平均化されていない）反射率の例示的なグラフを含む。図１６は、電気化学的堆積中の経時的な第１の平均反射率のローリング標準偏差の例を含む。エンドポイントモジュール１３３６は、第１の平均反射率、第１の反射率、又は第１の平均反射率のローリング標準偏差が、対応する値より大きくなること又は小さくなることに基づいてエンドポイントを検出してよい。

【0116】

図１７は、電気化学的堆積中に第１のカソード２２０、第２のカソード２２８に印加される電力、及び基板２１６とアノード２３２との間の距離、を制御する例示的な方法を示すフローチャートを含む。制御は１７０４で始まり、第１及び第２の光検出器５０８及び５１６はそれぞれ、第１及び第２の場所にて基板２１６の第１及び第２の反射率を測定する。第１及び第２の光検出器５０８及び５１６は、基板２１６が電解液２０８中で回転している間に第１及び第２の反射率を測定し、第１及び第２の光源５０４及び５１２は第１及び第２の場所に光を出力し、基板２１６は基板ホルダ２１８に保持されている。

【0117】

１７０８において、平均化モジュール１３０８が、第１及び第２の平均反射率を決定する。１７１２において、誤差モジュール１３１２が、第２の平均反射率と第１の平均反射率との間の差に基づいて誤差を決定する。１７１６において、フィルタリングモジュール１３１６が、誤差に基づいてフィルタ処理された誤差を生成する。１７２０において、調整モジュール１３２０が、フィルタ処理された誤差に基づいて、第１のカソード調整、第２のカソード調整、及び距離調整を決定する。

【0118】

１７２４において、第１のカソード制御モジュール１３２４は、堆積中の現在時間に対する（第１のカソード２２０に電力を印加するための）第１の値を第１のプロファイルから選択する。また、第２のカソード制御モジュール１３２８は、堆積中の現在時間に対する（第２のカソード２２８に電力を印加するための）第２の値を第２のプロファイルから選択する。また、距離制御モジュール１３３２は、堆積中の現在時間に対する（基板２１６とアノード２３２との間の距離に対する）第３の値を第３のプロファイルから選択する。

【0119】

１７２８において、第１のカソード制御モジュール１３２４は、第１の値及び第１のカソード調整に基づいて、第１のカソード２２０に印加される電力を制御する。例えば、第１のカソード制御モジュール１３２４は、（ｉ）第１のカソード調整に第１の値を加算したもの又は（ｉｉ）第１のカソード調整に第１の値を乗算したもの、に基づく電力又はこれに等しい電力を、第１のカソード２２０に印加してよい。第２のカソード制御モジュール１３２８は、第２の値及び第２のカソード調整に基づいて、第２のカソード２２８に印加される電力を制御する。例えば、第２のカソード制御モジュール１３２８は、（ｉ）第２のカソード調整に第２の値を加算したもの又は（ｉｉ）第２のカソード調整に第２の値を乗算したもの、に基づく電力又はこれに等しい電力を、第２のカソード２２８に印加してよい。距離制御モジュール１３３２は、第３の値及び距離調整に基づいて、基板２１６とアノード２３２との間の距離を制御する。例えば、距離制御モジュール１３３２は、第１のアクチュエータ２３６を作動させて、（ｉ）距離調整に第３の値を加算したもの又は（ｉｉ）距離調整に第３の値を乗算したもの、に基づく距離又はこれに等しい距離を実現してよい。

【0120】

１７３２において、システムコントローラ２６０は、基板２１６への材料の堆積が完了したかどうかを判断してよい。１７３２が真ならば、システムコントローラ２６０は、第１のカソード２２０及び第２のカソード２２８を無効化してよい。システムコントローラ２６０はまた、電解液２０８から基板２１６を除去してよい。１７３２が偽ならば、制御は１７０４に戻ってよい。

【0121】

図１８は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図１８の例では、チャンバ２０４は、電気化学的堆積チャンバであり、電気化学的堆積のための電解液２０８を含有するように構成されている。基板ホルダ２１８は、第１のカソード２２０を含む。第１のアクチュエータ２３６は、基板ホルダ２１８を上昇及び下降させ、それにより、チャンバ２０４内における基板ホルダ２１８の垂直位置を調整するように構成されている。チャンバ２０４はまた、アノード２３２及び第２のカソード２２８を含む。第２のカソード２２８は、第１のカソード２２０とアノード２３２との間に配されている。光学プローブ２６４は、電気化学的堆積中の基板２１６の反射率を測定するように構成されている。光学プローブ２６４の例示的な場所が提示されているが、光学プローブ２６４は、別の好適な場所に位置してよい。

【0122】

図１９は、図１８のチャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図１９に示すように、光学プローブ２６４のうちの第２の光学プローブが含まれている。光学プローブ２６４のうちの第２の光学プローブは、電気化学的堆積中の基板の第２の反射率を測定するように構成されている。

【0123】

図１８では、光学プローブ２６４は、基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源５０４と、基板の表面に対して直角をなす光を受光するように構成された第１の光検出器５０８と、を含む。

【0124】

図２０は、図１８のチャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図２０では、光学プローブ２６４は、基板の表面に対して９０度以外の角度で光を伝送するように構成された第１の光源５０４と、表面に対して９０度以外の角度で光を受光するように構成された第１の光検出器５０８と、を含む。

【0125】

図２１は、図１８のチャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図２１の例では、ウィンドウ７０４は、光学プローブ２６４と基板２１６との間に位置する。光学プローブ２６４は、ウィンドウ７０４を通して光を伝送及び受光するように構成されている。

【0126】

図２２は、図１８のチャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図２２の例では、光学プローブ２６４は、基板２１６の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源５０４と、基板２１６を通して光を受光するように構成された第１の光検出器５０８と、を含む。

【0127】

図１８の例では、光学プローブ２６４は、バー２６６上に位置している。

【0128】

図２３は、図１８のチャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図２３の例では、光学プローブ２６４は、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８を含み、電気化学的堆積チャンバ２０４の壁に取り付けられている。

【0129】

図１８の例では、光学プローブ２６４は、単一波長の光又はある波長範囲内の光のみを伝送及び受光するように構成されている。

【0130】

図２４は、図１８のチャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図２４の例では、第２のアクチュエータ２６６は、光学プローブ２６４を基板２１６の中心に向かう方向及び基板の中心から離れる方向のうちの一方に移動させるように構成されている。

【0131】

前述の説明は本質的に単なる例示に過ぎず、本開示、その適用又は使用を限定することは決して意図されていない。本開示の広範な教示は、様々な形で実現され得る。したがって、本開示は特定の例を含むが、図面、明細書、及び以下の特許請求の範囲を検討すると、他の修正形態が明らかになるであろうから、本開示の真の範囲はそのように限定されるべきではない。方法における１つ以上のステップは、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で（又は同時に）実行されてよいことを理解すべきである。更に、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして上述されているが、本開示の任意の実施形態に関して記載されているこれらの特徴のうちのいずれか１つ以上を、他の実施形態のいずれかに実装することができ、及び／又は、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることができ、その組み合わせは、たとえ明示的に説明されていなくてよい。換言すれば、記載した実施形態は相互排他的ではなく、１つ以上の実施形態の順序を互いに並べ換えることは、本開示の範囲内にとどまる。

【0132】

要素間の空間的及び機能的関係（例えば、モジュール間、回路要素間、半導体層間など）は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接する」、「隣の」、「上の」、「上方の」、「下方の」、「配置された」を含む様々な用語を使用して説明される。「直接」であると明示的に記載されていない限り、上述した開示に、第１の要素と第２の要素との間の関係が記載されている場合、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的な関係であり得るが、１つ以上の介在要素が（空間的又は機能的のいずれかで）第１の要素と第２の要素との間に存在する間接的な関係でもあり得る。本明細書で使用する場合、Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ、という語句は、非排他的論理和ＯＲを使用した論理（Ａ ＯＲ Ｂ ＯＲ Ｃ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａのうちの少なくとも１つ、Ｂのうちの少なくとも１つ、及びＣのうちの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきではない。

【0133】

いくつかの実現形態では、コントローラは、上述した実施例の一部であってよいシステムの一部である。このようなシステムは、処理ツール（単数又は複数）、チャンバ（単数又は複数）、処理用プラットフォーム（単数又は複数）、及び／又は特定の処理構成要素（ウェハーペデスタル、ガスフローシステムなど）を含む、半導体処理装置を備えることができる。これらシステムは、半導体ウェハー又は基板の処理前、処理中、及び処理後の作業を制御するための電子機器に組み込まれてよい。電子機器は、システム（単数又は複数）の様々な構成要素又は副部品を制御してよい「コントローラ」と呼ばれてよい。コントローラは、処理要件及び／又はシステムのタイプに応じて、処理ガス及び／又は液体の送達、温度設定（例えば、加熱及び／又は冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、無線周波数（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送達設定、位置及び作業設定、特定のシステムと接続しているか又はインターフェースしているツール及び他の搬送ツール並びに／又はロードロックに対するウェハーの搬出入、を含む、本明細書に開示されるプロセスのいずれをも制御するようにプログラムされてよい。

【0134】

大まかに言って、コントローラは、様々な集積回路、ロジック、メモリ、及び／又はソフトウェアを有し、命令を受信し、命令を発行し、作業を制御し、クリーニング作業を有効にし、エンドポイント測定を有効にするような電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、及び／又は１つ以上のマイクロプロセッサ、又はプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラ、を含んでよい。プログラム命令は、様々な個別設定（又はプログラムファイル）の形態でコントローラに通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウェハー上で若しくは半導体ウェハー用に、又はシステムに対して実施するための作業パラメータを定義してよい。いくつかの実施形態では、作業パラメータは、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、及び／又はウェハーダイの作製時に、１つ以上の処理ステップを実現するために、プロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。

【0135】

いくつかの実現形態では、コントローラは、システムに組み込まれた、システムに結合された、若しくはシステムにネットワーク接続された、又はこれらの組み合わせである、コンピュータの一部であるか、又はそのコンピュータに結合されていてよい。例えば、コントローラは「クラウド」内にあるか、又はファブホストコンピュータシステムの全て若しくは一部であってよく、それによりウェハー処理のリモートアクセスが可能になり得る。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造作業の現在の進行状況を監視し、過去の製造作業の履歴を調査し、複数の製造作業から傾向又は性能の指標を調査して、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定するか、又は新しいプロセスを開始してよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ローカルネットワーク又はインターネットを含んでよいネットワークを経由して、プロセスレシピをシステムに提供することができる。リモートコンピュータは、パラメータ及び／又は設定の入力若しくはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでよく、パラメータ及び／又は設定は次いで、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上の作業中に実施される各処理ステップのためのパラメータを指定するデータ形式の命令を受信する。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、及びコントローラがインターフェースするか、又は制御するように構成されているツールのタイプに固有のものであってよいことを理解されたい。したがって、上述したように、コントローラは、１つ以上の個別のコントローラを備え、これらが一緒にネットワーク化され、本明細書に記載されるプロセス及び制御などの共通の目的に向けて動作することなどによって分散されてよい。そのような目的のための分散コントローラの例は、遠隔に置かれた（例えば、プラットフォームレベルで、又はリモートコンピュータの一部として）１つ以上の集積回路と通信状態にあるチャンバ上の１つ以上の集積回路であってよく、これらが組み合わされてチャンバでのプロセスを制御する。

【0136】

限定するわけではないが、例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバ又はモジュール、堆積チャンバ又はモジュール、スピンリンスチャンバ又はモジュール、金属めっきチャンバ又はモジュール、クリーニングチャンバ又はモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバ又はモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバ又はモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバ又はモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ又はモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバ又はモジュール、イオン注入チャンバ又はモジュール、トラックチャンバ又はモジュール、及び半導体ウェハーの作製及び／又は製造に関連するか若しくは使用されてよい任意の他の半導体処理システム、を含んでよい。

【0137】

上述したように、ツールによって実施されるプロセスステップに応じて、コントローラは、他のツール回路又はモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接ツール、隣り合うツール、工場全体に置かれたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、又は半導体製造工場内のツール場所及び／又はロードポートとの間でウェハー容器を搬出入する材料搬送に使用されるツール、のうちの１つ以上と通信し得る。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【手続補正書】

【提出日】2022-01-25

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年５月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／８５２，４９７号の利益を主張する。上記で参照された出願の開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、電気化学的めっきシステムに関し、より具体的には、光学プローブを含む電気化学的めっきシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

本明細書で提供される背景技術の記載は、本開示の文脈を概略的に提示することを目的としている。本明細書の背景技術に記載されている範囲における、本明細書にて名前を挙げた発明者の業績、並びに、出願時点で先行技術と見なされないかも知れない本明細書の態様は、明示的にも暗黙的にも本開示に対する先行技術として認められていない。

【0004】

電気化学的堆積を使用して、基板内のフィーチャ（例えば、トレンチ及び／又はビア）を、フィーチャの底部からフィーチャの上部まで材料で充填することができる（すなわち、ボトムアップ）。フィーチャの上部の上方に堆積した余分な材料は、例えば、化学機械平坦化（ＣＭＰ）プロセスにより除去され得る。いくつかの例では、材料は金属、例えば銅、コバルト、タングステン、スズ、銀、金、ルテニウム、チタン、タンタル、並びに上記の酸化物、窒化物、及び合金であってよい。

【0005】

堆積の均一性を制御することにより、ＣＭＰのために均一な膜を提供し、フィーチャにおけるボイドを最小限に抑えることに役立つ場合がある。材料の厚さが均一でないと、ＣＭＰ中に研磨不足又は研磨過剰が生じる場合がある。例えば、薄い領域では研磨過剰が生じる場合があり、厚い領域では研磨不足が生じる場合がある。研磨過剰又は研磨不足が、ボイド及び／又は他の欠陥を増加させる場合がある。基板の縁部近くでの第１のフィーチャの充填速度と基板の中心近くでの第２のフィーチャの充填速度との間に差が存在する場合、ボイド及び／又は他の欠陥の増加が、加えて又は代わりに生じる場合がある。集積回路における欠陥は、集積回路の電気的故障につながり得る。

【発明の概要】

【0006】

特徴において、電気化学的堆積システムは、電気化学的堆積のための電解液を含む電気化学的堆積チャンバと、基板を保持するように構成され、基板に電気的に接続された第１のカソードを含む、基板ホルダと、電気化学的堆積チャンバ内における基板ホルダの垂直位置を調整するように構成された第１のアクチュエータと、前記電解液中に浸漬されたアノードと、第１のカソードとアノードとの間に配された第２のカソードと、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板の中心から第１の距離において基板の第１の反射率を測定するように構成された第１の光学プローブと、電気化学的堆積中に、基板の第１の反射率に基づいて、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、及び（ｉｖ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されたコントローラと、を含む。

【0007】

特徴において、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、第２の光学プローブが、基板の中心から第２の距離において基板の第２の反射率を測定するように構成されている。コントローラは、電気化学的堆積中に、基板の第２の反射率に更に基づいて、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、及び（ｉｖ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている。

【0008】

特徴において、第１の距離は第２の距離とは異なる。

【0009】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、第１の反射率と第２の反射率との差に基づいて、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される力、及び（ｉｖ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている。

【0010】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、その差に基づいて第１の調整を決定し、第１の調整と第１のプロファイルから選択された値とに基づいて、第１のカソードに給電するように構成されている。

【0011】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、その差に基づいて第２の調整を決定し、第２の調整と第２のプロファイルから選択された値とに基づいて、第２のカソードに給電するように構成されている。

【0012】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、その差に基づいて第３の調整を決定し、第３の調整と第３のプロファイルから選択された値とに基づいて、基板ホルダの垂直位置を調整するように構成されている。

【0013】

特徴において、第１の光学プローブは、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源と、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板の表面に対して直角な光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む。

【0014】

特徴において、第１の光学プローブは、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板の表面に対して９０度以外の角度で光を伝送するように構成された第１の光源と、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、表面に対して９０度以外の角度で光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む。

【0015】

特徴において、第１の光学プローブと基板との間にウィンドウが位置している。第１の光学プローブは、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、ウィンドウを通して光を伝送及び受光するように構成されている。

【0016】

特徴において、第１の光学プローブは、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源と、電気化学的堆積中に基板が電解液中に浸漬されている間に、基板を通して光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む。

【0017】

特徴において、第１の光学プローブは水平方向に延びるバー上に位置している。

【0018】

特徴において、第１の光学プローブは、電気化学的堆積チャンバの壁に取り付けられている。

【0019】

特徴において、第１の光学プローブは、光の単一波長のみを伝送及び受光するように構成されている。

【0020】

特徴において、第１の光学プローブは、ある波長範囲内の光を伝送及び受光するように構成されている。

【0021】

特徴において、第２のアクチュエータは、電気化学的堆積中に基板ホルダを回転させるように構成されている。

【0022】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、基板の第１の反射率に基づいて、電気化学的堆積のエンドポイントを検出し、エンドポイントの検出に応答して、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、及び（ｉｖ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように更に構成されている。

【0023】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、基板の第１の反射率に基づいて、基板内に形成されたフィーチャの深さを決定し、基板内に形成されたフィーチャの深さに基づいて、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、及び（ｉｖ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように更に構成されている。

【0024】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、基板の第１の反射率に基づいて、障害を検出し、障害の検出に応答して、障害の指標をディスプレイに表示するように更に構成されている。

【0025】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、基板の一定量の回転中に測定された基板の複数の第１の反射率の平均を決定し、電気化学的堆積中に、平均に基づいて、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、及び（ｉｖ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている。

【0026】

特徴において、アクチュエータが、基板が電解液中に浸漬されている間に、第１の光学プローブを、基板の中心から第１の距離にある位置から、基板の中心から第１の距離とは異なる第２の距離にある位置に移動させるように構成されている。コントローラは、電気化学的堆積中に、第１の光学プローブが基板の中心から第１の距離にあるときに測定された第１の反射率の第１の値と、第１の光学プローブが基板の中心から第２の距離にあるときに測定された第１の反射率の第２の値と、に基づき、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、及び（ｉｖ）基板ホルダの垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている。

【0027】

特徴において、コントローラは、電気化学的堆積中に、基板の第１の反射率に基づいて、（ｉ）第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）アノードに印加される電力、（ｉｖ）基板ホルダの垂直位置、（ｖ）基板の角度、及び（ｖｉ）第１のカソードと第２のカソードとの間の距離、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている。

【0028】

特徴において、電気化学的堆積システムは、電気化学的堆積のための電解液を含むように構成された電気化学的堆積チャンバと、第１のカソードを含む基板ホルダと、電気化学的堆積チャンバ内における基板ホルダの垂直位置を調整するように構成された第１のアクチュエータと、アノードと、第１のカソードとアノードとの間に配された第２のカソードと、電気化学的堆積中の基板の反射率を測定するように構成された光学プローブと、を含む。

【0029】

更なる特徴において、電気化学的堆積システムは、電気化学的堆積中の基板の第２の反射率を測定するように構成された第２の光学プローブを更に含む。

【0030】

更なる特徴において、光学プローブは、基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された光源と、基板の表面に対して直角をなす光を受光するように構成された光検出器と、を含む。

【0031】

更なる特徴において、光学プローブは、基板の表面に対して９０度以外の角度で光を伝送するように構成された光源と、表面に対して９０度以外の角度で光を受光するように構成された光検出器と、を含む。

【0032】

更なる特徴において、電気化学的堆積システムは、光学プローブと基板との間に位置するウィンドウを更に含み、光学プローブは、ウィンドウを通して光を伝送及び受光するように構成されている。

【0033】

更なる特徴において、光学プローブは、基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された光源と、基板を通して光を受光するように構成された光検出器と、を含む。

【0034】

更なる特徴において、電気化学的堆積システムはバーを更に含み、光学プローブはバー上に位置する。

【0035】

更なる特徴において、光学プローブは、電気化学的堆積チャンバの壁に取り付けられている。

【0036】

更なる特徴において、光学プローブは、光の単一波長のみを伝送及び受光するように構成されている。

【0037】

更なる特徴において、光学プローブは、ある波長範囲内の光を伝送及び受光するように構成されている。

【0038】

更なる特徴において、電気化学的堆積システムは、光学プローブを、基板の中心に向かう方向及び基板の中心から離れる方向のうちの一方に移動させるように構成された第２のアクチュエータを更に含む。

【0039】

本開示の適用可能な更なる領域が、発明を実施するための形態、特許請求の範囲、及び図面から明らかとなるであろう。発明を実施するための形態及び具体例は、例示のみを目的としており、開示の範囲を限定することを意図していない。

【0040】

本開示は、詳細な説明及び添付の図面からより完全に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】図１は、基板を処理して集積回路を製造する例示的な方法を示すフローチャートである。

【0042】

【図2A】図２Ａは、電気化学的堆積システムの例示的な実現形態の機能ブロック図である。

【図2B】図２Ｂは、電気化学的堆積システムの例示的な実現形態の機能ブロック図である。

【0043】

【図3A】図３Ａは、電気化学的堆積の開始時における、基板とアノードとの間の第１の例示的な距離と、例示的な電界とを示す。

【0044】

【図3B】図３Ｂは、基板とアノードとの間の第２の例示的な距離と、電気化学的堆積の終了時により近い例示的な電界を示す。

【0045】

【図4】図４は、基板の反射率と基板上に堆積された材料の厚さとの関係を示す例示的なグラフを含む。

【0046】

【図5】図５は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図6】図６は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図7】図７は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図8】図８は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図9】図９は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図10】図１０は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【0047】

【図11】図１１は、めっき時間の関数としての基板上のある場所における正規化された反射率の例示的なグラフを含む。

【0048】

【図12A】図１２Ａは、めっき時間の関数としての基板上の３つの異なる場所における正規化された反射率の例示的なグラフを含む。

【0049】

【図12B】図１２Ｂは、第２のカソードの電流のうちの少なくとも１つの電流でのめっき時間の関数として、及び電気化学的堆積中に調整された基板とアノードとの間の距離との関数として、基板上の３つの異なる場所における正規化された反射率の例示的なグラフを含む。

【0050】

【図13】図１３は、システムコントローラの例示的な実現形態の機能ブロック図を含む。

【0051】

【図14】図１４は、入射光及び反射光が基板に対して直角である例における干渉を示す例示的なグラフと、時間の関数としての波長平均化反射率の例示的なグラフを含む。

【0052】

【図15】図１５は、電気化学的堆積中の経時的な第１の反射率の例示的なグラフを含む。

【0053】

【図16】図１６は、電気化学的堆積中の経時的な第１の平均反射率のローリング標準偏差の例を含む。

【0054】

【図17】図１７は、電気化学的堆積中に第１のカソード、第２のカソードに印加される電力、及び基板とアノードとの間の距離、を制御する例示的な方法を示すフローチャートを含む。

【0055】

【図18】図１８は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図19】図１９は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図20】図２０は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図21】図２１は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図22】図２２は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図23】図２３は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【図24】図２４は、１つ以上の光学プローブを含むチャンバの例示的な部分を含む断面図を含む。

【発明を実施するための形態】

【0056】

図面において、参照番号は、類似の及び／又は同一の要素を特定するために再利用される場合がある。

【0057】

基板の誘電体層内に形成されたフィーチャは、処理チャンバ内で電気化学的堆積を使用して、材料（例えば、金属）で充填され得る。基板は第１の電極に接触している。アノードは処理チャンバの底部に位置する。処理チャンバ内の電界は、（ａ）基板間の距離と、（ｂ）第１の電極に印加される電力、第２の電極に印加される電力、及びアノードに印加される電力のうちの少なくとも１つ、のうちの少なくとも１つを変化させることにより変化させ得る。堆積前後の基板の特性に基づく試行錯誤により、電気化学的堆積中に従う、ターゲットとする第１のカソード電流プロファイル、ターゲットとする第２のカソード電流プロファイル、及びターゲットとする距離プロファイルを較正できる。

【0058】

本開示によれば、堆積中に測定されたインサイチュ特性を使用することにより、堆積される材料の厚さの均一性が向上し、充填速度の均一性が向上する。例えば、基板上への材料の堆積中に、１つ以上の光学プローブが、基板の１つ以上の反射率を測定する。材料（例えば、金属）が基板上に堆積されるにつれて、反射率は一般に増加する。コントローラは、１つ以上の反射率に基づいて基板間の距離を選択的に調整する。加えて又は代わりに、コントローラは、１つ以上の反射率に基づいて、第１の電極に印加される電力、第２の電極に印加される電力、及びアノードに印加される電力、のうちの少なくとも１つを選択的に調整してよい。堆積中の閉ループ調整により、堆積された材料の厚さの均一性が向上し、充填速度の均一性が向上する場合がある。厚さの均一性を向上させること及び／又は充填速度の均一性を向上させることにより、欠陥数が減少する場合がある。

【0059】

図１は、基板を処理して集積回路を製造する例示的な方法を示すフローチャートである。１０４において、基板上に誘電体層が堆積される。１０８において、パターニング及びエッチングなどにより、フィーチャ（例えば、トレンチ及び／又はビア）が誘電体層内に形成される。１１２において、拡散バリアが化学蒸着（ＣＶＤ）又は物理蒸着（ＰＶＤ）などにより基板に適用される。

【0060】

１１６において、材料（例えば、金属）用のシード層が基板に適用される。シード層は、例えば、ＣＶＤ又はＰＶＤにより適用されてよい。シード層は、例えば、窒化チタン又はその材料に好適な別のシード材料を含んでよい。金属の例には、銅、コバルト、タングステン、スズ、銀、金、ルテニウム、チタン、タンタル、及び上記の酸化物、窒化物、及び合金が含まれる。１２０において、フィーチャが材料で充填される。フィーチャは、例えば、電気化学的堆積を使用して、フィーチャの底部からフィーチャの上部まで充填されてよい。電気化学的堆積について、以下で更に説明する。１２４において、導電性材料の過剰部分が、化学機械平坦化（ＣＭＰ）などにより除去される。次いで、制御は１０４に戻ってよい。

【0061】

図２Ａは、電気化学的堆積チャンバ２０４を含む電気化学的堆積システム２００の例示的な実現形態の機能ブロック図である。チャンバ２０４は、基板２１６の下面２１２に形成されたフィーチャ内に材料（例えば、金属）を堆積させるために使用される電解液２０８の浴を含む。電解液２０８は、基板２１６上に堆積される材料（例えば、金属）のイオンを含んでよい。

【0062】

基板２１６は、第１のカソード２２０を含む基板ホルダ２１８から吊り下げられている。第１のカソード２２０は、基板２１６の外縁部に電気的に接触している。例えば、第１のカソード２２０は、基板２１６を基板ホルダ２１８に保持する１つ以上のクランプ要素２２４、例えば複数の把持要素、を含んでよい。第１のカソード２２０は、導電性材料で作製されてよい。クランプ要素２２４もまた、導電性材料で作製されてよい。第１のカソード２２０は、クランプ要素２２４を介して基板２１６の外縁部に電気的に接触してよい。

【0063】

基板ホルダ２１８はまた、例えばアイソレータ２３０を介して第１のカソード２２０から電気的に絶縁された第２のカソード２２８を含んでよい。例えば、第２のカソード２２８は、環状リングであってよい。第２のカソード２２８は、白金コーティングされたチタンなどの導電性材料で作製されてよい。

【0064】

アノード２３２は、電解液２０８中に浸漬され、第１のカソード２２０から電気的に絶縁されている。アノード２３２は、チャンバ２０４の底面に固定されてよい。アノード２３２は、銅又はコバルトなどの導電性材料で作製されてよい。

【0065】

第１のアクチュエータ２３６は、基板ホルダ２１８を上昇及び下降させる。したがって、第１のアクチュエータ２３６は、基板２１６とアノード２３２との間の距離を制御する。例としてのみ、第１のアクチュエータ２３６は、リニアアクチュエータ又は別の好適なタイプのアクチュエータを含んでよい。図２Ａは、基板２１６の下面２１２に形成されたフィーチャ内に材料を堆積させるために、第１のアクチュエータ２３６が基板２１６を第１の位置に下降させて、基板２１６が電解液２０８中に浸漬されている例を示す。図２Ｂは、第１のアクチュエータ２３６が基板２１６を第２の位置に上昇させて、基板２１６が電解液２０８中に浸漬されていない例を示す。

【0066】

第２のアクチュエータ２４０は、基板ホルダ２１８を回転させる。第２のアクチュエータ２４０は、例えば、ある回転速度にて基板ホルダ２１８の回転を駆動する電気モータを含んでよい。第２のカソード２２８は、基板ホルダ２１８が回転している間、基板ホルダ２１８と共に回転してよく、又は回転しなくてよい。

【0067】

電源２５０は、第１のカソード２２０、第２のカソード２２８、及びアノード２３２に電力を印加する。第１のカソード２２０、第２のカソード２２８、及びアノード２３２に印加される電力、並びにアノード２３２に対する第１及び第２のカソード２２０及び２２８の場所が、チャンバ２０４内の電界の形状を決定する。システムコントローラ２６０は、電源２５０によって第１のカソード２２０、第２のカソード２２８、及びアノード２３２に印加される電力を制御する。システムコントローラ２６０はまた、第１のアクチュエータ２３６を介して基板２１６とアノード２３２との間の距離を制御する。システムコントローラ２６０はまた、第２のアクチュエータ２４０を介して基板ホルダ２１８の回転を制御する。

【0068】

チャンバ２０４内の１つ以上の光学プローブ２６４からの測定に基づいて、システムコントローラ２６０は、基板２１６とアノード２３２との間の距離、並びに第１のカソード２２０、第２のカソード２２８、及びアノード２３２に印加される電力を制御する。１つ以上の光学プローブ２６４は、例えば、基板２１６が電解液２０８中にある間、基板２１６の下面２１２の反射率を測定する。第１のカソード２２０の位置及び印加される電力を制御することにより、基板２１６上に堆積される材料の厚さの均一性が向上し、基板２１６全体にわたる充填速度の均一性が向上する。

【0069】

１つ以上の光学プローブ２６４は、水平に延びるバー２６６又はタブ上に位置してよい。バー２６６は、基板ホルダ２１８から吊り下げられてよい。バー２６６は、基板ホルダ２１８と共に回転してよく、又は固定されて、基板ホルダ２１８が回転している間は回転しなくてよい。代わりに、バー２６６は、例えばチャンバ２０４の壁に固定されてよい。

【0070】

ロボット２７０は、基板ホルダ２１８に基板を送達してよく、及び基板ホルダ２１８から基板を除去してよい。例えば、ロボット２７０は、基板を基板ホルダ２１８に及び基板ホルダ２１８から移動させてよい。システムコントローラ２６０は、ロボット２７０の動作を制御してよい。

【0071】

図３Ａ及び図３Ｂは、基板２１６のフィーチャ内での材料の電気化学的堆積中の例示的な位置及び電界を示す断面図を含む。電気化学的堆積の開始時の基板２１６の第１の抵抗は、電気化学的堆積の終了時の基板２１６の第２の抵抗よりも高い。材料（例えば、金属）が基板２１６上に堆積されるにつれて、基板２１６の抵抗は一般に減少する。

【0072】

図３Ａは、電気化学的堆積の開始時における、基板２１６とアノード２３２との間の第１の例示的な距離と、例示的な電界とを示す。電気化学的堆積の開始時では、電界及び電流密度は、基板２１６がその縁部において電気的に接触している場所の近くで当然ながら高くなるであろう。システムコントローラ２６０は、第２のカソード２２８に第１の電流を印加することによりこれを補償し、その結果、第１のカソード２２０により均一な電界及び電流密度がもたらされる。

【0073】

図３Ｂは、電気化学的堆積の終了時の近くにおける、基板２１６とアノード２３２との間の第２の例示的な距離と、例示的な電界とを示す。電気化学的堆積の終了時では、基板２１６の抵抗は無視してよい。システムコントローラ２６０は、電気化学的堆積の終了時に近づくにつれて、基板２１６とアノード２３２との間の距離を減少又は増加させてよく、第２のカソード２２８への電流を減少させる又は無効にしてよい。距離の調整及び第２のカソード２２８への電流の減少の結果、第１のカソード２２０により均一な電界及び電流密度がもたらされる。

【0074】

図４は、基板の反射率と基板上に堆積された材料の厚さとの関係を示す例示的なグラフを含む。図示するように、基板上の材料（例えば、金属）の厚さが増加するにつれて、反射率は増加する。材料の厚さが、１つ以上の光学プローブ２６４からの入射電磁放射を完全に反射するのに十分な厚さになると、反射率は頭打ちになる。

【0075】

図５は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む断面図を含む。様々な実現形態では、１つ以上の光学プローブ２６４は、２つ以上の光学プローブを含んでよい。例えば、第１の光学プローブは、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８を含んでよい。第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８は、基板２１６の外縁部の近くにある又は外縁部にある第１の場所に光を伝送し及びその場所から光を受光するように構成されている。第１の光源５０４は、基板２１６に向けて光を出力する。第１の光検出器５０８は、基板２１６によって反射される第１の光源５０４からの光を受光する。

【0076】

第２の光学プローブは、第２の光源５１２及び第２の光検出器５１６を含んでよい。第２の光源５１２及び第２の光検出器５１６は、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８から半径方向内側に構成されている。第２の光源５１２及び第２の光検出器５１６は、第１の場所の半径方向内側にある第２の場所に光を伝送し及びその場所から光を受光するように構成されている。第２の場所は、基板２１６の近く又は中心にあってよい。第２の光源５１２は、基板２１６に向けて光を出力する。第２の光検出器５１６は、基板２１６によって反射される第２の光源５１２からの光を受光する。

【0077】

様々な実現形態では、第１の光学プローブと第２の光学プローブとの間に１つ以上の他の光学プローブが放射状に構成されてよい。例えば、第３の光学プローブは、第３の光源５２０及び第３の光検出器５２４を含んでよい。第３の光源５２０及び第３の光検出器５２４は、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８から半径方向内側に構成され、第２の光源５１２及び第２の光検出器５１６から半径方向外側に構成されている。第３の光源５２０及び第３の光検出器５２４は、第２の場所の半径方向外側であり第１の場所の半径方向内側である第３の場所から光を伝送及び受光するように構成されている。第３の光源５２０は、基板２１６に向けて光を出力する。第３の光検出器５２４は、基板２１６によって反射される第３の光源５２０からの光を受光する。

【0078】

第４の光学プローブは、第４の光源５２８及び第４の光検出器５３２を含んでよい。第４の光源５２８及び第４の光検出器５３２は、第３の光源５２０及び第３の光検出器５２４から半径方向内側に構成され、第２の光源５１２及び第２の光検出器５１６から半径方向外側に構成されている。第４の光源５２８及び第４の光検出器５３２は、第２の場所の半径方向外側であり第３の場所の半径方向内側である第４の場所に光を伝送し及びその場所から光を受光するように構成されている。第４の光源５２８は、基板２１６に向けて光を出力する。第４の光検出器５３２は、基板２１６によって反射される第４の光源５２８からの光を受光する。

【0079】

第５の光学プローブは、第５の光源５３６及び第５の光検出器５４０を含んでよい。第５の光源５３６及び第５の光検出器５４０は、第４の光源５２８及び第４の光検出器５３２から半径方向内側に構成され、第２の光源５１２及び第２の光検出器５１６から半径方向外側に構成されている。第５の光源５３６及び第５の光検出器５４０は、第２の場所の半径方向外側であり第４の場所の半径方向内側である第５の場所に光を伝送し及びその場所から光を受光するように構成されている。第５の光源５３６は、基板２１６に向けて光を出力する。第５の光検出器５４０は、基板２１６によって反射される第５の光源５３６からの光を受光する。

【0080】

様々な実現形態では、第３、第４、及び第５の光学プローブのうちの１つ以上が省略されてよい。様々な実現形態では、５つを超える光学プローブが含まれてよい。

【0081】

第１、第２、第３、第４、及び第５の光検出器５０８、５１６、５２４、５３２、及び５４０は、基板２１６から第１、第２、第３、第４、及び第５の光検出器５０８、５１６、５２４、５３２、及び５４０に反射された光に基づき、信号を生成及び出力する。第１、第２、第３、第４、及び第５の光検出器５０８、５１６、５２４、５３２、及び５４０の出力はそれぞれ、第１、第２、第３、第４、及び第５の場所における基板２１６の反射率に対応する。したがって、第１、第２、第３、第４、及び第５の光検出器５０８、５１６、５２４、５３２、及び５４０の出力はそれぞれ、第１、第２、第３、第４、及び第５の場所に堆積された材料の厚さに対応する。

【0082】

第１、第２、第３、第４、及び第５の光源５０４、５１２、５２０、５２８、及び５３６は、基板２１６の下面２１２に対して直角をなす光を伝送してよい。第１、第２、第３、第４、及び第５の光検出器５０８、５１６、５２４、５３２、及び５４０は、基板２１６の下面２１２に対して直角をなす光を受光してよい。この例では、入射（伝送）光と反射光の両方が、基板２１６の下面２１２に対して直角である。

【0083】

図６は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む断面図を含む。図６の例では、第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８は、基板２１６の下面２１２に対して９０度以外の角度で光を伝送する。第１、第２、第３、及び第４の光検出器５０８、５１６、５２４、及び５３２は、基板２１６の下面２１２に対して９０度以外の角度で光を受光する。

【0084】

図示するように、第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８は、基板２１６上の異なる場所で光を伝送する。例えば、第１の光源５０４は、基板２１６の縁部の近くで光を伝送し、第２の光源５１２は、基板２１６の中心で又は中心の近くで光を伝送する。第３及び第４の光源５２０及び５２８は、基板２１６の縁部と中心との間の場所で光を伝送する。

【0085】

図７は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む断面図を含む。様々な実現形態では、ウィンドウ７０４は、１つ以上の光学プローブと基板２１６との間に位置してよい。この例では、電解液２０８は、ウィンドウ７０４の上方及び下方に循環させてよい。ウィンドウ７０４は、チャンバ２０４の壁又は基板ホルダ２１８に固定されてよい。

【0086】

図８は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む断面図を含む。様々な実現形態では、光学プローブは、チャンバ２０４の壁に固定されてよい。第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８は、基板２１６の下面２１２に対して９０度以外の角度で光を伝送する。第１、第２、第３、及び第４の光検出器５０８、５１６、５２４、及び５３２は、基板２１６の下面２１２に対して９０度以外の角度で光を受光する。

【0087】

図示するように、第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８は、基板２１６上の異なる場所で光を伝送する。例えば、第１の光源５０４は、基板２１６の縁部の近くの第１の場所に光を伝送し、第２の光源５１２は、基板２１６の中心の又はその近くの第２の場所に光を伝送する。第３及び第４の光源５２０及び５２８は、基板２１６の縁部と中心との間の第３及び第４の場所に光を伝送する。

【0088】

図９は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む断面図を含む。様々な実現形態では、第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８は、基板２１６の下面２１２に対して直角に光を伝送する。第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８は、基板２１６及び第１のカソード２２０を通して光を伝送してよい。第１、第２、第３、及び第４の光検出器５０８、５１６、５２４、及び５３２は、第１のカソード２２０上に構成されてよく、基板２１６及び第１のカソード２２０を通して、第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８から光を受光してよい。基板２１６上のある場所に堆積された材料の厚さが増加するにつれて、（材料によって）より多くの光が反射されるので、その場所において基板２１６を通る光の伝送は減少する。第１、第２、第３、及び第４の光源５０４、５１２、５２０、及び５２８が光を出力する場所における材料の厚さが増加するにつれて、第１、第２、第３、及び第４の光検出器５０８、５１６、５２４、及び５３２によって受光される光の量は減少する場合がある。

【0089】

図１０は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む断面図を含む。図１０の例では、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８は、半径方向内向きに及び外向きに移動する。例えば、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８は、バー２６６内のトラックに沿ってスライドするトロリー１００４上に載っていてもよい。アクチュエータ１００８は、トロリー１００４を押す及び引くことにより、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８を半径方向内向き及び外向きに移動させてよい。アクチュエータ１００８は、ある周波数にて、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８を半径方向外側位置から半径方向内側位置に移動させ、再び半径方向外側位置に戻してよい。

【0090】

光学プローブは、単一波長の光のみ又はある波長範囲内の光のみを伝送及び受光するように構成されてよい。

【0091】

図１１は、めっき時間の関数としての基板２１６上のある場所における正規化された反射率の例示的なグラフを含む。図示するように、正規化された反射率は、材料の堆積の開始時において０である。時間の経過に伴い、正規化された反射率は増加する。材料の堆積が完了すると、正規化された反射率は１に達する。

【0092】

図１２Ａは、めっき時間の関数としての基板２１６上の３つの異なる場所における正規化された反射率の例示的なグラフを含む。トレース１２０４は、基板２１６の縁部に近い第１の場所における正規化された反射率をたどる（例えば、中心から半径ｒ＝１３５ｍｍにおいて第１の光検出器５０８によって測定される）。トレース１２０８は、基板２１６の中心に近い第２の場所における正規化された反射率をたどる（例えば、中心から半径ｒ＝１５ｍｍにおいて第２の光検出器５１６によって測定される）。トレース１２１２は、第１の場所と第２の場所との間の第３の場所における正規化された反射率をとる（例えば、中心から半径ｒ＝９５ｍｍにおいて第４の光検出器５３２によって測定される）。図示するように、正規化された反射率は、基板２１６の中心の近くよりも基板２１６の縁部の近くで、より速く増加し１に接近する。

【0093】

図１２Ｂは、以下で更に説明するように、第２のカソード２２８の電流のうちの少なくとも１つの電流でのめっき時間の関数として、及び電気化学的堆積中に調整された基板２１６とアノード２３２との間の距離との関数として、基板２１６上の３つの異なる場所における正規化された反射率の例示的なグラフを含む。図示するように、堆積は、基板２１６の表面全体にわたってほぼ同じ速度で生じている。換言すれば、充填速度は、基板２１６全体にわたってほぼ均一である。したがって、基板２１６は、堆積される材料の厚さがより均一になる場合がある。

【0094】

図１３は、システムコントローラ２６０の例示的な実現形態の機能ブロック図を含む。サンプリングモジュール１３０４は、光検出器のうちの第１の光検出器により測定された第１の反射率と、光検出器のうちの第２の光検出器により測定された第２の反射率とを、基板ホルダ２１８の１回転あたり、ある回数でサンプリングしてデジタル化する。例としてのみ、サンプリングモジュール１３０４は、第１の反射率及び第２の反射率４０を、基板ホルダ２１８の１回転あたり、その回数で等間隔に又は別の好適なレートでサンプリングしてよい。光検出器のうちの第１の光検出器（例えば、第２の光検出器５１６）及び光検出器のうちの第２の光検出器（例えば、第１の光検出器５０８）は、基板２１６への材料の堆積中に、基板２１６上の異なる半径方向場所から光を受光する。

【0095】

平均化モジュール１３０８は、ある期間にわたって測定された第１の反射率を平均化して、第１の平均反射率を決定する。平均化モジュール１３０８はまた、その期間にわたって測定された第２の反射率を平均化して、第２の平均反射率を決定する。この期間は、例えば、基板ホルダ２１８の１回転又は別の好適な期間であってよい。この期間は移動する場合がある、又は移動しない場合がある。

【0096】

誤差モジュール１３１２は、第１の平均反射率と第２の平均反射率との間の誤差を決定する。例えば、誤差モジュール１３１２は、第１の平均反射率から第２の平均反射率を引いたものに基づいて又はそれに等しい値に誤差を設定してよい。図１０の例では、誤差モジュール１３１２は、第１の光検出器５０８が第１の半径方向位置にあるときに第１の時間にて第１の光検出器５０８により測定された第１の反射率と、第１の光検出器５０８が第１の半径方向位置とは異なる第２の半径方向位置にあるときに第２の時間にて第１の光検出器５０８により測定された第２の反射率との差に基づいて又はこの差に等しい値に誤差を設定してよい。

【0097】

フィルタリングモジュール１３１６は、この誤差に１つ以上のフィルタを適用して、フィルタ処理された誤差を生成する。例えば、フィルタリングモジュール１３１６は、第１及び第２の光検出器に関連付けられた基板２１６上の場所に基づいて、１つ以上の重み付け値を誤差に適用（例えば、乗算）してよい。フィルタリングモジュール１３１６は、加えて又は代わりに、誤差における変化にレート制限を適用して、フィルタ処理された誤差を平滑化してよい。

【0098】

調整モジュール１３２０は、フィルタ処理された誤差に基づいて１つ以上の調整を選択的に設定する。例えば、調整モジュール１３２０は、フィルタ処理された誤差に基づいて、第１のカソード調整、第２のカソード調整、又は距離調整、のうちの少なくとも１つを増加又は減少させてよい。調整モジュール１３２０は、第１のカソード調整、第２のカソード調整、又は距離調整のうちの少なくとも１つを調整して、フィルタ処理された誤差（及び誤差）をゼロに向けて調整する。第１のカソード調整を使用して、第１のカソードプロファイルに対して第１のカソード２２０の電流を変化させてよい。第１のカソードプロファイルは、基板２１６への材料の堆積中に、第１のカソード２２０に経時的に印加する電力の一連の値を含む。

【0099】

第１のカソード制御モジュール１３２４は、第１のカソードプロファイル及び第１のカソード調整に基づいて、電源によって第１のカソード２２０に印加される電力を制御する。例えば、第１のカソード制御モジュール１３２４は、第１のカソード調整を第１のカソードプロファイルの値に乗算又は加算し、乗算又は加算の結果に基づいて、経時的に第１のカソード２２０に印加される電力を制御してよい。

【0100】

第２のカソード調整を使用して、第２のカソードプロファイルに対して第２のカソード２２８の電流を変化させてよい。第２のカソードプロファイルは、基板２１６への材料の堆積中に、第２のカソード２２８に経時的に印加する電力の一連の値を含む。

【0101】

第２のカソード制御モジュール１３２８は、第２のカソードプロファイル及び第２のカソード調整に基づいて、電源によって第２のカソード２２８に印加される電力を制御する。例えば、第２のカソード制御モジュール１３２８は、第２のカソード調整を第２のカソードプロファイルの値に乗算又は加算し、乗算又は加算の結果に基づいて、経時的に第２のカソード２２８に印加される電力を制御してよい。

【0102】

距離プロファイルに対して相対的に、基板２１６とアノード２３２との間の距離を変化させるために、距離調整が使用されてよい。距離プロファイルは、基板２１６上への材料の堆積中における基板とアノード２３２との間の経時的な一連の距離を含む。

【0103】

距離制御モジュール１３３２は、距離プロファイル及び距離調整に基づいて、第１のアクチュエータ２３６を作動させる。例えば、距離制御モジュール１３３２は、距離調整を距離プロファイルの値に乗算又は加算し、乗算又は加算の結果に基づいて、第１のアクチュエータ２３６を経時的に作動させてよい。

【0104】

光学プローブのインサイチュ光学測定に基づいて、電気化学的堆積中に、第１のカソード２２０に印加される電力、第２のカソード２２８に印加される電力、及び／又は基板２１６とアノード２３２との間の距離を調整することにより、基板２１６の欠陥数を減少させてよい、及び／又は堆積される材料の均一性を増加させてよい。第１及び第２の反射率の例が提供されているが、加えて又は代わりに、第１のカソード調整、第２のカソード調整、及び距離調整、のうちの少なくとも１つが、光検出器の１つ以上の他の対によって測定された反射率の１つ以上の他の対に基づいて設定されてよい。更に、加えて又は代わりに、第１のカソード調整、第２のカソード調整、及び距離調整、のうちの少なくとも１つが、３つ以上の反射率信号に基づいて設定されてよい。３つ以上の反射率信号の例では、誤差モジュール１３１２は、反射率信号の各々に重み付けをして誤差を生成してよい。

【0105】

基板２１６とアノード２３２との間の距離の例は上で論じられているが、加えて又は代わりに、誤差に基づいて、形状が１つ以上の形で調整されてよい。例えば、システムコントローラ２６０は、第１のカソード２２０と第２のカソード２２８との間の距離を調整してよく、１つ以上の電界形成構成要素（例えば、第１のカソード２２０、第２のカソード２２８、及び／又はアノード２３２）の位置若しくは寸法、及び／又は電解液２０８中の基板２１６の角度が調整されてよい。

【0106】

エンドポイントモジュール１３３６は、第１の反射率などの反射率のうちの少なくとも１つに基づいて、電気化学的堆積中に電気化学的堆積のエンドポイントを検出する。エンドポイントモジュール１３３６は、例えば、反射率がエンドポイント反射率と交差したとき、反射率の変化率がエンドポイント変化率よりも小さくなったとき、又は反射率が別の好適な判定基準を達成したときに、エンドポイントを検出してよい。

【0107】

エンドポイントが検出されたとき、第１のカソード制御モジュール１３２４、第２のカソード制御モジュール１３２８、及び距離制御モジュール１３３２のうちの少なくとも１つがそれぞれ、第１のカソード２２０に印加される電力、第２のカソード２２８に印加される電力、及び距離を調整してよい。例えば、エンドポイントが検出されたとき、第１のカソード制御モジュール１３２４は、異なる第１のプロファイルを選択してよい。加えて又は代わりに、エンドポイントが検出されたとき、第２のカソード制御モジュール１３２８は、異なる第２のプロファイルを選択してよい。加えて又は代わりに、エンドポイントが検出されたとき、距離制御モジュール１３３２は、異なる距離プロファイルを選択してよい。

【0108】

平均化反射率の使用例が示されているが、平均化されていない反射率が使用されてよい。平均化されていない反射率（例えば、第１の反射率）を使用することにより、各回転に対して基板表面の反射率をマッピングすることが可能になる場合がある。これは、基板２１６上の反射率の局所的な差の（経時的な）斬新的進展を監視するために使用できる一連の詳細なスナップショットを提供するであろう。これは、基板が最初は抵抗が高く、したがって抵抗が低い経路において材料がより急速に堆積する傾向がある場合に役立ち得る。これらの抵抗の低い経路は、他の領域より先に核形成が開始する確率が高い領域、又は接触抵抗が最小化される領域のいずれかの、基板２１６の縁部上の方位角位置に形成され得る。これにより、光検出器からのインサイチュデータに基づいて、経路形成をリアルタイムで観察し、調整のうちの少なくとも１つをチューニングし、場合によっては欠陥の原因となる経路形成現象を回避することが可能になる。

【0109】

障害モジュール１３４０は、第１の反射率に基づいて、電気化学的堆積中の１つ以上の障害の存在を診断する。基準プロファイルには、障害が存在しない場合の電気化学的堆積中の経時的な一連の基準の第１の反射率が含まれる。所与の時点での第１の反射率の値が、その時点での基準の第１の反射率よりも少なくとも所定の量だけ大きいか又は小さい場合、障害モジュール１３４０は、障害の存在を診断してよい。第１の反射率の例が使用されているが、障害モジュール１３４０は、加えて又は代わりに、１つ以上の他の反射率に基づいて障害の存在を診断してよい。

【0110】

障害モジュール１３４０は、障害が診断された場合に、１つ以上のアクションをとってよい。例えば、障害モジュール１３４０は、所定の障害メッセージをディスプレイ１３４４上に表示してよい。

【0111】

単一波長の光のみを検出する光検出器の例では、フィーチャがボトムアップで充填されるにつれて、干渉縞の存在が観察される場合がある。例えば、上部反射面（例えば、エッチングされていない領域）と底部反射面（エッチングされた領域）との間の平均距離がｎλ／４（ｎは整数、λは光の波長である）に等しいか又はほぼ等しい場合、弱め合い干渉が生じる場合がある。平均距離がｎλ／２に等しいか又はほぼ等しい場合、強め合い干渉が生じる場合がある。

【0112】

図１４は、入射光及び反射光が基板２１６に対して直角をなす例について、平均距離がｎλ／４に等しい場合の弱め合い干渉を示す例示的なグラフを含む。図１４はまた、時間の関数としての波長平均化反射率の例示的なグラフを含む。

【0113】

図１３に示すように、平均深さモジュール１３５０が、平均化反射率対時間プロファイルを基準平均反射率対時間プロファイルと比較して、強め合い干渉及び弱め合い干渉が生じた場所、したがってフィーチャの深度を決定し得る。これを、サンプリングされた波長ごとに実施できる。これが、サンプル区画のフィーチャ深さの平均と標準偏差の推定を改善し得る。

【0114】

調整モジュール１３２０は、加えて又は代わりに、平均深さに基づいて第１のカソード調整を決定してよい。例えば、調整モジュール１３２０は、平均深さを第１のカソード調整に関連付けるルックアップテーブル及び方程式のうちの１つを使用して、第１のカソード調整を決定してよい。調整モジュール１３２０は、加えて又は代わりに、平均深さに基づいて、第２のカソード調整及び／又は距離調整を決定してよい。平均深さに基づく調整は、方位角方向の不均一性に起因する変動を除去する場合があり、半径方向（例えば、中心から縁部）の不均一性の変化に対する信号対雑音比を増加させる場合がある。

【0115】

図１５は、電気化学的堆積中の経時的な第１の（平均化されていない）反射率の例示的なグラフを含む。図１６は、電気化学的堆積中の経時的な第１の平均反射率のローリング標準偏差の例を含む。エンドポイントモジュール１３３６は、第１の平均反射率、第１の反射率、又は第１の平均反射率のローリング標準偏差が、対応する値より大きくなること又は小さくなることに基づいてエンドポイントを検出してよい。

【0116】

図１７は、電気化学的堆積中に第１のカソード２２０、第２のカソード２２８に印加される電力、及び基板２１６とアノード２３２との間の距離、を制御する例示的な方法を示すフローチャートを含む。制御は１７０４で始まり、第１及び第２の光検出器５０８及び５１６はそれぞれ、第１及び第２の場所にて基板２１６の第１及び第２の反射率を測定する。第１及び第２の光検出器５０８及び５１６は、基板２１６が電解液２０８中で回転している間に第１及び第２の反射率を測定し、第１及び第２の光源５０４及び５１２は第１及び第２の場所に光を出力し、基板２１６は基板ホルダ２１８に保持されている。

【0117】

１７０８において、平均化モジュール１３０８が、第１及び第２の平均反射率を決定する。１７１２において、誤差モジュール１３１２が、第２の平均反射率と第１の平均反射率との間の差に基づいて誤差を決定する。１７１６において、フィルタリングモジュール１３１６が、誤差に基づいてフィルタ処理された誤差を生成する。１７２０において、調整モジュール１３２０が、フィルタ処理された誤差に基づいて、第１のカソード調整、第２のカソード調整、及び距離調整を決定する。

【0118】

１７２４において、第１のカソード制御モジュール１３２４は、堆積中の現在時間に対する（第１のカソード２２０に電力を印加するための）第１の値を第１のプロファイルから選択する。また、第２のカソード制御モジュール１３２８は、堆積中の現在時間に対する（第２のカソード２２８に電力を印加するための）第２の値を第２のプロファイルから選択する。また、距離制御モジュール１３３２は、堆積中の現在時間に対する（基板２１６とアノード２３２との間の距離に対する）第３の値を第３のプロファイルから選択する。

【0119】

１７２８において、第１のカソード制御モジュール１３２４は、第１の値及び第１のカソード調整に基づいて、第１のカソード２２０に印加される電力を制御する。例えば、第１のカソード制御モジュール１３２４は、（ｉ）第１のカソード調整に第１の値を加算したもの又は（ｉｉ）第１のカソード調整に第１の値を乗算したもの、に基づく電力又はこれに等しい電力を、第１のカソード２２０に印加してよい。第２のカソード制御モジュール１３２８は、第２の値及び第２のカソード調整に基づいて、第２のカソード２２８に印加される電力を制御する。例えば、第２のカソード制御モジュール１３２８は、（ｉ）第２のカソード調整に第２の値を加算したもの又は（ｉｉ）第２のカソード調整に第２の値を乗算したもの、に基づく電力又はこれに等しい電力を、第２のカソード２２８に印加してよい。距離制御モジュール１３３２は、第３の値及び距離調整に基づいて、基板２１６とアノード２３２との間の距離を制御する。例えば、距離制御モジュール１３３２は、第１のアクチュエータ２３６を作動させて、（ｉ）距離調整に第３の値を加算したもの又は（ｉｉ）距離調整に第３の値を乗算したもの、に基づく距離又はこれに等しい距離を実現してよい。

【0120】

１７３２において、システムコントローラ２６０は、基板２１６への材料の堆積が完了したかどうかを判断してよい。１７３２が真ならば、システムコントローラ２６０は、第１のカソード２２０及び第２のカソード２２８を無効化してよい。システムコントローラ２６０はまた、電解液２０８から基板２１６を除去してよい。１７３２が偽ならば、制御は１７０４に戻ってよい。

【0121】

図１８は、チャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図１８の例では、チャンバ２０４は、電気化学的堆積チャンバであり、電気化学的堆積のための電解液２０８を含有するように構成されている。基板ホルダ２１８は、第１のカソード２２０を含む。第１のアクチュエータ２３６は、基板ホルダ２１８を上昇及び下降させ、それにより、チャンバ２０４内における基板ホルダ２１８の垂直位置を調整するように構成されている。チャンバ２０４はまた、アノード２３２及び第２のカソード２２８を含む。第２のカソード２２８は、第１のカソード２２０とアノード２３２との間に配されている。光学プローブ２６４は、電気化学的堆積中の基板２１６の反射率を測定するように構成されている。光学プローブ２６４の例示的な場所が提示されているが、光学プローブ２６４は、別の好適な場所に位置してよい。

【0122】

図１９は、図１８のチャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図１９に示すように、光学プローブ２６４のうちの第２の光学プローブが含まれている。光学プローブ２６４のうちの第２の光学プローブは、電気化学的堆積中の基板の第２の反射率を測定するように構成されている。

【0123】

図１８では、光学プローブ２６４は、基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源５０４と、基板の表面に対して直角をなす光を受光するように構成された第１の光検出器５０８と、を含む。

【0124】

図２０は、図１８のチャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図２０では、光学プローブ２６４は、基板の表面に対して９０度以外の角度で光を伝送するように構成された第１の光源５０４と、表面に対して９０度以外の角度で光を受光するように構成された第１の光検出器５０８と、を含む。

【0125】

図２１は、図１８のチャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図２１の例では、ウィンドウ７０４は、光学プローブ２６４と基板２１６との間に位置する。光学プローブ２６４は、ウィンドウ７０４を通して光を伝送及び受光するように構成されている。

【0126】

図２２は、図１８のチャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図２２の例では、光学プローブ２６４は、基板２１６の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源５０４と、基板２１６を通して光を受光するように構成された第１の光検出器５０８と、を含む。

【0127】

図１８の例では、光学プローブ２６４は、バー２６６上に位置している。

【0128】

図２３は、図１８のチャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図２３の例では、光学プローブ２６４は、第１の光源５０４及び第１の光検出器５０８を含み、電気化学的堆積チャンバ２０４の壁に取り付けられている。

【0129】

図１８の例では、光学プローブ２６４は、単一波長の光又はある波長範囲内の光のみを伝送及び受光するように構成されている。

【0130】

図２４は、図１８のチャンバ２０４の例示的な部分を含む電気化学的堆積システムの断面図を含む。図２４の例では、第２のアクチュエータ２４０は、光学プローブ２６４を基板２１６の中心に向かう方向及び基板の中心から離れる方向のうちの一方に移動させるように構成されている。

【0131】

前述の説明は本質的に単なる例示に過ぎず、本開示、その適用又は使用を限定することは決して意図されていない。本開示の広範な教示は、様々な形で実現され得る。したがって、本開示は特定の例を含むが、図面、明細書、及び以下の特許請求の範囲を検討すると、他の修正形態が明らかになるであろうから、本開示の真の範囲はそのように限定されるべきではない。方法における１つ以上のステップは、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で（又は同時に）実行されてよいことを理解すべきである。更に、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして上述されているが、本開示の任意の実施形態に関して記載されているこれらの特徴のうちのいずれか１つ以上を、他の実施形態のいずれかに実装することができ、及び／又は、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることができ、その組み合わせは、たとえ明示的に説明されていなくてよい。換言すれば、記載した実施形態は相互排他的ではなく、１つ以上の実施形態の順序を互いに並べ換えることは、本開示の範囲内にとどまる。

【0132】

要素間の空間的及び機能的関係（例えば、モジュール間、回路要素間、半導体層間など）は、「接続された」、「係合された」、「結合された」、「隣接する」、「隣の」、「上の」、「上方の」、「下方の」、「配置された」を含む様々な用語を使用して説明される。「直接」であると明示的に記載されていない限り、上述した開示に、第１の要素と第２の要素との間の関係が記載されている場合、その関係は、第１の要素と第２の要素との間に他の介在要素が存在しない直接的な関係であり得るが、１つ以上の介在要素が（空間的又は機能的のいずれかで）第１の要素と第２の要素との間に存在する間接的な関係でもあり得る。本明細書で使用する場合、Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ、という語句は、非排他的論理和ＯＲを使用した論理（Ａ ＯＲ Ｂ ＯＲ Ｃ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａのうちの少なくとも１つ、Ｂのうちの少なくとも１つ、及びＣのうちの少なくとも１つ」を意味すると解釈されるべきではない。

【0133】

いくつかの実現形態では、コントローラは、上述した実施例の一部であってよいシステムの一部である。このようなシステムは、処理ツール（単数又は複数）、チャンバ（単数又は複数）、処理用プラットフォーム（単数又は複数）、及び／又は特定の処理構成要素（ウェハーペデスタル、ガスフローシステムなど）を含む、半導体処理装置を備えることができる。これらシステムは、半導体ウェハー又は基板の処理前、処理中、及び処理後の作業を制御するための電子機器に組み込まれてよい。電子機器は、システム（単数又は複数）の様々な構成要素又は副部品を制御してよい「コントローラ」と呼ばれてよい。コントローラは、処理要件及び／又はシステムのタイプに応じて、処理ガス及び／又は液体の送達、温度設定（例えば、加熱及び／又は冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、無線周波数（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送達設定、位置及び作業設定、特定のシステムと接続しているか又はインターフェースしているツール及び他の搬送ツール並びに／又はロードロックに対するウェハーの搬出入、を含む、本明細書に開示されるプロセスのいずれをも制御するようにプログラムされてよい。

【0134】

大まかに言って、コントローラは、様々な集積回路、ロジック、メモリ、及び／又はソフトウェアを有し、命令を受信し、命令を発行し、作業を制御し、クリーニング作業を有効にし、エンドポイント測定を有効にするような電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、及び／又は１つ以上のマイクロプロセッサ、又はプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラ、を含んでよい。プログラム命令は、様々な個別設定（又はプログラムファイル）の形態でコントローラに通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウェハー上で若しくは半導体ウェハー用に、又はシステムに対して実施するための作業パラメータを定義してよい。いくつかの実施形態では、作業パラメータは、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、及び／又はウェハーダイの作製時に、１つ以上の処理ステップを実現するために、プロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。

【0135】

いくつかの実現形態では、コントローラは、システムに組み込まれた、システムに結合された、若しくはシステムにネットワーク接続された、又はこれらの組み合わせである、コンピュータの一部であるか、又はそのコンピュータに結合されていてよい。例えば、コントローラは「クラウド」内にあるか、又はファブホストコンピュータシステムの全て若しくは一部であってよく、それによりウェハー処理のリモートアクセスが可能になり得る。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造作業の現在の進行状況を監視し、過去の製造作業の履歴を調査し、複数の製造作業から傾向又は性能の指標を調査して、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定するか、又は新しいプロセスを開始してよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ローカルネットワーク又はインターネットを含んでよいネットワークを経由して、プロセスレシピをシステムに提供することができる。リモートコンピュータは、パラメータ及び／又は設定の入力若しくはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでよく、パラメータ及び／又は設定は次いで、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上の作業中に実施される各処理ステップのためのパラメータを指定するデータ形式の命令を受信する。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、及びコントローラがインターフェースするか、又は制御するように構成されているツールのタイプに固有のものであってよいことを理解されたい。したがって、上述したように、コントローラは、１つ以上の個別のコントローラを備え、これらが一緒にネットワーク化され、本明細書に記載されるプロセス及び制御などの共通の目的に向けて動作することなどによって分散されてよい。そのような目的のための分散コントローラの例は、遠隔に置かれた（例えば、プラットフォームレベルで、又はリモートコンピュータの一部として）１つ以上の集積回路と通信状態にあるチャンバ上の１つ以上の集積回路であってよく、これらが組み合わされてチャンバでのプロセスを制御する。

【0136】

限定するわけではないが、例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバ又はモジュール、堆積チャンバ又はモジュール、スピンリンスチャンバ又はモジュール、金属めっきチャンバ又はモジュール、クリーニングチャンバ又はモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバ又はモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバ又はモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバ又はモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ又はモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバ又はモジュール、イオン注入チャンバ又はモジュール、トラックチャンバ又はモジュール、及び半導体ウェハーの作製及び／又は製造に関連するか若しくは使用されてよい任意の他の半導体処理システム、を含んでよい。

【0137】

上述したように、ツールによって実施されるプロセスステップに応じて、コントローラは、他のツール回路又はモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接ツール、隣り合うツール、工場全体に置かれたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、又は半導体製造工場内のツール場所及び／又はロードポートとの間でウェハー容器を搬出入する材料搬送に使用されるツール、のうちの１つ以上と通信し得る。
適用例１：
電気化学的堆積システムであって、
電気化学的堆積のための電解液を含む電気化学的堆積チャンバと、
基板を保持するように構成され、前記基板に電気的に接続された第１のカソードを含む、基板ホルダと、
前記電気化学的堆積チャンバ内における前記基板ホルダの垂直位置を調整するように構成された第１のアクチュエータと、
前記電解液中に浸漬されたアノードと、
前記第１のカソードと前記アノードとの間に配された第２のカソードと、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の中心から第１の距離において前記基板の第１の反射率を測定するように構成された第１の光学プローブと、
前記電気化学的堆積中に、前記基板の前記第１の反射率に基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されたコントローラと、を備える、電気化学的堆積システム。
適用例２：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の前記中心から第２の距離において前記基板の第２の反射率を測定するように構成された第２の光学プローブを更に備え、
前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、前記基板の前記第２の反射率に更に基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例３：
適用例２の電気化学的堆積システムであって、前記第１の距離は前記第２の距離とは異なる、電気化学的堆積システム。
適用例４：
適用例２の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、前記第１の反射率と前記第２の反射率との差に基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例５：
適用例４の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記差に基づいて第１の調整を決定し、
前記第１の調整と第１のプロファイルから選択された値とに基づいて、前記第１のカソードに給電するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例６：
適用例４の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記差に基づいて第２の調整を決定し、
前記第２の調整と第２のプロファイルから選択された値とに基づいて、前記第２のカソードに給電するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例７：
適用例４の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記差に基づいて第３の調整を決定し、
前記第３の調整と第３のプロファイルから選択された値とに基づいて、前記基板ホルダの前記垂直位置を調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例８：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源と、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の前記表面に対して直角な光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。
適用例９：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の表面に対して９０度以外の角度で光を伝送するように構成された第１の光源と、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記表面に対して９０度以外の角度で光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。
適用例１０：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブと前記基板との間に位置するウィンドウを更に備え、
前記第１の光学プローブは、前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記ウィンドウを通して光を伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例１１：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源と、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板を通して光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。
適用例１２：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、バーを更に備え、
前記第１の光学プローブは前記バー上に位置している、電気化学的堆積システム。
適用例１３：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは前記電気化学的堆積チャンバの壁に取り付けられている、電気化学的堆積システム。
適用例１４：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、光の単一波長のみを伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例１５：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、ある波長範囲内の光を伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例１６：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記電気化学的堆積中に前記基板ホルダを回転させるように構成された第２のアクチュエータを更に備える、電気化学的堆積システム。
適用例１７：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記基板の前記第１の反射率に基づいて、前記電気化学的堆積のエンドポイントを検出し、
前記エンドポイントの前記検出に応答して、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように更に構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例１８：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記基板の前記第１の反射率に基づいて、前記基板内に形成されたフィーチャの深さを決定し、
前記基板内に形成された前記フィーチャの前記深さに基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように更に構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例１９：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記基板の前記第１の反射率に基づいて、障害を検出し、
前記障害の前記検出に応答して、前記障害の指標をディスプレイに表示するように更に構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例２０：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、
前記電気化学的堆積中に、前記基板の一定量の回転中に測定された前記基板の複数の第１の反射率の平均を決定し、
前記電気化学的堆積中に、前記平均に基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例２１：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記第１の光学プローブを、前記基板の前記中心から前記第１の距離にある位置から、前記基板の前記中心から前記第１の距離とは異なる第２の距離にある位置に移動させるように構成されているアクチュエータを更に備え、
前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、前記第１の光学プローブが前記基板の前記中心から前記第１の距離にあるときに測定された前記第１の反射率の第１の値と、前記第１の光学プローブが前記基板の前記中心から前記第２の距離にあるときに測定された前記第１の反射率の第２の値と、に基づき、
（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例２２：
適用例１の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、前記基板の前記第１の反射率に基づいて、
（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、（ｖｉ）前記基板ホルダの前記垂直位置、（ｖ）前記基板の角度、及び（ｖｉ）前記第１のカソードと前記第２のカソードとの間の距離、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例２３：
電気化学的堆積システムであって、
電気化学的堆積のための電解液を含むように構成された電気化学的堆積チャンバと、
第１のカソードを含む基板ホルダと、
前記電気化学的堆積チャンバ内における前記基板ホルダの垂直位置を調整するように構成された第１のアクチュエータと、
アノードと、
前記第１のカソードと前記アノードとの間に配された第２のカソードと、
電気化学的堆積中の基板の反射率を測定するように構成された光学プローブと、を備える、電気化学的堆積システム。
適用例２４：
適用例２３の電気化学的堆積システムであって、前記電気化学的堆積中の前記基板の第２の反射率を測定するように構成された第２の光学プローブを更に備える、電気化学的堆積システム。
適用例２５：
適用例２３の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、
前記基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された光源と、
前記基板の前記表面に対して直角をなす光を受光するように構成された光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。
適用例２６：
適用例２３の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、
前記基板の表面に対して９０度以外の角度で光を伝送するように構成された光源と、
前記表面に対して９０度以外の角度で光を受光するように構成された光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。
適用例２７：
適用例２３の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブと前記基板との間に位置するウィンドウを更に備え、
前記光学プローブは、前記ウィンドウを通して光を伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例２８：
適用例２３の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、
前記基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された光源と、
前記基板を通して光を受光するように構成された光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。
適用例２９：
適用例２３の電気化学的堆積システムであって、バーを更に備え、
前記光学プローブは前記バー上に位置している、電気化学的堆積システム。
適用例３０：
適用例２３の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは前記電気化学的堆積チャンバの壁に取り付けられている、電気化学的堆積システム。
適用例３１：
適用例２３の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、光の単一波長のみを伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例３２：
適用例２３の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、ある波長範囲内の光を伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。
適用例３３：
適用例２３の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブを、前記基板の中心に向かう方向及び前記基板の中心から離れる方向のうちの一方に移動させるように構成された第２のアクチュエータを更に備える、電気化学的堆積システム。

【手続補正2】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気化学的堆積システムであって、
電気化学的堆積のための電解液を含む電気化学的堆積チャンバと、
基板を保持するように構成され、前記基板に電気的に接続された第１のカソードを含む、基板ホルダと、
前記電気化学的堆積チャンバ内における前記基板ホルダの垂直位置を調整するように構成された第１のアクチュエータと、
前記電解液中に浸漬されたアノードと、
前記第１のカソードと前記アノードとの間に配された第２のカソードと、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の中心から第１の距離において前記基板の第１の反射率を測定するように構成された第１の光学プローブと、
前記電気化学的堆積中に、前記基板の前記第１の反射率に基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される電力、及び（ｉｖ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されたコントローラと、を備える、電気化学的堆積システム。

【請求項2】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の前記中心から第２の距離において前記基板の第２の反射率を測定するように構成された第２の光学プローブを更に備え、
前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、前記基板の前記第２の反射率に更に基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｉｖ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項3】

請求項２に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の距離は前記第２の距離とは異なる、電気化学的堆積システム。

【請求項4】

請求項２に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、前記第１の反射率と前記第２の反射率との差に基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｉｖ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項5】

請求項４に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記差に基づいて第１の調整を決定し、
前記第１の調整と第１のプロファイルから選択された値とに基づいて、前記第１のカソードに給電するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項6】

請求項４に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記差に基づいて第２の調整を決定し、
前記第２の調整と第２のプロファイルから選択された値とに基づいて、前記第２のカソードに給電するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項7】

請求項４に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記差に基づいて第３の調整を決定し、
前記第３の調整と第３のプロファイルから選択された値とに基づいて、前記基板ホルダの前記垂直位置を調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項8】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源と、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の前記表面に対して直角な光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。

【請求項9】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の表面に対して９０度以外の角度で光を伝送するように構成された第１の光源と、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記表面に対して９０度以外の角度で光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。

【請求項10】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブと前記基板との間に位置するウィンドウを更に備え、
前記第１の光学プローブは、前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記ウィンドウを通して光を伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項11】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された第１の光源と、
前記電気化学的堆積中に前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記基板を通して光を受光するように構成された第１の光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。

【請求項12】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、バーを更に備え、
前記第１の光学プローブは前記バー上に位置している、電気化学的堆積システム。

【請求項13】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは前記電気化学的堆積チャンバの壁に取り付けられている、電気化学的堆積システム。

【請求項14】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、光の単一波長のみを伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項15】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記第１の光学プローブは、ある波長範囲内の光を伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項16】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記電気化学的堆積中に前記基板ホルダを回転させるように構成された第２のアクチュエータを更に備える、電気化学的堆積システム。

【請求項17】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記基板の前記第１の反射率に基づいて、前記電気化学的堆積のエンドポイントを検出し、
前記エンドポイントの前記検出に応答して、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｉｖ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように更に構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項18】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記基板の前記第１の反射率に基づいて、前記基板内に形成されたフィーチャの深さを決定し、
前記基板内に形成された前記フィーチャの前記深さに基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｉｖ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように更に構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項19】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、
前記基板の前記第１の反射率に基づいて、障害を検出し、
前記障害の前記検出に応答して、前記障害の指標をディスプレイに表示するように更に構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項20】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、
前記電気化学的堆積中に、前記基板の一定量の回転中に測定された前記基板の複数の第１の反射率の平均を決定し、
前記電気化学的堆積中に、前記平均に基づいて、（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｉｖ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項21】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記基板が前記電解液中に浸漬されている間に、前記第１の光学プローブを、前記基板の前記中心から前記第１の距離にある位置から、前記基板の前記中心から前記第１の距離とは異なる第２の距離にある位置に移動させるように構成されているアクチュエータを更に備え、
前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、前記第１の光学プローブが前記基板の前記中心から前記第１の距離にあるときに測定された前記第１の反射率の第１の値と、前記第１の光学プローブが前記基板の前記中心から前記第２の距離にあるときに測定された前記第１の反射率の第２の値と、に基づき、
（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、及び（ｉｖ）前記基板ホルダの前記垂直位置、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項22】

請求項１に記載の電気化学的堆積システムであって、前記コントローラは、前記電気化学的堆積中に、前記基板の前記第１の反射率に基づいて、
（ｉ）前記第１のカソードに印加される前記電力、（ｉｉ）前記第２のカソードに印加される前記電力、（ｉｉｉ）前記アノードに印加される前記電力、（ｉｖ）前記基板ホルダの前記垂直位置、（ｖ）前記基板の角度、及び（ｖｉ）前記第１のカソードと前記第２のカソードとの間の距離、のうちの少なくとも１つを選択的に調整するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項23】

電気化学的堆積システムであって、
電気化学的堆積のための電解液を含むように構成された電気化学的堆積チャンバと、
第１のカソードを含む基板ホルダと、
前記電気化学的堆積チャンバ内における前記基板ホルダの垂直位置を調整するように構成された第１のアクチュエータと、
アノードと、
前記第１のカソードと前記アノードとの間に配された第２のカソードと、
電気化学的堆積中の基板の反射率を測定するように構成された光学プローブと、を備える、電気化学的堆積システム。

【請求項24】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記電気化学的堆積中の前記基板の第２の反射率を測定するように構成された第２の光学プローブを更に備える、電気化学的堆積システム。

【請求項25】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、
前記基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された光源と、
前記基板の前記表面に対して直角をなす光を受光するように構成された光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。

【請求項26】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、
前記基板の表面に対して９０度以外の角度で光を伝送するように構成された光源と、
前記表面に対して９０度以外の角度で光を受光するように構成された光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。

【請求項27】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブと前記基板との間に位置するウィンドウを更に備え、
前記光学プローブは、前記ウィンドウを通して光を伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項28】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、
前記基板の表面に対して直角に光を伝送するように構成された光源と、
前記基板を通して光を受光するように構成された光検出器と、を含む、電気化学的堆積システム。

【請求項29】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、バーを更に備え、
前記光学プローブは前記バー上に位置している、電気化学的堆積システム。

【請求項30】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは前記電気化学的堆積チャンバの壁に取り付けられている、電気化学的堆積システム。

【請求項31】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、光の単一波長のみを伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項32】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブは、ある波長範囲内の光を伝送及び受光するように構成されている、電気化学的堆積システム。

【請求項33】

請求項２３に記載の電気化学的堆積システムであって、前記光学プローブを、前記基板の中心に向かう方向及び前記基板の中心から離れる方向のうちの一方に移動させるように構成された第２のアクチュエータを更に備える、電気化学的堆積システム。

【国際調査報告】