(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣパターン面上または基板面上に厚膜レジストを形成し、この厚膜レジストに露光および現像を施して金属柱となる開口を形成し、次いで酸素ガスプラズマによってディスカム処理を行い、めっき処理にて前記開口内に金属を充填した後、厚膜レジストを除去するようにした金属柱の形成方法において、前記ディスカム処理に、上半部をプラズマ発生空間とし下半部をプラズマ処理空間としたダウンストリーム型のプラズマ処理装置であって、プラズマ発生用電極として一方のシート状電極の凸部が他方のシート状電極の凹部に入り込む櫛歯状電極を用い、前記ディスカム処理の温度条件はテーブル温度を８０℃、導入する酸素ガスのチャンバー内圧力を３００ミリトール、印加する高周波を６００Ｗとし、またディスカム処理時間はスカム量のばらつきを考慮して算出した時間よりも長く設定してスカムを完全に除去し、前記ディスカム処理と同時に開口の側壁を荒らすことを特徴とする金属柱の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣパターン面上やチップ基板上に電極や導線となる金属柱を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣパターン面上にはバンプと称される高さ２０μｍ程度の金属柱が電極として形成されている。またワイヤボンディングの代わりにチップ自体に高さ１００μｍ程度の金属柱を複数本設け、この金属柱を介してＩＣチップを基板に搭載するようにしている。  
【０００３】
これら金属柱は集積回路形成技術を応用して形成される。具体的には、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、基板やＩＣパターン面上に厚くレジスト膜を形成し、このレジスト膜表面に所定のパターンマスクを重ねて酸素ガスプラズマでエッチングを行い、このエッチングによって形成された開口内にめっきによって金属を充填し、この後レジスト膜をアッシングするようにしている。
【０００４】
また、エッチングを行うためのプラズマとしては、容量結合型プラズマ（CCP：Capacitive  Coupled  Plasma）と誘導結合型プラズマ（ICP：Inductive  Coupled  Plasma）があり、容量結合型プラズマは平行平板電極、対をなすシート状電極によって発生し、誘導結合型プラズマは一端が高周波電源に接続されたコイル状電極によって発生する。容量結合型プラズマは低温域におけるエッチングレートに優れるが被処理物に対するダメージが大きく、誘導結合型プラズマは高温域におけるエッチングレートに優れ、ダメージが小さいが、低温域におけるエッチングレートに劣る。
【０００５】
上記したバンプ等となる金属柱はアスペクト比が高い。このため図３（ｂ）に示すように、パターン形成時に開口となるべき底部にレジスト膜やスカムが残ることがある。このままめっき処理を行うと、図３（ｄ）に示すようにスカムの部分が抜けた金属柱が形成され導通不良を起こしたり、めっきが成長不良を起こすため、酸素ガスプラズマによる軽度のアッシング、即ちディスカム処理を行うことが考えられる。アスペクトの高いパターンについてディスカム処理を行うことに関しては、特許文献１および特許文献２に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特許第−２６２３６７２号公報  第２頁右欄８〜１５行
【特許文献２】特許第−２５２２０８８号公報  第３頁左欄２〜５行、第３頁右欄２〜３行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ディスカム処理を行うためのプラズマとしては誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）を用いると、高温処理のためパターン形状が崩れてしまう。そこで、特許文献１にあっては平行平板型電極（容量結合型プラズマ）を用い、特許文献２にあっては反応性イオンエッチング装置を用いると記載されている。
【０００８】
特許文献１や特許文献２に開示される平行平板型電極或いはダイレクト電極を用いて、アスペクト比の高いパターンのディスカム処理を行うと、ダメージが大きくまた均一性も悪い結果となった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明は、ＩＣパターン面上または基板面上に厚膜レジストを形成し、この厚膜レジストに露光および現像を施して金属柱となる開口を形成し、次いで酸素ガスプラズマによってディスカム処理を行い、めっき処理にて前記開口内に金属を充填した後、厚膜レジストを除去することで金属柱とするにあたり、前記ディスカム処理に、上半部をプラズマ発生空間とし下半部をプラズマ処理空間としたダウンストリーム型のプラズマ処理装置であって、プラズマ発生用電極として一方のシート状電極の凸部が他方のシート状電極の凹部に入り込む櫛歯状電極を用い、ディスカム処理時に開口の側壁を荒らすようにした。
【００１０】
ダウンストリーム型のプラズマ処理装置のうち、特にプラズマ発生用電極として一方のシート状電極の凸部が他方のシート状電極の凹部に入り込む櫛歯状電極を用いることで、一対のシート状電極の隙間に沿ってプラズマが均一に発生するため、他の容量結合型プラズマに比べて酸素ガスを分解する効率が高くなり、大量の酸素ラジカルが生成され、低温でのアッシングが可能になる。
【００１１】
尚、開口の底部にスカムが残っている場合には、開口側壁を荒らすのと同時に当該スカムも分解ガス化する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、バンプ等のアスペクト比の高い金属柱を、成長異常や形状異常を生じることなく、ＩＣパターン面上や基板表面に形成することができる。したがって、回路の積層などを効果的に行うことができる。
【００１３】
また本発明によれば低温処理が可能となるので、ホトレジストの熱収縮によるパターン形状の変形（例えば開口の拡大）を抑制でき、現像後のパターン形状を維持することができ、また、耐熱性の低いレジストにも適用可能となる。特に膜厚が２０μｍを超えるようなレジストは耐熱性が低いものが多く、本発明方法は有利である。
更に、金属の酸化抑制やバンプのファインピッチ化への対応が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明方法を工程順に説明した図、図２はディスカム処理に用いるプラズマ処理装置の全体図である。
【００１５】
ＩＣパターン面上や基板表面に形成した厚膜（２０μｍ以上）のレジスト膜に露光と現像を施して、金属をめっきするための開口を有するレジストパターンを形成する。この開口にはスカムが残っている場合と残っていない場合がある。
用いるレジストとしては、例えばＰＭＥＲ−ＬＡ９００（東京応化工業製）或いはＣＡ−１０００（東京応化工業製）が適当である。
【００１６】
次いで、上記レジストパターンに図２に示すダウンストリーム型のプラズマ処理装置を用いて軽度のアッシングを施す。プラズマ処理装置は、ベース１上にチャンバー２を配置している。このチャンバー２は上半部をプラズマ発生空間とし下半部をプラズマ処理空間としている。
【００１７】
プラズマ発生空間の外側には一対の櫛歯状電極４，５を配置している。これら櫛歯状電極４，５はシート状をなすとともに一方の電極４の凸部が他方の電極５の凹部に入り込むように取付けられ、一方の電極は高周波電源６に接続され、他方の電極５はアースされている。またプラズマ処理空間には下方からアースされたテーブル７が臨み、このテーブル７上に被処理物である半導体ウェーハＷなどがセットされる。
【００１８】
以上において、反応ガス導入口８から酸素ガスを導入して電源を入れると、櫛歯状電極４，５の隙間に沿った部分でプラズマが均一に発生し、酸素ガスが分解されプラズマ発生空間３ａで酸素ラジカルが生成される。生成された酸素ラジカルは下方のプラズマ処理空間３ｂに導かれ、この酸素ラジカルによってディスカム処理を行う。即ち、酸素ラジカルによってスカムが存在している場合にはスカムは分解され、またスカムの有無に拘らず開口の側壁は荒らされる。
【００１９】
上記ディスカム処理の条件としては、例えば、テーブル７の温度を８０℃とし、導入する酸素ガスのチャンバー内圧力を３００ミリトール、高周波６００Ｗとする。終点はスカムの量とアッシングレートから時間を算出し、スカムの量が多少ばらついてもよいように処理時間を算出した時間よりも少し多めに設定する。こうすることで、スカムを完全に除去できるようにした。
【００２０】
次いで、めっき液に漬けることで、前記開口内に金属（金、銅、アルミなど）を充填し、その後レジスト膜をアッシングによって除去し、金属柱を得る。このめっき工程において、開口の側壁が適度に荒れているため、めっきの密着性が向上するので、レジストパターンに沿った良好な形状のバンプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明方法を工程順に説明した図
【図２】ディスカム処理に用いるプラズマ処理装置の全体図
【図３】従来の問題点を説明した図
【符号の説明】
【００２２】
１…ベース、２…チャンバー、３ａ…プラズマ発生空間、３ｂ…プラズマ処理空間４，５…櫛歯状電極、６…高周波電源、７…テーブル、８…反応ガス導入口、Ｗ…被処理物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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