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(gè)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(huì)被濺射出來(lái)。但是這種方法有一個(gè)顯著的問(wèn)題,即從通孔底部濺射出來(lái)的銅會(huì)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(kuò)散到電介質(zhì)材料中,造成電路失效[3]�，F(xiàn)在比較先進(jìn)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(shí)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(guò)反應(yīng)預(yù)清潔可以避免側(cè)壁的銅污染。

    無(wú)論是純物理轟擊的預(yù)清潔還是反應(yīng)預(yù)清潔都無(wú)法避免一些共同的問(wèn)題。首先等離子環(huán)境會(huì)造成對(duì)器件的損傷(plasma induced damage,PID),另外一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題是對(duì)低介電常數(shù)材料的損傷,Ar+的轟擊會(huì)對(duì)電介質(zhì)造成直接損傷,在反應(yīng)預(yù)清潔中離化的H會(huì)帶走

低介電材料中的C,這些都會(huì)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(huì)更嚴(yán)重。針對(duì)當(dāng)前預(yù)清潔 系統(tǒng)的這些問(wèn)題,外置等離子體的預(yù)清潔系統(tǒng)被開(kāi)發(fā)出來(lái),這樣的系統(tǒng)避免了晶圓和高強(qiáng)度的等離子體的直接接觸,降低等離子體對(duì)低介電常數(shù)和MC)S器件的損傷。