送半导体结构到预清洗处理室的设备（means);和
[0034] 预清洗后，从预清洗处理室传送半导体结构到另一个处理室的设备。
[0035] 其中：
[0036] 预清洗处理室包括使用Ar和H2执行Ar/H2溅射刻蚀的溅射刻蚀装置，以从导电结 构移除材料并从暴露的介电层移除有机介电材料，其中Ar:H2的分压比率为1.0 : 1或 更小，更优选地为小于0.5 : 1，且最优选地为0.4 : 1或更小。
[0037] 在一些实施例中，另一个处理室是在半导体结构上沉积一个或多个金属层的金属 化工具。诸如钛、氮化钛、铝或铜的金属层或其他导电层可以用金属化工具沉积。
[0038] 从预清洗处理室传送半导体结构到另一个处理室的设备在探测到与预清洗处理 室相关的处理条件（condition)时是可操作地。处理条件可以是在预清洗之后在预清洗处 理室内获得预定的压力。通常地，处理工具包括探测处理条件和控制从预清洗处理室传送 半导体结构到另一个处理室的设备的运行的控制系统。通常地，控制系统监测处理工具的 其它条件和/或处理参数，并控制处理工具的其他操作。传送模块和处理工具模块之间传 送半导体结构的传送装置对本领域技术人员来说是熟知的。
[0039] 尽管本发明如上所述，其可以延伸到上面设定的特征的任何发明性组合，或在下 面的描述、附图或权利要求中。
[0040] 根据本发明的方法和装置的实施例将参考下面的附图进行说明，其中：
【附图说明】
[0041] 图1是本发明的预清洗模块的截面图；
[0042] 图2是要预清洗的半导体结构的简化的、半示意的截面图；
[0043] 图3是使用Ar溅射蚀刻预清洗来蚀刻的PI/铝晶片的残余气体分析仪（RGA)的 曲线。
[0044] 图4是使用本发明的八以阳贱射蚀刻预清洗来刻蚀的PI/铝晶片的RGA的曲线； 和
[0045] 图5是对于具有其上形成有铝和PI层的晶片的Ar溅射刻蚀预清洗和Ar/H2溅射 刻蚀预清洗的CO分压达到lxl(T7托的时间。
【具体实施方式】
[0046] 图1示出了预清洗处理工具10,其可以包括形成集成半导体处理工具（诸如金属 化工具）（未示出）的一部分的预清洗模块。当处理工具10被提供为集成金属化工具中的 预清洗模块时，处理工具10被用于在由PVD执行的金属沉积步骤之前清洗半导体晶片12。 处理工具10包括具有进气口 16的腔室14、晶片加载槽口 18、和用于连接至合适的泵（诸 如叶片泵）（未示出）的泵抽口 20。处理工具10进一步包括在处理工具10内产生和维持 等离子的等离子产生设备。在图1示出的实施例中，两个RF源被用于在腔室14内产生等 离子体。腔室14的上面部分具有陶瓷壁14a，陶瓷壁14a可以由诸如A1203的任何合适的 陶瓷材料形成。围绕陶瓷壁14a设置的是形成ICP源的一部分的带或条（strap) 22。通常， ICP源和实际的等离子产生装置是本领域技术人员所熟知的类型，所以ICP源的其它元件 未显示在图1中。RF偏压源24被施加于压板组件26。压板细件26包括其上安装晶片12 的上部表面26a。使用中，RF偏压源24将RF偏压施加给晶片12,促使来自等离子体的离 子加速到晶片表面上。RF偏压可以是任何合适的频率，通常使用13. 56MHz。压板可以以本 领域技术人员熟知的方式加热。腔室14是接地的。压板组件26在图1中以实线和虚线同 时示出。实线指示压板细件在其邻近于晶片加载槽口 18的回缩位置。使用中，晶片经由晶 片加载槽口 18导入到在压板组件表面26a上。然后压板组件26上升到图1中虚线所指示 的位置。这种构造是为了适应通过使用等离子体产生装置形成等离子体28来执行溅射刻 蚀的预清洗。
[0047] 附图2以半示意图的形式示出了能够根据本发明来预清洗的一般类型的、大体在 30中描述的，半导体结构。为了简化图示，这个示意图并没有示出介电层38下面的互连层 和存在于衬底表面上的晶体管。半导体结构30包括具有其上形成铝层34的半导体衬底32。 图案化的PI层36形成在介电材料层38上。PI层36提前被图案化以留下多个特征40 (诸 如槽或孔）。特征40暴露下面的铝层34。但是，作为处理条件的结果，半导体结构30在一 定条件下被提供到预清洗模块中，在所述条件下氧化铝层42存在于铝层34被特征38暴露 的部分上。需要通过预清洗移除氧化铝层42,且本发明能够达到这个目的。注意到，具有暴 露的PI层36的半导体结构30被提供预清洗，即在PI层36的顶部并没有其他的层。实际 上，半导体结构30的形貌是这样的，PI层36形成半导体器件的表面积在预清洗期间暴露 于溅射刻蚀的主要部分。注意到，介电材料层38还可以由PI形成，但是这种情况并不是必 须的，且层38可以包含不同的介电材料。
[0048] 根据本发明，使用氩气和氢气的混合气体作为处理气体的溅射刻蚀工艺执行预清 洗。为了比较的目的，和表述本发明的好处，实验中也使用纯氩气实施溅射蚀刻预清洗。
[0049] 残留气体分析仪（RGA)被连接到处理室14,以监测在各种预清洗溅射刻蚀期间和 之后存在的气体。具有图2中大体示出的类型的PI/铝半导体晶片经受各种预清洗步骤， 且结果在图3-5中示出。在图3和图5两者中，对应于CO、C02、CH3、011和1120的曲线分别 50、52、54、56、和58的参考数字来指示。图3示出了传统类型的41*离子预清洗步骤后的典 型的RGA的图形输出。使用RGA分析发现，在离子碰撞PIIMD膜期间，不同质量的碎片从 PI表面喷射出来。这可以从图3看到，其示出在预清洗步骤期间和之后各种质量碎片的分 压随着时间的变化。观察到的主更碎片是C0和C02，以及其他气相的碳氢化合物分子。这 些物质的水平可以用RGA进行监测。C0尤其是问题，因为需要花很长的时间将其从腔室内 抽出，且它是非常有活性的物质，其能够促使被清洗的铝或其他金属表面很容易被氧化以 提供金属氧化物层。这是非常不希望看到的，因为预清洗步骤的目的就是从金属层的上表 面移除金属氧化物。当目的是对金属层产生金属与金属接触时，金属氧化物层的存在是非 常不期望的，因为界面的氧化会导致高的接触电阻和金属之间的不良粘合。人们认为现有 技术处理中经常观察到的不良的接触电阻是由于PI溅射产生的残留污染物（特别是C0) 落在铝接触面上。更普遍地，由PI薄膜的溅射蚀刻产生的气相物质可以与晶片表面反应， 被抽走，吸附在腔壁上，或作为污染物残留在腔室内。在溅射蚀刻后，还所知的是PI表面更 不稳定，因为表面上的保护"皮肤"被破坏了，使得腔室更进一步且继续被污染。图3可以 看到，诸如C0和C02的不想要的污染物在使用传统的Ar溅射刻蚀预清洗后容易产生，且这 些物质可能需要花费很长时间从腔室内抽出。预清洗产生的曲线在图3中示出，深达200A (埃）的材料被从晶片移除。
[0050] 本发明从使用有机介电材料（诸如PI)作为MD的半导体晶片的金属触点物理地 移除氧化物。本发明采用Ar/Hjl射蚀刻从半导体晶片表面移除材料。发现这样可以减少 腔室内有机污染的水平，并提供生产率方面的好处，因为在处理模块中的停留时间能被减 少。图4示出了PI和铝覆盖的晶片的Ar/H2等离子体溅射蚀刻的RGA曲线。对这种预清 洗步骤的通常的但非限制的处理条件是Ar流速18SCCm、氢流速1-lOOsccm、ICP线圈功率 500W、ICP线圈频率13. 56MHz、压板偏压功率1200W、压板偏压频率13. 56MHz。材料被移除 大约200人的深度。可以看到，当与仅使用氩气的溅射刻蚀相比，使用氩气/氢气等离子体 大大减少了C0污染物的水平。可以看到，在12秒内，C0分压降到lxl(T7托，且这是对图3 中示出的结果的显著的改进。
[0051] 图5示出了仅仅使用氩气和使用氩气和氢气的不同混合气体进行溅射蚀刻预清 洗之后获得lxl(T7托的C0分压所花费的时间。在图5中直接提供的邻近数据点的数字是 获得C0的分压的时间（单位为秒）。在对应于氩气和氢气的混合的数据点旁边的括号中给 出的数值为氩气时氢气的分压比率。从图5可以看到，用氩气/氢气等离子体执行溅射蚀 刻预清洗使得C0的分压达到低水平的lxl(T7托比没有氢气存在时快得多。因此，在溅射清 洗的铝表面上出现污染物的机会减少了。此外，包括使用氩气/氢气溅射刻蚀的预清洗模 块的处理工具的生产率被提高了，因为从