用于定向材料沉积的pvd设备、方法和工件的利记博彩app
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及物理气相沉积（PVD)技术中的定向材料沉积。
【背景技术】
[0002]在半导体制造工业中，尤其对于处理3-D形状的表面结构，定向材料沉积是公知 的。定向材料沉积由粒子通量的窄角分布产生，其通过使用准直器、长距离溅射或离子化 PVD生成。
【发明内容】
[0003] 本发明具有如下目的：提出用于定向材料沉积的改进PVD设备、改进的集群布置、 操作此类PVD设备的改进方法、用于制造工件的改进方法以及改进的工件。
[0004] 该目的通过包括权利要求1中指定的特征的PVD设备达到。PVD设备、集群布置、 操作PVD设备的方法、用于制造工件的方法以及工件的另外的实施例在另外的权利要求中 指定。
[0005] 本发明涉及用于定向材料沉积的PVD设备。这个设备包括： -容纳材料源的真空密闭外部容器， -至少两个衬底，其被布置为定义与所述材料源间隔开的衬底平面， -所述衬底以要被处理的表面面对所述材料源。
[0006] 这个材料源的直径小于，尤其显著小于衬底中任一个的直径。这样，在低衬底温度 下实现了具有高水平一致性的窄角分布以及类似的厚度分布。
[0007] 定向材料沉积表示要被沉积的材料通量以明确定义的角度被引导朝向衬底表面。 这尤其对于3-D形状表面结构有用，诸如孔、沟槽或通孔。
[0008] 贯穿本描述和权利要求，数据"衬底平面"指代大体上平面形状的处理空间。在四 个或更多衬底的情况下，衬底平面由衬底中心的平均定义。在三个或更少衬底的情况下，衬 底平面由衬底中心定义，以及在两个衬底的情况下，由衬底平面垂直于定向材料沉积的轴 的附加要求定义。
[0009] 贯穿本描述和权利要求使用的术语"直径"（例如如材料源的直径或衬底的直径） 指代有效地用在PVD处理中的任何种类的操作尺寸。因此，术语"直径"可以是圆形的直径 也可以是物体(尤其材料源或衬底)的最小、最大或平均直径。例如，该直径指代大体上多边 形的材料源或衬底的内直径或平均直径或外直径。
[0010] 令人惊讶的是，根据本发明的设备实现在短沉积距离上的窄角分布以及具有小目 标（即具有小直径的目标）的高水平一致性。另外，从长距离溅射得知的几何依赖性被减小 并且相对于衬底定向的高水平的类似或相等的沉积厚度被实现。
[0011]有利的是，根据本发明的PVD设备避免准直器的问题，即扰动粒子。另外，如从离 子化PVD工艺得知的高能输入被避免，这对于使用温度敏感聚合物掩膜的剥离工艺是尤其 有利的。
[0012] 在根据本发明的PVD设备的实施例中，PVD设备是溅射设备，尤其是磁控管溅射设 备。这样，实现了高膜质量。
[0013] 在根据本发明的PVD设备的另外的实施例中，所述材料源是以下各项中的至少一 个： -单个源， -溅射目标，以及 -定向为大体上平行于衬底平面。
[0014] 贯穿本描述，溅射目标还简称为"目标"。
[0015] 在根据本发明的PVD设备的另外的实施例中，衬底的数量是2个或至少3个或至 少4个，尤其为3或4个，和/或所述衬底的中心中每个被布置在圆上并彼此相等地间隔， 其中所述圆位于所述衬底平面中。
[0016] 在根据本发明的PVD设备的另外的实施例中，所述衬底在PVD处理期间可旋转，尤 其按行星运动可旋转。
[0017] 在根据本发明的PVD设备的另外的实施例中，所述衬底可倾斜以与所述衬底平面 形成倾斜角，其中所述倾斜角尤其在0-20°之间，进一步尤其在0-15°之间。
[0018] 在根据本发明的PVD设备的另外的实施例中，材料源和衬底平面之间的距离在材 料源直径的6-20倍之间，尤其在6-10倍之间，进一步尤其在7-9倍之间。
[0019] 在根据本发明的PVD设备的另外的实施例中，单独的衬底的直径在材料源直径的 2-6倍之间，尤其在3-6倍之间，进一步尤其在4-5倍之间。
[0020] 在根据本发明的PVD设备的另外的实施例中，所述PVD设备包括用于根据预定值 调整所述材料源和所述衬底平面之间的距离和/或根据预定值调整衬底表面和衬底平面 之间的角度的装置。
[0021] 另外，本发明涉及一种具有公共中央处置系统的处理工具的集群布置，允许衬底 在真空下在装载锁和多个工艺站（process station)之间传送，其中一个或多个工艺站包 括根据先前实施例中任一项的设备。
[0022] 另外，本发明涉及一种集群布置，具有根据先前的设备实施例中任一项所述的设 备中的至少一个，尤其是两个或至少两个，其中尤其它们中的至少两个被配置为处理相同 数量的衬底。
[0023] 另外，本发明涉及用于通过使用具有材料源的PVD设备的定向材料沉积的方法， 所述方法包括如下步骤： -在真空密闭外部容器中提供至少两个衬底，所述衬底定义与所述材料源间隔开的衬 底平面； -根据预定值调整所述材料源和所述衬底平面之间的距离和/或根据预定值调整衬底 表面和衬底平面之间的角度；以及 -通过定向材料沉积处理所述衬底。
[0024] 这样，在低衬底温度下实现了具有高水平一致性的窄角分布以及类似厚度分布。
[0025] 在先前方法实施例的另外的实施例中，距离和/或角度的调整包括依赖于以下各 项中的至少一个进行调整： -要被处理的衬底的数量， -衬底的最外侧位置， -所述材料源的发射分布，以及 -要被沉积的材料的角分布。
[0026] 在先前方法实施例之一的另外的实施例中，其中对衬底的处理包括剥离 (lift-off)处理，其尤其基于温度敏感掩蔽。
[0027] 另外，本发明涉及一种用于通过使用根据先前设备实施例中任一项所述的PVD设 备或先前集群布置之一、或者通过执行根据先前方法实施例中任一项所述的方法来制造工 件的方法。
[0028] 另外，本发明涉及一种工件，其尤其包括3-D形状的表面结构，进一步尤其包括具 有底切的沟槽，其中所述工件根据先前提及的用于制造的方法来制造。
[0029] 明确地指出，上面提到的实施例的任何组合或各组合的组合经受进一步组合。仅 排除将导致冲突的那些组合。
【附图说明】
[0030] 下面，借助于示例性实施例和所包括的简化附图更详细地描述本发明。在下列图 中示出： 图1是示意性图示根据本发明的具有针对2和3个衬底的设置的溅射设备的布置； 图2是在图1的设备中使用的40_直径溅射源的发射分布； 图3是晶片中心的角分布； 图4是接近晶片边缘（70mm)的角分布； 图5是针对在晶片中心具有6°底切并且距晶片边缘70mm的沟槽的剥离情况； 图6是针对在晶片中心具有13°底切以及距晶片边缘偏心35和70mm的沟槽的剥离情 况； 图7是安装在4侧集群工具上的双晶片设置、工艺和指示的装载情况；以及 图8是安装在4侧集群工具上的两个三晶片模块。
【具体实施方式】
[0031] 所描述的实施例意图说明示例并且不应当限制本发明。
[0032] 本发明的领域 在半导体制造工业中的数个应用中要求定向溅射。溅射由此提出了物理气相沉积 (PVD)技术的公知变型。物理气相沉积（PVD)是用于描述通过把蒸汽形式的材料凝结到衬 底的表面上(例如到半导体晶片上)来沉积薄膜的各种方法中任一个的通用术语。涂覆方法 涉及纯物理工艺，诸如高温真空蒸发或等离子体溅射轰击。PVD的变型包括阴极电弧沉积、 电子束物理气相沉积、蒸汽沉积和溅射沉积。溅射通常被理解为辉光等离子体放电，其通常 限制在位于要被沉积在衬底上的目标材料的表面上的磁性通道中。定向溅射表示：溅射材 料的通量以明确定义的角度被引导朝向衬底表面例如以便允许进入衬底中的孔、沟槽或通 孔。半导体器件的高度集成产生处理此类3-D形状表面结构的需要。
[0033] 在许多应用中，此类通孔或沟槽必须在其内表面(垂直和水平表面）上被播种或者 甚至填充有溅射材料。在许多情况中，如随后的电镀步骤所需要的，要求实现最高可能的侧 壁覆盖。
[0034] 其它应用要求尽可能少的侧壁沉积。在所谓的剥离工艺中，结构化的光致刻蚀剂 或其它掩蔽材料由随后的工艺涂覆，并且这里要求掩膜的最小侧壁沉积以实现底部刻蚀 (under-etch )工艺并且去除结构化光致刻蚀剂顶部上的沉积的材料并且在衬底上不具有 光致刻蚀剂的区域中留下材料。通常针对这个应用，热负载必须低，因为所涉及