晶片的溫度，一般情況下，借助向晶片背面吹熱交換氣體可實現(xiàn)對晶片進行冷卻，以避免晶片的溫度過高而影響工藝質量；可以理解，通過向晶片背面吹熱交換氣體會在晶片的背面產生一定的背壓，并且，熱交換氣體的氣流量越大，背壓越大，對晶片的冷卻效果越好，同理，熱交換氣體的氣流量越小，背壓越小，對晶片的冷卻效果越差。
[0032]優(yōu)選地，為提高對晶片的冷卻效率需要在步驟SI提高晶片的背壓，在本實施例中，壓環(huán)20采用如圖4所述的壓環(huán)20，其中，壓環(huán)20的靠近其環(huán)孔的環(huán)形區(qū)域201疊置在晶片的邊緣區(qū)域，用于將晶片固定在卡盤的上表面上，也就是說，壓環(huán)20采用全周壓環(huán)，在這種情況下，晶片的背壓值最大可達3.5Torr，這與現(xiàn)有技術中壓環(huán)采用如圖2所示的結構造成晶片的背壓值最大為2Torr相比，可以使得晶片的背壓值增大了接近一倍，因此可以在很大程度上增大晶片的背壓，因而可以在很大程度上提高冷卻效率，從而在步驟SI中可以提高與靶材電連接的激勵電源的輸出功率，該激勵電源包括直流電源，所謂提高激勵電源的輸出功率是相對現(xiàn)有技術而言的，例如，現(xiàn)有技術中直流電源的輸出功率為3kW，而在本實施例中提高直流電源的輸出功率至6kW，這與現(xiàn)有技術相比，在很大程度上提高了直流電源的輸出功率，進而可以在很大程度上降低工藝時間和提高工藝效率。
[0033]優(yōu)選地，在步驟SI中，激勵電源的輸出功率的范圍在6?10kW，這與現(xiàn)有技術中激勵電源輸出功率為3kW相比，在很大程度上提高了激勵電源的輸出功率，從而可以在很大程度上提高生產效率。
[0034]另外，在本實施例的步驟S2中，晶片未被壓環(huán)20固定在卡盤上，在這種情況下，為防止熱交換氣體將晶片吹飛，在步驟S2中停止向晶片背面吹熱交換氣體，不對晶片進行冷卻。
[0035]優(yōu)選地，步驟SI和步驟S2分別沉積的薄膜的第一厚度和第二厚度比例的范圍在5:1?10:1，也就是說，第二厚度相對第一厚度很薄，所以步驟S2的工藝時間相對較短，不會發(fā)生晶片溫度過高的情況。具體地，可以在步驟S2中提高激勵電源的輸出功率，使得步驟S2的工藝時間很短，從而可以避免晶片的溫度很高；另外，也可以在步驟S2中激勵電源輸出相對較低的輸出功率(例如，3kW或4kW)，因為沉積的第二厚度薄膜較薄，工藝時間較短，同樣可以避免晶片的溫度很高，因而可以在保證對晶片邊緣區(qū)域全周沉積薄膜的前提下避免晶片在步驟S2中溫度過高。因此，可以將步驟SI看作為主沉積步驟，步驟S2看作為輔助沉積步驟。
[0036]進一步優(yōu)選地，在步驟S2中，激勵電源的輸出功率的范圍在6?10kW，也就是說，步驟S2中激勵電源輸出與步驟SI相類似的高功率，因而可以降低步驟S2的工藝時間，從而可以進一步提聞生廣效率。
[0037]下面舉例說明本實施例提供的物理氣相沉積方法是如何實現(xiàn)提高生產效率的。具體地，采用本實施例提供物理氣相沉積方法在晶片上沉積I μ m厚度的金屬銅薄膜的工藝參數為:在步驟SI和步驟S2中直流電源的輸出功率為6kW ;步驟SI的工藝時間為100s，步驟S2的工藝時間為10s，在沉積過程中，其他參數與現(xiàn)有技術相同，這使得步驟SI沉積的薄膜厚度與步驟S2沉積的薄膜厚度的比例為10:1，整個工藝時間為110s，這與現(xiàn)有技術中沉積I μ m厚度的金屬銅薄膜的工藝時間為220s相比，可以使得生產效率翻一倍；而且這與現(xiàn)有技術中晶片的覆蓋率相比，可以實現(xiàn)對晶片邊緣區(qū)域的全周鍍膜，從而可以提高晶片的覆蓋率，進而保證后續(xù)鍍膜工藝。
[0038]需要說明的是，在本實施例中，壓環(huán)20采用如圖4所示的全周壓環(huán)，該壓環(huán)20其沿晶片徑向上的尺寸被設置為:在不影響晶片中心工藝區(qū)域的前提下，盡可能地增大，以盡可能地提高晶片背面允許的最大背壓值。
[0039]還需要說明的是，在本實施例中，壓環(huán)20采用如圖4所示的全周壓環(huán)20。但是，本發(fā)明并不局限于此，在實際應用中，壓環(huán)20還可以采用如下結構:在壓環(huán)的內周壁上且沿其周向間隔設置有多個壓爪，每個壓爪的下表面疊置在晶片邊緣區(qū)域的上表面上，用以實現(xiàn)將晶片固定在卡盤的上表面上。優(yōu)選地，為提高晶片背面允許的背壓值，多個壓爪占壓環(huán)周向上的周長比例大于50%。由于壓爪沿晶片徑向上的尺寸與晶片中心工藝區(qū)域相關，為固定值，因此，在此不再具體限定；而壓爪沿其周向上的尺寸和其數量參數相關，具體地，壓爪的數量越多(越少)，壓爪沿其周向上的尺寸越小(越大)，因此，在上述對壓爪的數量限定的情況下，在此不對壓爪沿其周向上的尺寸進行限定。另外需要說明的是，本實施例提供的物理氣相沉積方法可以用于TSV技術中，在晶片上沉積銅籽晶層。但是，本發(fā)明并不局限于此，在實際應用中，本實施例提供的物理氣相沉積方法還可以應用在其他采用壓環(huán)20固定晶片的技術中，例如，PGA, BGA或CSP等需要應用物理氣相沉積的微電子封裝技術。
[0040]此外，還需要說明的是，由于在步驟S2中停止對晶片的背面吹熱交換氣體，因此，為保證反應腔室內的氣壓，應該相應地向反應腔室內輸送輔助氣體，輔助氣體包括氬氣。
[0041]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種物理氣相沉積方法，用于在物理氣相沉積設備內實現(xiàn)對晶片完成沉積工藝，其特征在于，所述物理氣相沉積設備內設置有用于承載晶片的卡盤和壓環(huán)，所述物理氣相沉積方法包括以下步驟: 步驟S1，使所述壓環(huán)疊置在所述晶片上表面的邊緣區(qū)域，以使所述晶片被固定在所述卡盤和所述壓環(huán)之間，對所述晶片沉積第一厚度的薄膜； 步驟S2，使所述壓環(huán)未疊置在所述基片上表面的邊緣區(qū)域，繼續(xù)對所述晶片沉積第二厚度的薄膜，以實現(xiàn)在晶片的邊緣區(qū)域鍍膜。2.根據權利要求1所述的物理氣相沉積方法，其特征在于，在所述步驟S2中，將承載有所述晶片的卡盤下降和/或所述壓環(huán)上升，以使所述壓環(huán)和所述晶片存在預設垂直間距。3.根據權利要求1所述的物理氣相沉積方法，其特征在于，所述壓環(huán)的靠近其環(huán)孔的環(huán)形區(qū)域疊置在所述晶片的邊緣區(qū)域，用以實現(xiàn)將晶片固定在所述卡盤的上表面上。4.根據權利要求1所述的物理氣相沉積方法，其特征在于，在所述壓環(huán)的內周壁上且沿其周向間隔設置有多個壓爪，每個所述壓爪的下表面疊置在所述晶片邊緣區(qū)域的上表面上，用以實現(xiàn)將晶片固定在所述卡盤的上表面上。5.根據權利要求4所述的物理氣相沉積方法，其特征在于，多個所述壓爪占所述壓環(huán)周向上的周長比例大于50%。6.根據權利要求1-5任意一項所述的物理氣相沉積方法，其特征在于，所述第一厚度和第二厚度比例的范圍在5:1?10:1。7.根據權利要求1-5任意一項所述的物理氣相沉積方法，其特征在于，所述預設垂直間距的范圍在5?30mm。8.根據權利要求1-5任意一項所述的物理氣相沉積方法，其特征在于，在所述步驟S1中，向所述晶片的背面吹熱交換氣體，并且 在所述步驟S2中，停止向所述晶片的背面吹熱交換氣體。9.根據權利要求1-5任意一項所述的物理氣相沉積方法，其特征在于，所述物理氣相沉積設備還包括靶材，所述靶材和激勵電源電連接，在所述步驟S1和/或步驟S2中，所述激勵電源的輸出功率的范圍在6?10kW。10.根據權利要求1所述的物理氣相沉積方法，其特征在于，在所述晶片上沉積lym厚度的金屬銅薄膜的工藝參數為:在所述步驟S1和步驟S2中所述直流電源的輸出功率為6kff ;所述步驟S1的工藝時間為100s，所述步驟S2的工藝時間為10s。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種物理氣相沉積方法，用于在物理氣相沉積設備內實現(xiàn)對晶片完成沉積工藝，該設備內設置有用于承載晶片的卡盤和壓環(huán)，該方法包括：步驟S1，使壓環(huán)疊置在晶片上表面的邊緣區(qū)域，以使晶片被固定在卡盤和所述壓環(huán)之間，對晶片沉積第一厚度的薄膜；步驟S2，使壓環(huán)未疊置在基片上表面的邊緣區(qū)域，繼續(xù)對晶片沉積第二厚度的薄膜，以實現(xiàn)在晶片的邊緣區(qū)域鍍膜。該方法不僅可以提高晶片的覆蓋率；而且還可以盡可能地提高晶片背壓和對晶片的冷卻效果，因而可以提高直流電源的輸出功率，從而可以降低工藝時間和提高工藝效率。
【IPC分類】C23C14/22
【公開號】CN105331933
【申請?zhí)枴緾N201410396397
【發(fā)明人】楊敬山
【申請人】北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2014年8月13日