早先的預(yù)清潔是利用Ar物理轟擊作用。利用電容耦合器件在基底上加載一個偏壓,OPA2330AIDGKT被感應(yīng)耦合線圈離化的Ar(Ar+)在偏壓的作用下加速撞擊通孔底部,氧化銅和其他一些殘留物會被濺射出來。但是這種方法有一個顯著的問題,即從通孔底部濺射出來的銅會沉積到側(cè)壁上,這部分銅和層間電介質(zhì)材料直接接觸,很容易擴散到電介質(zhì)材料中,造成電路失效[3]�，F(xiàn)在比較先進的制程(90nm以下)預(yù)清潔系統(tǒng)都是用反應(yīng)預(yù)清潔(reactive predean)。反應(yīng)預(yù)清潔主要是利用等離子體活化的H2與CuO發(fā)生反應(yīng),同時也可以利用介質(zhì)氣體(如He)轟擊晶圓表面,質(zhì)量較小的He物理轟擊作用比Ar弱得多。通過反應(yīng)預(yù)清潔可以避免側(cè)壁的銅污染。

    無論是純物理轟擊的預(yù)清潔還是反應(yīng)預(yù)清潔都無法避免一些共同的問題。首先等離子環(huán)境會造成對器件的損傷(plasma induced damage,PID),另外一個嚴(yán)重的問題是對低介電常數(shù)材料的損傷,Ar+的轟擊會對電介質(zhì)造成直接損傷,在反應(yīng)預(yù)清潔中離化的H會帶走

低介電材料中的C,這些都會大大增加電介質(zhì)的介電常數(shù)[4],最終導(dǎo)致互連線電容的增加,如圖6.22和圖6.23所示。隨著互連線尺寸的逐漸降低,我們要不斷降低連線電容,就必然需要更低霪值更高孔隙率的介電材料,而RPC所造成的損傷就會更嚴(yán)重。針對當(dāng)前預(yù)清潔 系統(tǒng)的這些問題,外置等離子體的預(yù)清潔系統(tǒng)被開發(fā)出來,這樣的系統(tǒng)避免了晶圓和高強度的等離子體的直接接觸,降低等離子體對低介電常數(shù)和MC)S器件的損傷。