【手続補正書】
【提出日】平成29年8月3日(2017.8.3)
【手続補正１】
【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】
半導体基板上にニッケルを電気めっきするための電気めっきシステムであって、
電気めっき中に電解質溶液を保持するように構成された電気めっき槽と、酸素除去装置とを備え、
前記電気めっき槽は、
（ａ）カソード室と；
（ｂ）電気めっき中に可溶性ニッケルアノードを保持するように構成されたアノード室と；
（ｃ）前記アノード室内に配置され、電気めっき中にニッケルイオンを生成するよう構成された可溶性ニッケルアノードと；
（ｄ）前記アノード室と前記カソード室との間にある多孔質セパレータであって、電気めっき中にイオン電流を通過させるが電解質溶液の通過は阻止する、多孔質セパレータと；
（ｅ）電気めっき中に前記半導体基板を保持するための半導体基板ホルダと
を備え、
前記酸素除去装置は、電気めっき中および前記システムが電気めっきしていない休止時間中に前記電解質溶液がアノード室に流れる際に、前記電解質溶液中の酸素濃度を下げるように構成された
電気めっきシステム。
【請求項２】
前記多孔質セパレータは、前記アノード室とカソード室との酸素濃度の差を維持することができる、請求項１に記載の電気めっきシステム。
【請求項３】
前記電気めっきシステムが電気めっきしていないとき、前記電解質溶液は、一部またはすべての休止時間中に前記アノード室に流れ続ける請求項１に記載の電気めっきシステム。
【請求項４】
前記酸素除去装置は、一部またはすべての休止時間中に前記アノード室に流れる前記電解質溶液中の酸素濃度を下げるように構成された請求項３に記載の電気めっきシステム。
【請求項５】
前記酸素除去装置は、一部またはすべての休止時間中に前記アノード室に流れる前記電解質溶液中の酸素濃度を、休止時間中に前記可溶性ニッケルアノードに接触している際に電解質溶液のｐＨがはっきりと上昇しないレベルまで下げるように構成された請求項４に記載の電気めっきシステム。
【請求項６】
前記酸素除去装置は、電解質溶液中の酸素濃度を約１ｐｐｍ以下のレベルまで下げるように構成された請求項１に記載の電気めっきシステム。
【請求項７】
前記酸素除去装置は、電解質溶液中の酸素濃度を約０．５ｐｐｍ以下のレベルまで下げるように構成された請求項６に記載の電気めっきシステム。
【請求項８】
前記システムは、前記半導体基板上にニッケルを電気めっきしている間に前記電解質溶液を大気に曝露するように構成された請求項１に記載の電気めっきシステム。
【請求項９】
前記アノード室へ入る流体入口と、前記アノード室から出る流体出口と、前記流体入口および前記流体出口に連結し、前記半導体基板上にニッケルを電気めっきしている間に前記電解質溶液を前記アノード室に流すように構成されたアノード室再循環ループとをさらに備え、前記酸素除去装置は、前記アノード室再循環ループにおいて前記アノード室へ入る流体入口よりも上流側に配置された請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の電気めっきシステム。
【請求項１０】
電解質溶液を保持するための前記電気めっき槽の外部に設置された浴タンクをさらに備え、前記浴タンクは、流体入口および流体出口を備え、前記流体入口および流体出口は、前記アノード室再循環ループに連結された請求項９に記載の電気めっきシステム。
【請求項１１】
前記酸素除去装置は、前記アノード室の上流かつ前記浴タンクの下流にある前記アノード室再循環ループに設定された脱気装置を備える請求項１０に記載の電気めっきシステム。
【請求項１２】
前記カソード室へ入る流体入口と、前記カソード室から出る流体出口と、前記カソード室の前記流体入口および流体出口に連結するとともに、前記浴タンクの前記流体入口および流体出口にも連結しているカソード室再循環ループとをさらに備え、前記カソード室再循環ループは、前記半導体基板にニッケルを電気めっきしている間に前記電解質溶液が前記カソード室に流れるように構成された請求項１０に記載の電気めっきシステム。
【請求項１３】
前記酸素除去装置は、前記アノード室の上流かつ前記浴タンクの下流にある前記アノード室再循環ループに配置された脱気装置を備え、
前記脱気装置は、前記カソード室再循環ループには設けられていない
請求項１２に記載の電気めっきシステム。
【請求項１４】
前記アノード室の上流かつ前記酸素除去装置および前記浴タンクの下流にある前記アノード室再循環ループに設置されるフィルタをさらに備え、前記フィルタは、前記電解質溶液から粒子を除去するように構成された請求項９に記載の電気めっきシステム。
【請求項１５】
前記酸素除去装置は、実質的に酸素のないガスで前記電解質溶液をスパージングするためのデバイスを備える、請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の電気めっきシステム。
【請求項１６】
前記電解質溶液のｐＨを測定するように構成されたｐＨ計をさらに備える請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の電気めっきシステム。
【請求項１７】
前記ｐＨ計によって出力された値に応答して前記酸素除去装置を動作させるための論理回路をさらに備える請求項１６に記載の電気めっきシステム。
【請求項１８】
前記電解質溶液中の酸素濃度を測定するように構成された酸素センサをさらに備える、請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の電気めっきシステム。
【請求項１９】
請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の電気めっきシステムであって、更に、
前記半導体基板が前記半導体基板ホルダに保持されている間に前記半導体基板にバイアス電圧を供給するように構成された半導体基板電気接触部と；
対極と接触している間に前記対極にバイアス電圧を供給するように構成された対極電気接触部と；
前記対極電気接触部に対して十分な正のバイアス電圧を供給した時点で前記電解質溶液中に遊離水素イオンを発生するように構成された酸発生面と；
前記対極電気接触部に対して負のバイアス電圧を、前記電解質溶液からのニッケルイオンを還元して前記半導体基板面にめっきするのに十分なほど前記半導体基板電気接触部に供給するとともに、前記対極電気接触部に対して正のバイアス電圧を、前記酸発生面で遊離水素イオンを発生するのに十分なほど前記酸発生面に供給して、これによって前記電解質溶液のｐＨを下げるように構成された、１つ以上の電力ユニットと
備える電気めっきシステム。
【請求項２０】
前記遊離水素イオンは、前記電解質溶液中の水分子の電気分解によって前記酸発生面に発生する請求項１９に記載の電気めっきシステム。
【請求項２１】
前記酸発生面は、
前記電解質溶液中で実質的に腐食しない導電性で耐食性の材料を含む本体と；
前記本体へのコーティングであって、白金か、白金、ニオブ、ルテニウム、イリジウム、およびタンタルの酸化物から選択される１つ以上の金属酸化物のいずれかを含むコーティングと
を含む請求項１９に記載の電気めっきシステム。
【請求項２２】
前記導電性で耐食性の材料は、チタン、タンタル、ニオブ、またはジルコニウムである請求項２１に記載の電気めっきシステム。
【請求項２３】
請求項１９に記載の電気めっきシステムであって、
流体入口および流体出口を有する酸発生浴タンクであって、ある容量の前記電解質溶液を保持するように設計され、内部に前記酸発生面が設置される、酸発生浴タンクと；
前記酸発生浴タンクの流体出口を前記アノード室の流体入口および／またはカソード室の流体入口に流体連結するとともに、前記酸発生浴タンクの流体入口を前記アノード室の流体出口および／またはカソード室の流体出口に流体連結する、酸発生浴タンクの再循環ループと；
を備え、
前記対極電気接触部はさらに、前記酸発生浴タンク内に設置された対極にバイアス電圧を供給するように構成され；
前記酸発生浴タンクの再循環ループを通して前記電解質溶液が循環する間、前記酸発生浴タンクの流体出口を流れる前記電解質溶液のｐＨは、前記酸発生浴タンクの流体入口を流れる前記電解質溶液よりも低い
電気めっきシステム。
【請求項２４】
前記多孔質セパレータは、実質的にイオン交換部位のない細孔性膜である、請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の電気めっきシステム。
【請求項２５】
半導体基板上にニッケルを電気めっきするための電気めっきシステムであって、
電気めっき中に電解質溶液を保持するように構成された電気めっき槽と、酸素除去装置と、電解質溶液再循環システムとを備え、
前記電気めっき槽は、
（ａ）カソード室と；
（ｂ）電気めっき中にニッケルアノードを保持するように構成されたアノード室と；
（ｃ）前記アノード室と前記カソード室との間にある多孔質セパレータであって、電気めっき中にイオン電流を通過させるが電解質溶液の通過は阻止する、多孔質セパレータと；
（ｄ）電気めっき中に前記半導体基板を保持するための半導体基板ホルダと
を備え、
前記酸素除去装置は、電気めっき中および前記システムが電気めっきしていない休止時間中に前記電解質溶液がアノード室に流れる際に、前記電解質溶液中の酸素濃度を下げるように構成され、
前記電解質溶液再循環システムは、前記カソード室から除去された電解質溶液と前記アノード室から除去された電解質溶液を混合するために、アノード室再循環ループとカソード室再循環ループとを備え、前記両ループは、一つ以上の共有流体分配ラインを有し、
前記酸素除去装置は、前記アノード室再循環ループ内であって、前記アノード室から上流かつ浴タンクの下流に配置された脱気装置を備え、前記脱気装置は、カソード室再循環ループ内には設けられていない、
電気めっきシステム。
【請求項２６】
請求項２５記載の電気めっきシステムであって、
前記電解質溶液再循環システムは、前記浴タンクを、前記電解質溶液を貯留するために、電気めっき槽の外部に配設し、前記浴タンクは、流体入口と流体出口とを備え、前記流体入口及び流体出口は、前記アノード室再循環ループに連結されている
電気めっきシステム。
【請求項２７】
請求項２５記載の電気めっきシステムであって、前記電解質溶液再循環システムは、前記浴タンクを、前記電解質溶液を貯留するために、電気めっき槽の外部に配設し、前記浴タンクは、流体入口と流体出口とを備え、前記流体入口及び流体出口は、前記アノード室再循環ループに連結されており、前記アノード室から除去された電解質溶液と前記カソード室から除去された電解質溶液を混合した電解質溶液を保持するように構成された
電気めっきシステム。
【請求項２８】
前記アノード室再循環ループおよび前記カソード室再循環ループは、少なくとも一つのフィルタを共有している請求項２５記載の電気めっきシステム。
【請求項２９】
前記アノード室再循環ループおよび前記カソード室再循環ループは、少なくとも一つのポンプを共有している請求項２５記載の電気めっきシステム。
【請求項３０】
前記多孔質セパレータは、前記アノード室とカソード室との酸素濃度の差を維持可能な請求項２５記載の電気めっきシステム。
【請求項３１】
前記酸素除去装置は、一部またはすべての休止時間中に前記アノード室に流れる前記電解質溶液中の酸素濃度を、休止時間中に前記ニッケルアノードに接触している電解質溶液のｐＨがはっきりと上昇しないレベルまで下げるように構成された請求項２５記載の電気めっきシステム。
【請求項３２】
請求項２５記載の電気めっきシステムであって、
前記半導体基板が前記半導体基板ホルダに保持されている間に前記半導体基板にバイアス電圧を供給するように構成された半導体基板電気接触部と；
対極と接触している間に前記対極にバイアス電圧を供給するように構成された対極電気接触部と；
前記対極電気接触部に対して十分な正のバイアス電圧を供給した時点で前記電解質溶液中に遊離水素イオンを発生するように構成された酸発生面と；
前記対極電気接触部に対して負のバイアス電圧を、前記電解質溶液からのニッケルイオンを還元して前記半導体基板面にめっきするのに十分なほど前記半導体基板電気接触部に供給するとともに、前記対極電気接触部に対して正のバイアス電圧を、前記酸発生面で遊離水素イオンを発生するのに十分なほど前記酸発生面に供給して、これによって前記電解質溶液のｐＨを下げるように構成された、１つ以上の電力ユニットと
備える電気めっきシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６７】
［その他の実施形態］
以上のプロセス、システム、装置、および組成について、明瞭な理解を促すという目的でいくらか詳細に記載してきたが、添付の請求項の範囲内で、いくらかの変更および修正を実施してよいことは、一当業者には明らかであろう。本明細書に開示した工程、システム、装置、および組成を実装する多くの代替的な方法があることに留意すべきである。したがって、開示した実施形態は、限定的なものではなく説明的なものとみなされ、添付の各請求項の範囲は、本明細書に記載した実施形態の特定の詳細に限定されるものではない。例えば本発明は、以下の適用例としての実施可能である。
［適用例１］半導体基板上にニッケルを電気めっきするための電気めっきシステムであって、
電気めっき中に電解質溶液を保持するように構成された電気めっき槽と、酸素除去装置とを備え、
前記電気メッキ槽は、
カソード室と；
電気めっき中にニッケルアノードを保持するように構成されたアノード室と；
前記アノード室と前記カソード室との間にある多孔質セパレータであって、電気めっき中にイオン電流を通過させるが電解質溶液の通過は阻止する、多孔質セパレータと；
電気めっき中に前記ウエハを保持するためのウエハホルダと
を備え、
前記酸素除去装置は、電気めっき中および前記システムが電気めっきしていない休止時間中に前記電解質溶液がアノード室に流れる際に、前記電解質溶液中の酸素濃度を下げるように構成された
電気めっきシステム。
［適用例２］前記多孔質セパレータは、前記アノード室とカソード室との酸素濃度の差を維持することができる、適用例１に記載の電気めっきシステム。
［適用例３］前記電気めっきシステムが電気めっきしていないとき、前記電解質は、一部またはすべての休止時間中に前記アノード室に流れ続ける適用例１に記載の電気めっきシステム。
［適用例４］前記酸素除去装置は、一部またはすべての休止時間中に前記アノード室に流れる前記電解質溶液中の酸素濃度を下げるように構成された適用例３に記載の電気めっきシステム。
［適用例５］前記酸素除去装置は、一部またはすべての休止時間中に前記アノード室に流れる前記電解質溶液中の酸素濃度を、休止時間中に前記ニッケルアノードに接触している際に電解質溶液のｐＨがはっきりと上昇しないレベルまで下げるように構成された適用例４に記載の電気めっきシステム。
［適用例６］前記酸素除去装置は、電解質溶液中の酸素濃度を約１ｐｐｍ以下のレベルまで下げるように構成された適用例１に記載の電気めっきシステム。
［適用例７］前記酸素除去装置は、電解質溶液中の酸素濃度を約０．５ｐｐｍ以下のレベルまで下げるように構成された適用例６に記載の電気めっきシステム。
［適用例８］前記システムは、前記基板上にニッケルを電気めっきしている間に前記電解質溶液を大気に曝露するように構成された適用例１に記載の電気めっきシステム。
［適用例９］前記アノード室へ入る流体入口と、前記アノード室から出る流体出口と、前記流体入口および前記流体出口に連結し、前記基板上にニッケルを電気めっきしている間に前記電解質溶液を前記アノード室に流すように構成されたアノード室再循環ループとをさらに備える適用例１から適用例８のうちいずれか一項に記載の電気めっきシステム。
［適用例１０］電解質溶液を保持するための前記電気めっき槽の外部に設置された浴タンクをさらに備え、前記浴タンクは、流体入口および流体出口を備え、前記流体入口および流体出口は、前記アノード室再循環ループに連結された適用例９に記載の電気めっきシステム。
［適用例１１］前記酸素除去装置は、前記アノード室の上流かつ前記浴タンクの下流にある前記アノード室再循環ループに設定された脱気装置を備える適用例１０に記載の電気めっきシステム。
［適用例１２］前記カソード室へ入る流体入口と、前記カソード室から出る流体出口と、前記カソード室の前記流体入口および流体出口に連結するとともに、前記浴タンクの前記流体入口および流体出口にも連結しているカソード室再循環ループとをさらに備え、前記カソード室再循環ループは、基板にニッケルを電気めっきしている間に前記電解質溶液が前記カソード室に流れるように構成された適用例１０に記載の電気めっきシステム。
［適用例１３］前記酸素除去装置は、前記アノード室の上流かつ前記浴タンクの下流にある前記アノード室再循環ループに配置された脱気装置を備え、
前記脱気装置は、前記カソード室再循環ループには設けられていない
適用例１２に記載の電気めっきシステム。
［適用例１４］前記アノード室の上流かつ前記酸素除去装置および前記浴タンクの下流にある前記アノード室再循環ループに設置されるフィルタをさらに備え、前記フィルタは、前記電解質溶液から粒子を除去するように構成された適用例９に記載の電気めっきシステム。
［適用例１５］前記酸素除去装置は、実質的に酸素のないガスで前記電解質溶液をスパージングするためのデバイスを備える、適用例１から適用例８のうちいずれか一項に記載の電気めっきシステム。
［適用例１６］前記電解質溶液のｐＨを測定するように構成されたｐＨ計をさらに備える適用例１から適用例８のうちいずれか一項に記載の電気めっきシステム。
［適用例１７］前記ｐＨ計によって出力された値に応答して前記酸素除去装置を動作させるための論理回路をさらに備える適用例１６に記載の電気めっきシステム。
［適用例１８］前記電解質溶液中の酸素濃度を測定するように構成された酸素センサをさらに備える、適用例１から適用例８のうちいずれか一項に記載の電気めっきシステム。
［適用例１９］適用例１から適用例８のうちいずれか一項に記載の電気めっきシステムであって、更に、
前記基板が前記基板ホルダに保持されている間に前記基板にバイアス電圧を供給するように構成された基板電気接触部と；
対極と接触している間に前記対極にバイアス電圧を供給するように構成された対極電気接触部と；
前記対極電気接触部に対して十分な正のバイアス電圧を供給した時点で前記電解質溶液中に遊離水素イオンを発生するように構成された酸発生面と；
前記対極電気接触部に対して負のバイアス電圧を、前記電解質溶液からのニッケルイオンを還元して前記基板面にめっきするのに十分なほど前記基板電気接触部に供給するとともに、前記対極電気接触部に対して正のバイアス電圧を、前記酸発生面で遊離水素イオンを発生するのに十分なほど前記酸発生面に供給して、これによって前記電解質溶液のｐＨを下げるように構成された、１つ以上の電力ユニットと
備える電気めっきシステム。
［適用例２０］前記遊離水素イオンは、前記電解質溶液中の水分子の電気分解によって前記酸発生面に発生する適用例１９に記載の電気めっきシステム。
［適用例２１］前記酸発生面は、
前記電解質溶液中で実質的に腐食しない導電性で耐食性の材料を含む本体と；
前記本体へのコーティングであって、白金か、白金、ニオブ、ルテニウム、イリジウム、およびタンタルの酸化物から選択される１つ以上の金属酸化物のいずれかを含むコーティングと
を含む適用例１９に記載の電気めっきシステム。
［適用例２２］前記導電性で耐食性の材料は、チタン、タンタル、ニオブ、またはジルコニウムである適用例２１に記載の電気めっきシステム。
［適用例２３］流体入口および流体出口を有する酸発生浴タンクであって、ある容量の前記電解質溶液を保持するように設計され、内部に前記酸発生面が設置される、酸発生浴タンクと；
前記酸発生浴タンクの流体出口を前記アノード室の流体入口および／またはカソード室の流体入口に流体連結するとともに、前記タンクの流体入口を前記アノード室の流体出口および／またはカソード室の流体出口に流体連結する、酸発生浴タンクの再循環ループと；
を備え、
前記対極電気接触部はさらに、前記酸発生浴タンク内に設置された対極にバイアス電圧を供給するように構成され；
前記酸発生浴タンクの再循環ループを通して前記電解質溶液が循環する間、前記タンクの流体出口を流れる前記電解質溶液のｐＨは、前記タンクの流体入口を流れる前記電解質溶液よりも低い
適用例１９に記載の電気めっきシステム。
［適用例２４］前記多孔質セパレータは、実質的にイオン交換部位のない細孔性膜である、適用例１から適用例８のうちいずれか一項に記載の電気めっきシステム。
［適用例２５］ニッケルアノードと、カソード室と、アノード室と前記カソード室との間にある多孔質セパレータであって、電気めっき中にイオン電流を通過させるが電解質溶液の通過は阻止する多孔質セパレータとが入っている前記アノード室を有する電気めっき槽内の半導体基板上にニッケルを電気めっきする方法であって、
電解質溶液中の酸素濃度を約１ＰＰＭ以下に下げ；
酸素濃度の低下した前記電解質溶液を前記アノード室に流し；
酸素濃度の低下した前記電解質溶液を前記アノード室に入っている前記ニッケルアノードと接触させ；
前記電解質溶液から出るニッケルを前記カソード室にある基板上に電気めっきし、
前記カソード室の前記電解質溶液のｐＨを、約３．５から４．５に維持する方法。
［適用例２６］更に、前記電解質溶液を前記カソード室へ流し；
前記アノード室に流れる前記電解質溶液中の酸素濃度は、前記カソード室に流れる前記電解質溶液中の酸素濃度よりも低い
適用例２５に記載の方法。
［適用例２７］前記電解質溶液中の酸素濃度は、約０．５ＰＰＭ以下に下げる適用例２５に記載の方法。
［適用例２８］電気めっき中の前記電解質溶液の温度は、摂氏約４０度よりも高い適用例２５に記載の方法。
［適用例２９］前記電解質溶液中の酸素濃度を下げる際には、前記電解質溶液を脱気する適用例２５に記載の方法。
［適用例３０］前記電解質溶液中の酸素濃度を下げる際には、実質的に酸素のないガスで前記電解質溶液をスパージングする適用例２５に記載の方法。
［適用例３１］前記実質的に酸素のないガスは、不活性ガスである適用例３０に記載の方法。
［適用例３２］前記不活性ガスは、窒素および／またはアルゴンを含む適用例３１に記載の方法。
［適用例３３］前記電気めっき槽内の前記電解質溶液のｐＨを感知し；
前記感知したｐＨが約４．５より上であればアラートを送信する
適用例２５から適用例３２のうちいずれか一項に記載の方法。
［適用例３４］前記電気めっき槽内の前記電解質溶液のｐＨを感知し；
前記感知したｐＨが約４．５より上であれば、前記電解質溶液がアノード室に流れる前に前記電解質溶液中の酸素濃度をさらに下げる
適用例２５から適用例３２のうちいずれか一項に記載の方法。
［適用例３５］前記アノード室の前記電解質溶液の酸素濃度を感知し；
前記感知した酸素濃度が約１ＰＰＭよりも上であれば、前記電解質溶液が前記アノード室に流れる前に前記電解質溶液中の酸素濃度をさらに下げる
適用例２５から適用例３２のうちいずれか一項に記載の方法。
［適用例３６］前記電解質溶液から出るニッケルを、アノード室およびカソード室を有する電気めっき槽にある半導体基板上に電気めっきする間に、前記電解質溶液が前記電気めっき槽のアノード室に流れる前に前記電解質溶液中の酸素濃度を約１ＰＰＭ以下に下げることで、電解質溶液のｐＨが約ｐＨ４．５よりも上に上昇することを防止する方法。