示出了用于处理晶片的方法。在方法操作600,阻 挡/衬垫叠层沉积在晶片的表面上。用于沉积阻挡/衬垫叠层的示例性方法包括CVD、PVD、 ALD等。在方法操作602,通过在边缘排除区的阻挡/衬垫叠层上沉积金属材料而使边缘排 除区金属化。在方法操作604,在阻挡/衬垫叠层上电镀金属籽晶层。在方法操作606,在 衬底的设备/处理区的金属籽晶层上电镀金属主体层。在一些实施方式中，籽晶层的电镀 和主体层的电镀是在不同的电镀系统中执行的不同操作。然而，在其他实施方式中，籽晶层 的电镀和主体层的电镀可以在相同的电镀系统中作为连续的工艺执行，其中，电镀溶液的 组成和电流和/或其它参数随时间的推移而变化以实现籽晶的镀敷，随后以连续不间断的 方式镀敷主体层。根据本文描述的原理，在电镀过程期间，电流电平可以升高，以在晶片表 面变得更加导电时促进主体层的较快的沉积。在沉积主体层以后，接着在操作608,执行平 坦化步骤，如执行化学机械抛光（CMP)。
[0108] 应当理解，边缘金属化层的厚度与最大电流相关，该最大电流可在电镀期间被安 全地施加而不会导致损坏晶片或其他问题。广义地说，预期最大电流与边缘金属化层的厚 度将是大致线性相关的。这可以从以下事实理解：对于三维导体，电阻通常正比于长度，但 反比于横截面积，横截面积是导体的宽度和厚度的乘积。因此，电阻与厚度预计是成反比 的。因此，对于给定的压降，电流预计与导体的厚度是线性相关的。因此，预期的最大安全 电流电平与边缘金属化层的厚度是大致线性相关的。此外，镀敷速率与工作电流会是线性 相关的。因此，在一些实施方式中，最大镀敷速率相比于没有边缘金属化层的最大镀敷速率 可以大致与边缘金属化层的厚度线性关系地增大。
[0109] 此外，应当注意，相比于没有边缘金属化层的应用，边缘金属化层提供改善的镀 敷，因为附加的边缘金属化层消除了高电阻的点，从而提供改善的电流分布均匀性。电流的 均匀分布进而提供在衬底的器件区的改善的镀敷均匀性。
[0110] 边缘金属化层的另一优点是，其也可以保护下伏的籽晶层不被腐蚀。
[0111] 图7根据本发明的一个实施方式示意性示出了用于执行边缘金属化的无电沉积 系统。提供室700,半导体晶片702在室700中旋转。晶片702驻留在衬底支撑件704 (或 卡盘）上，衬底支撑件704被配置成使晶片702旋转运动。室700配备有排放装置718,排 放装置718使被提供到室700的各种液体流能被去除以用于废物处理和/或再循环。栗/ 再循环模块720可通过控制器操作以控制无电沉积溶液714的栗送、处理以及再循环。应 当理解，在其他实施方式中，所使用的无电沉积溶液不再循环，而是作为废物由栗模块720 从系统排出。
[0112] 马达706控制衬底支撑件704的旋转。马达706应该容易控制并且应当在不同的 旋转速度之间平滑地过渡。马达706可以位于室700内或室700外。在一些实施方式中， 为了保护在室内的液体不被破坏，马达706位于室700的外部，并且通过密封件与室700分 离，旋转轴穿过该密封件。在旋转时轴的任何摆动应该很小（例如约〈〇. 05毫米），使得相 对于晶片，流体喷嘴的位置实质上没有变化，也不摇晃晶片离开其中心，尽管晶片没有被对 准构件或夹持构件约束。马达706能以在Orpm至约2000rpm之间的旋转速率（以受控的 方式）使衬底支撑件704和晶片702迅速地加速和减速。马达速度和其它操作都应该是可 由控制器716控制的。
[0113] 衬底支撑件704可以是在各种转速期间将晶片702保持在合适位置的任何合适的 装置。衬底支撑件704也可有助于用于无电沉积处理的晶片702的对准。衬底支撑件704 可以包括辊或其他形状的保持架，辊或其他形状的保持架被配置为沿着晶片外边缘牢固地 夹紧晶片。晶片卡盘的几个实施例在通过引用并入本文的美国专利No. 6, 537, 416中有描 述。
[0114] 室700可以是任何适当的装置，该装置约束其内部的液体，并使得各种流体能输 送到晶片702。室700应当由对施加到晶片的流体有耐性的材料制成，并包括用于在沉积和 清洗过程中所用的各种液体和气体流的端口和喷嘴。室的内表面的轮廓可以被设置成使得 从衬底的顶表面逸出的无电沉积溶液偏转，并引导偏转的所述无电沉积溶液远离衬底的表 面且朝向所述排放装置。
[0115] 将气态氮从氮气源722提供到室700,以提供基本上无氧的受控的周围环境。
[0116] 无电沉积溶液714经由喷嘴708施加到晶片702的边缘排除区。喷嘴708被耦合 到可调节的臂710,臂710的运动由致动器712控制。臂710被配置为能精确地控制喷嘴 708的定位和方向，如在下面进一步详细讨论的。此外，喷嘴708可以是可调节的，以提供具 有预定流率、速度和分散角的喷流或喷雾，以提供无电沉积溶液在晶片的边缘排除区上的 均匀分布。对臂710和喷嘴708的组合控制以提供0至0. 2_精度的溶液布置，使得无电 沉积溶液可以选择性地施加到晶片的边缘排除区。
[0117] 图8A示出了可配置成将无电沉积溶液的喷流802 (或喷雾）输送到晶片806的边 缘排除区804的喷嘴800。将喷嘴配置成使得当喷流802在位置803到达晶片的表面时， 其有宽度W，宽度W取决于喷流/喷雾分散的角度以及喷流在撞击晶片表面之前行进的距 离。此外，喷流802的水平方向（即，沿由晶片表面限定的平面的方向）可以被调节为介于 径向方向R和切向方向T之间的任何角度，径向方向R和切向方向T相对于晶片在位置80 3 处限定，喷流802在位置803处到达晶片表面。径向方向R被从晶片的中心向外通过位置 803的矢量限定。而切向方向T由在径向矢量与晶片的外边缘相交的点处与该外边缘相切 的矢量限定。（切向方向T也可以由在晶片表面的平面中的正交于径向方向的矢量限定）。 在所示实施方式中，喷流802的水平方向相对于径向方向呈角度0。应当理解的是，喷流 802因此赋予存在于被喷流802撞击的晶片表面上的无电沉积溶液水平径向力以及横向切 向力两者。
[0118] 图8B根据本发明的一个实施方式示出了在晶片806的表面上的无电沉积溶液的 流。喷流802被相对于晶片表面呈入射角引向晶片表面。如上所述，喷流802可以赋予水平 径向力到存在于晶片表面上的无电沉积溶液810。此外，当晶片转动时，离心力C被施加给 无电沉积溶液810。这些力用于推动无电沉积溶液，使其从边缘排除区域的内边界流到晶片 的边缘，并最终离开晶片。应当理解，这里所讨论的因素（包括流速、流动方向、流分散性、 和晶片的旋转速度）可以调节以提供无电沉积溶液在晶片表面上的基本均匀的分布，即， 其中在晶片表面上的无电沉积溶液的流呈现出基本上均匀的层厚度，但无电沉积溶液的内 边界和外边缘例外，该溶液在该外边缘处脱离晶片表面。
[0119] 图9根据本发明的一个实施方式示出了用于处理晶片的系统。自动化物料搬运 系统（AMHS)900提供晶片载体的运输和堆积，晶片载体如前端开口统一吊舱（FOUP)。AMHS 900输送晶片载体901到加载端口 902。加载端口 902接合晶片载体901，打开晶片载体901 以获取被输送到晶片载体901内的晶片。加载端口 902从晶片载体901卸载晶片以在系统 内进行处理，并在系统内完成晶片的处理后，将晶片加载到晶片载体901内。加载锁904耦 合到加载端口 902,并且还耦合到传送模块906。加载锁用来隔离处理操作硬件，处理操作 硬件可以包括无电沉积模块908、电镀模块910和清洁模块912,每个模块均耦合到传送模 块906。应当理解的是，传送模块906、无电沉积模块908、电镀模块910和清洁模块912可 以被保持在受控大气条件下，该受控大气条件包括受控气体环境组合物、受控压力、和受控 温度。加载锁904运行来在系统的处理部分内保持这些受控大气条件，并且防止污染物暴 露于外部条件。
[0120] 在一些实施方式中，晶片载体901本身可以配置成是气密的并维持内部的受控环 境条件，该受控环境条件类似或匹配于系统的处理部分的条件。因此，在替代配置中，不存 在加载锁904,并且加载端口 902反而直接耦合到传送模块906。
[0121] 现在将描述给定晶片903的处理过程。通过AMHS 900将在载体901的晶片903 输送到加载端口 902。加载端口 902接合载体901，以及卸载晶片903并将晶片903移到加 载锁904内。传送模块906从加载锁904索取晶片903,并且将晶片903移到无电沉积模块 908中。在无电沉积模块908中，在晶片903上执行无电沉积操作，其中，将金属材料选择性 地沉积在晶片903的边缘排除区，从而在边缘排除区的晶片表面上形成边缘金属化层。
[0122] 在执行无电沉积后，使晶片903返回到传送模块906,并移动到电镀模块910。在 电镀模块910中，在晶片上进行电镀处理。电镀处理包括使边缘金属化层与电触件接触，并 经由电触件将电流施加到晶片903。在电镀处理期间，所施加的电流可以增大，以提供增大 的沉积速率，这是通过边缘金属化层促进的，边缘金属化层有效地提高了晶片的边缘排除 区的电导。
[0123] 在电镀完成之后，将晶片903返回到传送模块906,以及任选地传送至清洁模块 912,在清洁模块912中执行后沉积清洗程序。举例而言，清洁模块912可以限定刷盒或其它 清洁机构，刷盒或其它清洁机构用于在电镀后从晶片表面去除残余的制造物（artifacts) 或污染物。清洗完毕后，使晶片903返回到传送模块906,进而使晶片903移动到加载锁904 中。使晶片903从加载锁904返回到加载端口 902,并且使晶片903从加载端口 902返回到 晶片载体901。
[0124] 尽管就几个优选实施方式描述了本发明，但应理解，本领域技术人员在阅读前面 的说明并研究附图后将实现这些实施方式的各种变化、添加、置换和等同方案。因此其意 指，本发明包括落入本发明的主旨和范围内的所有这些变换方案、添加方案、置换方案和等 同方案。
【主权项】
1. 一种用于电镀衬底的方法，其包括， 提供衬底，所述衬底具有设置在所述衬底的顶表面上的导电层，所述衬底的所述顶表 面具有被限定为延伸到所述衬底的边缘的环形区域的边缘排除区，所述衬底的所述顶表面 还具有被限定为所述衬底的延伸到大致所述环形区域的中央区域的处