JPH08203908A - メタル成膜工程の前処理方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レジスト膜の改質を迅速に適度に行なえる方
法を提供する。 【構成】 被処理基板2のレジスト膜12にBLM膜2
0を形成する前の、工程において、プラズマ生成電源1
5と基板バイアス電源16を独立して備えたプラズマ処
理装置を用いて、被処理基板2のレジスト膜12にプラ
ズマ7を照射して、接続孔11の端面をオーバーハング
状とし、かつその表面を改質させるメタル成膜工程の前
処理方法。 【効果】 プラズマ生成電力と基板バイアス電圧を適度
に設定でき、プラズマ照射処理が容易となり、レジスト
膜表面の改質が適度に迅速に行なえ、かつ接続孔端面の
形状制御が容易にできる。
法を提供する。 【構成】 被処理基板2のレジスト膜12にBLM膜2
0を形成する前の、工程において、プラズマ生成電源1
5と基板バイアス電源16を独立して備えたプラズマ処
理装置を用いて、被処理基板2のレジスト膜12にプラ
ズマ7を照射して、接続孔11の端面をオーバーハング
状とし、かつその表面を改質させるメタル成膜工程の前
処理方法。 【効果】 プラズマ生成電力と基板バイアス電圧を適度
に設定でき、プラズマ照射処理が容易となり、レジスト
膜表面の改質が適度に迅速に行なえ、かつ接続孔端面の
形状制御が容易にできる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体基体の表面に金属
より成るバンプを形成し、印刷配線基板の表面に形成し
た電極と面接合するフリップチップICの製造工程の一
部であるバンプの下地となる多層金属層の成膜工程の前
処理方法に関する。
より成るバンプを形成し、印刷配線基板の表面に形成し
た電極と面接合するフリップチップICの製造工程の一
部であるバンプの下地となる多層金属層の成膜工程の前
処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器の小型化をより一層進展させる
ためには、部品実装密度を如何に向上させるかが重要な
ポイントとなる。こと半導体ICに関しても、従来のパ
ッケージ実装の代替えとして、フリップチップによる高
密度実装技術の開発が盛んに行われている。フリップチ
ップ実装法には、Auスタッドバンプ法やはんだボール
バンプ法等いくつかの手法があるが、いずれの場合も半
導体ICの電極パッドとバンプ材料との間には、密着性
向上や相互拡散防止等を目的にバリアメタルが使われ
る。はんだボールバンプの場合、このバリアメタルがバ
ンプの仕上がり形状を決定する役目をなす意味から、B
LM(Ball Limitting Metal)と
も呼ばれている。はんだバンプに於けるBLM膜の構造
としては、Cr、Cu、Auの三層構造が最も一般的で
ある。このうち、下層のCr層は電極パッドとの密着層
として、Cu膜ははんだの拡散防止層として、上層のA
u金属膜はCuの酸化防止膜としてそれぞれ作用する。
BLM膜のパターニング方法としては、薬液によるウエ
ットエッチング法もあるが、その場合には作業性や廃液
処理等の環境衛生面での問題や加工精度が悪いという欠
点がある。このため、BLM膜のパターニング方法とし
て、フォトレジスト膜を施し、後に剥離するリフトオフ
工程を用いる事も検討されている。その際、BLM膜の
成膜は通常スパッタ装置によって行われるが、下地のレ
ジストパターンの側壁面まで成膜されてしまう傾向があ
り、リフトオフ時にレジスト剥離液が浸透せず、不要部
分のBLM膜の除去が困難となる。そこで、フォトレジ
ストの開口端面をオーバーハング状となす形状制御がリ
フトオフ作業の剥離性向上のために必要となる。このレ
ジスト形状制御の方法としては、リソグラフィー工程の
工夫で実現する方法もあるが、工程数の増大を招くとい
う欠点もあり、BLM膜をスパッタする工程の前処理工
程で通常行われるプラズマ照射処理でレジストパターン
の形状制御が同時に行えれば理想的である。従来、メタ
ル成膜前のプラズマ照射処理を行うために図8に示す様
なRF平行平板型プラズマ処理装置が一般的に使われて
いる。図8に於けるプラズマ処理装置は、真空引きされ
たプラズマ処理室14内に被処理基板2を載置したステ
ージ(陰極板)3、これと対向する位置に陽極板4が配
置され、ステージ(陰極板)3には結合コンデンサー5
を介して、高周波電源6が接続されている。しかしなが
ら、このプラズマ処理装置でRFエッチングによる形状
制御を行おうとすると、この種プラズマ処理装置ではそ
の電源が単一で成っており、プラズマの濃度を決定する
高周波電力とイオンエネルギーを決定するバイアス電圧
が一定の関係を保った調整しかできないこと、プラズマ
濃度が低いことが原因で、処理のための時間が5〜6分
と長くなり、また高周波電力を高く設定する関係で必然
的にバイアス電圧が高くなり、基板に入射するイオンエ
ネルギーが高くなり、熱変質する領域がレジスト表面層
に留まらず、下層との境界面まで達してしまい、レジス
トが下層に焼きついた状態となり、リフトオフ工程時の
剥離が困難になるという問題が発生する。
ためには、部品実装密度を如何に向上させるかが重要な
ポイントとなる。こと半導体ICに関しても、従来のパ
ッケージ実装の代替えとして、フリップチップによる高
密度実装技術の開発が盛んに行われている。フリップチ
ップ実装法には、Auスタッドバンプ法やはんだボール
バンプ法等いくつかの手法があるが、いずれの場合も半
導体ICの電極パッドとバンプ材料との間には、密着性
向上や相互拡散防止等を目的にバリアメタルが使われ
る。はんだボールバンプの場合、このバリアメタルがバ
ンプの仕上がり形状を決定する役目をなす意味から、B
LM(Ball Limitting Metal)と
も呼ばれている。はんだバンプに於けるBLM膜の構造
としては、Cr、Cu、Auの三層構造が最も一般的で
ある。このうち、下層のCr層は電極パッドとの密着層
として、Cu膜ははんだの拡散防止層として、上層のA
u金属膜はCuの酸化防止膜としてそれぞれ作用する。
BLM膜のパターニング方法としては、薬液によるウエ
ットエッチング法もあるが、その場合には作業性や廃液
処理等の環境衛生面での問題や加工精度が悪いという欠
点がある。このため、BLM膜のパターニング方法とし
て、フォトレジスト膜を施し、後に剥離するリフトオフ
工程を用いる事も検討されている。その際、BLM膜の
成膜は通常スパッタ装置によって行われるが、下地のレ
ジストパターンの側壁面まで成膜されてしまう傾向があ
り、リフトオフ時にレジスト剥離液が浸透せず、不要部
分のBLM膜の除去が困難となる。そこで、フォトレジ
ストの開口端面をオーバーハング状となす形状制御がリ
フトオフ作業の剥離性向上のために必要となる。このレ
ジスト形状制御の方法としては、リソグラフィー工程の
工夫で実現する方法もあるが、工程数の増大を招くとい
う欠点もあり、BLM膜をスパッタする工程の前処理工
程で通常行われるプラズマ照射処理でレジストパターン
の形状制御が同時に行えれば理想的である。従来、メタ
ル成膜前のプラズマ照射処理を行うために図8に示す様
なRF平行平板型プラズマ処理装置が一般的に使われて
いる。図8に於けるプラズマ処理装置は、真空引きされ
たプラズマ処理室14内に被処理基板2を載置したステ
ージ(陰極板)3、これと対向する位置に陽極板4が配
置され、ステージ(陰極板)3には結合コンデンサー5
を介して、高周波電源6が接続されている。しかしなが
ら、このプラズマ処理装置でRFエッチングによる形状
制御を行おうとすると、この種プラズマ処理装置ではそ
の電源が単一で成っており、プラズマの濃度を決定する
高周波電力とイオンエネルギーを決定するバイアス電圧
が一定の関係を保った調整しかできないこと、プラズマ
濃度が低いことが原因で、処理のための時間が5〜6分
と長くなり、また高周波電力を高く設定する関係で必然
的にバイアス電圧が高くなり、基板に入射するイオンエ
ネルギーが高くなり、熱変質する領域がレジスト表面層
に留まらず、下層との境界面まで達してしまい、レジス
トが下層に焼きついた状態となり、リフトオフ工程時の
剥離が困難になるという問題が発生する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、フリップチップIC等のボールバンプ形成の際のB
LM(Ball Litting Metal)膜形成
工程の前処理工程に於いてレジスト膜の形状制御が容易
に行え、かつ下層に影響を与えないプラズマ処理装置を
用いたメタル成膜工程の前処理方法を提供することであ
る。
は、フリップチップIC等のボールバンプ形成の際のB
LM(Ball Litting Metal)膜形成
工程の前処理工程に於いてレジスト膜の形状制御が容易
に行え、かつ下層に影響を与えないプラズマ処理装置を
用いたメタル成膜工程の前処理方法を提供することであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明においては、まず第1にプラズマ生成電力と
基板バイアス電圧とを独立して設定できる2つの高周波
電源を有するプラズマ処理装置を用いたメタル成膜工程
の前処理方法を提供した。また第2にプラズマ照射によ
り、フォトレジスト膜上面を改質し、開口部端面をオー
バーハング状に成形するメタル成膜工程の前処理方法を
提供した。また第3にICP(Indu−ctivel
y Coupled Plasma:高周波誘導結合
プラズマ)装置、TCP(Transform Cou
pled Plasma)装置、ECR(Electr
on Cyclotron Resonannce)装
置、ヘリコン波プラズマ装置等の1×1011cm-3以上
1×1014cm-3未満のプラズマ密度が得られる高密度
プラズマ処理装置を用いてメタル成膜工程の前処理方法
を提供した。また第3にウエハ載置部に温度制御機構を
備えたプラズマ処理装置を用いたメタル成膜工程の前処
理方法を提供した。
めに本発明においては、まず第1にプラズマ生成電力と
基板バイアス電圧とを独立して設定できる2つの高周波
電源を有するプラズマ処理装置を用いたメタル成膜工程
の前処理方法を提供した。また第2にプラズマ照射によ
り、フォトレジスト膜上面を改質し、開口部端面をオー
バーハング状に成形するメタル成膜工程の前処理方法を
提供した。また第3にICP(Indu−ctivel
y Coupled Plasma:高周波誘導結合
プラズマ)装置、TCP(Transform Cou
pled Plasma)装置、ECR(Electr
on Cyclotron Resonannce)装
置、ヘリコン波プラズマ装置等の1×1011cm-3以上
1×1014cm-3未満のプラズマ密度が得られる高密度
プラズマ処理装置を用いてメタル成膜工程の前処理方法
を提供した。また第3にウエハ載置部に温度制御機構を
備えたプラズマ処理装置を用いたメタル成膜工程の前処
理方法を提供した。
【0005】
【作用】本発明の採用により、フォトレジスト膜の形成
と剥離(リフトオフ)を用いて金属膜(メタル)をパタ
ーニングする際のメタル成膜前処理において、プラズマ
生成電力と基板バイアス電圧の適正な設定を可能とし、
大口径ウエハであっても均一で迅速な処理が可能な処理
方法を提供することができた。その結果、ボールバンプ
形成のためのBLM膜形成の前処理において、レジスト
に過剰な熱変質を与えて下層への焼き付きを惹起するこ
となく、リフトオフに最適な状態にレジストを加工する
ことで、良好なパターンのBLM膜の形成を可能とし
た。
と剥離(リフトオフ)を用いて金属膜(メタル)をパタ
ーニングする際のメタル成膜前処理において、プラズマ
生成電力と基板バイアス電圧の適正な設定を可能とし、
大口径ウエハであっても均一で迅速な処理が可能な処理
方法を提供することができた。その結果、ボールバンプ
形成のためのBLM膜形成の前処理において、レジスト
に過剰な熱変質を与えて下層への焼き付きを惹起するこ
となく、リフトオフに最適な状態にレジストを加工する
ことで、良好なパターンのBLM膜の形成を可能とし
た。
【0006】
【実施例】以下、図1ないし図7を参照して本発明のメ
タル成膜工程の前処理方法について説明する。
タル成膜工程の前処理方法について説明する。
【0007】実施例1 本実施例は、はんだボールバンプ形成の際の金属膜から
成るBLM(BallLimitting Meta
l)スパッタ工程の成膜前処理に、トライオード型プラ
ズマ処理装置を用いて本願の発明を適用したものであ
り、図1〜図3を参照して説明する。本実施例におい
て、サンプルとして使用したウエハ(被処理基板2)
は、図1(a)に示される様に、半導体基体8のアルミ
ニューム電極パッド9上にポリイミドまたはシリコン窒
化膜等のパッシベイション膜(表面保護膜)10を形成
し、所定の寸法に接続孔11が穿孔され、さらにその上
層にフォトレジスト膜12がパッシベイション膜10よ
りも大きな開口径でパターニングされたものを準備し
た。このウエハを成膜処理すべく、図2に示すトライオ
ード型プラズマ処理装置を用意した。図2に示すトライ
オード型プラズマ処理装置は、被処理基板2を載置する
基板ステージ3、と基板ステージ3と所定間隔をおいて
配置した陽極板4、基板ステージ3と陽極板4の間に接
地した格子電極13を備え、これらを石英等から成るプ
ラズマ処理室14で囲い、陽極板4にプラズマ電源(プ
ラズマ生成電源)15、ステージ3に基板バイアス電源
16を接続し、プラズマ処理室14にはアルゴンガスを
供給している。基板ステージ3のさらに詳細な構造とし
ては、図3に示す如くアルミニューム等から成る基板ス
テージ3内部に設けた冷媒通路に第1の冷媒17として
例えば、フレオン、エタノール、窒素等を通し、他の冷
媒通路から被処理基板2の下面に第2の冷媒18とし
て、例えば、アルゴン、ヘリューム等を供給して成り、
被処理基板2をプラズマ処理に適した温度100〜12
0℃に保つ働きをなす。また、基板ステージ3に被処理
基板2を静電気により吸着させる静電チャック19を備
える。
成るBLM(BallLimitting Meta
l)スパッタ工程の成膜前処理に、トライオード型プラ
ズマ処理装置を用いて本願の発明を適用したものであ
り、図1〜図3を参照して説明する。本実施例におい
て、サンプルとして使用したウエハ(被処理基板2)
は、図1(a)に示される様に、半導体基体8のアルミ
ニューム電極パッド9上にポリイミドまたはシリコン窒
化膜等のパッシベイション膜(表面保護膜)10を形成
し、所定の寸法に接続孔11が穿孔され、さらにその上
層にフォトレジスト膜12がパッシベイション膜10よ
りも大きな開口径でパターニングされたものを準備し
た。このウエハを成膜処理すべく、図2に示すトライオ
ード型プラズマ処理装置を用意した。図2に示すトライ
オード型プラズマ処理装置は、被処理基板2を載置する
基板ステージ3、と基板ステージ3と所定間隔をおいて
配置した陽極板4、基板ステージ3と陽極板4の間に接
地した格子電極13を備え、これらを石英等から成るプ
ラズマ処理室14で囲い、陽極板4にプラズマ電源(プ
ラズマ生成電源)15、ステージ3に基板バイアス電源
16を接続し、プラズマ処理室14にはアルゴンガスを
供給している。基板ステージ3のさらに詳細な構造とし
ては、図3に示す如くアルミニューム等から成る基板ス
テージ3内部に設けた冷媒通路に第1の冷媒17として
例えば、フレオン、エタノール、窒素等を通し、他の冷
媒通路から被処理基板2の下面に第2の冷媒18とし
て、例えば、アルゴン、ヘリューム等を供給して成り、
被処理基板2をプラズマ処理に適した温度100〜12
0℃に保つ働きをなす。また、基板ステージ3に被処理
基板2を静電気により吸着させる静電チャック19を備
える。
【0008】この図2に示すプラズマ処理装置を用い、
ステージ3に図1(a)に示すウエハ(被処理基板2)
を載置し次の条件で成膜前処理を行った。 アルゴンガス流量: 25sccm アルゴンガス圧力: 5mTorr(0.67Pa) プラズマ電力:700W(2MHz) 基板バイアス電圧:300V(13.56MHz) このプラズマ処理後の被処理基板2の状態は図1(b)
に示す如く、フォトレジスト膜12の上部がプラズマ7
(Ar+ イオン)照射よる熱膨張でセリだし、接続孔1
1の上部にオーバーハングが形成できたのと同時に表面
が適度に改質できた。さらに、この処理後の被処理基板
2を前記プラズマ処理室と高真空下で連結されたスパッ
タリング装置(図示せず)等のメタル成膜装置に送り、
Cr、Cu、Au等の積層膜、即ちBLM膜(メタル
膜)20を形成した。このこの処理後の状態を第1図
(c)に示す。オーバーハング状に形成されたレジスト
パターンの側壁面にはBLM膜は形成されず、BLM膜
20は電極パッド9部とフォトレジスト膜12上部とで
分断できた。そして、この状態の被処理基板2を一例と
して、Dimethyl Sulfoxide(C
H3 )2 SOとN−methyl−2−pyrroli
done CH3 NC4 H6 Oとから構成されるレジス
ト剥離液に浸して処理した結果、図1(d)に示す様
に、接続孔11の予定した部分即ち、電極パッド9とそ
の周辺にBLM膜20をパターニングすることができ
た。
ステージ3に図1(a)に示すウエハ(被処理基板2)
を載置し次の条件で成膜前処理を行った。 アルゴンガス流量: 25sccm アルゴンガス圧力: 5mTorr(0.67Pa) プラズマ電力:700W(2MHz) 基板バイアス電圧:300V(13.56MHz) このプラズマ処理後の被処理基板2の状態は図1(b)
に示す如く、フォトレジスト膜12の上部がプラズマ7
(Ar+ イオン)照射よる熱膨張でセリだし、接続孔1
1の上部にオーバーハングが形成できたのと同時に表面
が適度に改質できた。さらに、この処理後の被処理基板
2を前記プラズマ処理室と高真空下で連結されたスパッ
タリング装置(図示せず)等のメタル成膜装置に送り、
Cr、Cu、Au等の積層膜、即ちBLM膜(メタル
膜)20を形成した。このこの処理後の状態を第1図
(c)に示す。オーバーハング状に形成されたレジスト
パターンの側壁面にはBLM膜は形成されず、BLM膜
20は電極パッド9部とフォトレジスト膜12上部とで
分断できた。そして、この状態の被処理基板2を一例と
して、Dimethyl Sulfoxide(C
H3 )2 SOとN−methyl−2−pyrroli
done CH3 NC4 H6 Oとから構成されるレジス
ト剥離液に浸して処理した結果、図1(d)に示す様
に、接続孔11の予定した部分即ち、電極パッド9とそ
の周辺にBLM膜20をパターニングすることができ
た。
【0009】本プラズマ処理工程においては、従来の平
行平板型のプラズマ処理装置を用いた場合に比べて、基
板バイアス電源電圧を、従来はおおよそ500V位であ
ったが、本発明では300Vと大きく低減した条件で実
施できている。これは、プラズマ生成電力と基板バイア
ス電圧の供給を各々独立した高周波電源で構成した結
果、それらを望ましい値に個別に設定でき、処理速度の
低下を招くことなく、基板バイアス電圧が低減できたの
で、フォトレジスト膜の表面を適度に改質することが可
能になった。
行平板型のプラズマ処理装置を用いた場合に比べて、基
板バイアス電源電圧を、従来はおおよそ500V位であ
ったが、本発明では300Vと大きく低減した条件で実
施できている。これは、プラズマ生成電力と基板バイア
ス電圧の供給を各々独立した高周波電源で構成した結
果、それらを望ましい値に個別に設定でき、処理速度の
低下を招くことなく、基板バイアス電圧が低減できたの
で、フォトレジスト膜の表面を適度に改質することが可
能になった。
【0010】実施例2 本実施例は、はんだボールバンプ形成の際のBLM膜ス
パッタ工程の前の成膜前処理に、ICP(Induct
ively Coupled Plasma)をプラズ
マ発生源とするプラズマ処理装置を用いて、本発明を実
施したものである。本実施例で用いた被処理基板は、実
施例1で用いた図1(a)に示したものと同じであり、
重複する説明は省略する。本実施例で使用するICP処
理装置の概略構成例を図4を参照して説明する。本装置
は、石英等の誘電材料で構成されるプラズマ処理室1
4、側壁に多重に巻回した誘導結合コイル21にによ
り、プラズマ電源15のパワーをプラズマ処理室14に
供給し、ここに高密度なプラズマ7を生成する。被処理
基板2は基板バイアス電源16が供給される基板ステー
ジ3上に載置し、所望のプラズマ処理を施す。なお、図
示は省略しているが、装置に必要な処理ガス導入孔、真
空排気系統、ゲートバルブ、被処理基板の搬送系は当然
備えている。本装置の特徴は、大型のマルチターン誘導
結合コイル21により、大電力でのプラズマ励起が可能
であり、1012/cm3 台の高密度プラズマでの処理を
施すことができる。
パッタ工程の前の成膜前処理に、ICP(Induct
ively Coupled Plasma)をプラズ
マ発生源とするプラズマ処理装置を用いて、本発明を実
施したものである。本実施例で用いた被処理基板は、実
施例1で用いた図1(a)に示したものと同じであり、
重複する説明は省略する。本実施例で使用するICP処
理装置の概略構成例を図4を参照して説明する。本装置
は、石英等の誘電材料で構成されるプラズマ処理室1
4、側壁に多重に巻回した誘導結合コイル21にによ
り、プラズマ電源15のパワーをプラズマ処理室14に
供給し、ここに高密度なプラズマ7を生成する。被処理
基板2は基板バイアス電源16が供給される基板ステー
ジ3上に載置し、所望のプラズマ処理を施す。なお、図
示は省略しているが、装置に必要な処理ガス導入孔、真
空排気系統、ゲートバルブ、被処理基板の搬送系は当然
備えている。本装置の特徴は、大型のマルチターン誘導
結合コイル21により、大電力でのプラズマ励起が可能
であり、1012/cm3 台の高密度プラズマでの処理を
施すことができる。
【0011】また、基板ステージ3は実施例1と同様、
図3に示す様にステージ3内部を循環する冷媒によって
温度調整がなされ、ステージ表面は静電チャックによる
静電吸着とガス冷却によって被処理基板との間の熱伝達
が良好に行われている。
図3に示す様にステージ3内部を循環する冷媒によって
温度調整がなされ、ステージ表面は静電チャックによる
静電吸着とガス冷却によって被処理基板との間の熱伝達
が良好に行われている。
【0012】図1(a)に示す被処理基板2をステージ
3上にセットし、一例として下記の条件でメタル成膜前
処理を行った。 アルゴンガス流量 : 25sccm ガス圧力 : 1mTorr プラズマ電源電力 :1000W(2MHZ ) 基板バイアス電圧 : 200V(13.56MHZ ) 本実施例では、前述の実施例1よりも更に基板バイアス
電圧を軽減した条件で処理が実現できている。これは、
実施例1よりも高密度なプラズマ源を用いていること
と、これによってガス圧力を低圧力に条件設定が可能と
なったために入射イオンの散乱が抑えられたことによる
効果であり、Ar+ イオン照射による処理速度を損なう
ことなく、基板バイアス電圧の低減が実現されているの
である。この結果、基板バイアス電圧の適度な制御を可
能とし、且つ大口径ウェハであっても、均一で迅速な処
理がをすることができ、しかも従来のようにレジストに
過剰な熱変質を与えて、下層への焼き付きを生じること
なく、リフトオフに最適な状態にレジストを加工するこ
とで、実施例1と同様、最終的に良好なパターンのBL
M膜が形成できた。
3上にセットし、一例として下記の条件でメタル成膜前
処理を行った。 アルゴンガス流量 : 25sccm ガス圧力 : 1mTorr プラズマ電源電力 :1000W(2MHZ ) 基板バイアス電圧 : 200V(13.56MHZ ) 本実施例では、前述の実施例1よりも更に基板バイアス
電圧を軽減した条件で処理が実現できている。これは、
実施例1よりも高密度なプラズマ源を用いていること
と、これによってガス圧力を低圧力に条件設定が可能と
なったために入射イオンの散乱が抑えられたことによる
効果であり、Ar+ イオン照射による処理速度を損なう
ことなく、基板バイアス電圧の低減が実現されているの
である。この結果、基板バイアス電圧の適度な制御を可
能とし、且つ大口径ウェハであっても、均一で迅速な処
理がをすることができ、しかも従来のようにレジストに
過剰な熱変質を与えて、下層への焼き付きを生じること
なく、リフトオフに最適な状態にレジストを加工するこ
とで、実施例1と同様、最終的に良好なパターンのBL
M膜が形成できた。
【0013】実施例3 本実施例は、はんだボールバンプ形成の際のBLM膜の
スパッタ処理工程の成膜前処理に、TCP(Trans
form Coupled Plasma)をプラズマ
発生源にもつプラズマ処理装置を用いて、本願の発明を
適用したものであり、これを図1〜図5を参照して説明
する。
スパッタ処理工程の成膜前処理に、TCP(Trans
form Coupled Plasma)をプラズマ
発生源にもつプラズマ処理装置を用いて、本願の発明を
適用したものであり、これを図1〜図5を参照して説明
する。
【0014】本実施例で用いた被処理基板は、実施例1
で用いた図1(a)に示すものと同一であり、説明は省
略する。本実施例で使用するICP処理装置の構成を図
5を参照して説明する。本装置は、図4で示したICP
処理装置と基本的な構成は同じであり、同一構成部分に
は同じ参照符号を付与しその説明を省略する。本発明の
特徴部分はプラズマ処理室14の天板を石英等の誘電体
材料で構成し、この上面に渦巻状のTCPコイル22を
配置してプラズマ電源15のパワーをプラズマ処理室1
4内に導入する点である。本装置によれば、大型のTC
Pコイル22とプラズマ処理室14内の処理ガスとの誘
導結合により、1012/cm3 台の高密度プラズマを生
成できる。また、基板ステージ3は、前述の実施例と同
様、図3に示す様にステージ内部を循環する冷媒によっ
て、温度調整され、ステージ表面は静電吸着とガス冷却
によってウエハとの間の熱伝達が良好に行なわれる様に
なっている。
で用いた図1(a)に示すものと同一であり、説明は省
略する。本実施例で使用するICP処理装置の構成を図
5を参照して説明する。本装置は、図4で示したICP
処理装置と基本的な構成は同じであり、同一構成部分に
は同じ参照符号を付与しその説明を省略する。本発明の
特徴部分はプラズマ処理室14の天板を石英等の誘電体
材料で構成し、この上面に渦巻状のTCPコイル22を
配置してプラズマ電源15のパワーをプラズマ処理室1
4内に導入する点である。本装置によれば、大型のTC
Pコイル22とプラズマ処理室14内の処理ガスとの誘
導結合により、1012/cm3 台の高密度プラズマを生
成できる。また、基板ステージ3は、前述の実施例と同
様、図3に示す様にステージ内部を循環する冷媒によっ
て、温度調整され、ステージ表面は静電吸着とガス冷却
によってウエハとの間の熱伝達が良好に行なわれる様に
なっている。
【0015】図1(a)に示す被処理基板2を基板ステ
ージ3上にセットし、一例として、下記の条件により、
メタル成膜前処理を行なった。 アルゴンガス流量:25sccm ガス圧力: 1mTorr(0.13Pa) プラズマ電源電力:1000W(2MHZ ) 基板バイアス電圧: 200V(13.56MHZ ) 本実施例により、前述の実施例2と同等の効果が得られ
た。
ージ3上にセットし、一例として、下記の条件により、
メタル成膜前処理を行なった。 アルゴンガス流量:25sccm ガス圧力: 1mTorr(0.13Pa) プラズマ電源電力:1000W(2MHZ ) 基板バイアス電圧: 200V(13.56MHZ ) 本実施例により、前述の実施例2と同等の効果が得られ
た。
【0016】実施例4 本実施例は、はんだボールバンプ形成の際のBLM膜ス
パッタ工程の成膜前処理に、ECR(Electron
Cyclotron Resonance)をプラズ
マ発生源に持つプラズマ処理装置を用いて、本願の発明
を適用したものである。本実施例で使用するECRプラ
ズマ処理装置の構成例を図6を参照して説明する。本装
置は、図4で示したICP処理装置と同一構成部分には
同じ参照符号を付与しその説明を省略する。本装置は、
マグネトロン23で生成した2.45GHZ のマイクロ
波を、マイクロ波導波管24と石英等の誘電材料からな
るマイクロ波導入窓25を介してプラズマ発生室26に
導入し、プラズマ発生室26を周回して配設したソレノ
イドコイル27により励起した87.5mTの磁界との
相互作用により、プラズマ発生室26内に高密度なプラ
ズマを生成する。本装置によれば、プラズマ発生室26
内の処理ガスがECRモードで高効率で解離し、1011
〜1012/cm3 台の高密度プラズマが生成できる。図
1に示す被処理基板2をステージ3上にセットし、一例
として下記の条件により、メタル成膜前処理を行なっ
た。
パッタ工程の成膜前処理に、ECR(Electron
Cyclotron Resonance)をプラズ
マ発生源に持つプラズマ処理装置を用いて、本願の発明
を適用したものである。本実施例で使用するECRプラ
ズマ処理装置の構成例を図6を参照して説明する。本装
置は、図4で示したICP処理装置と同一構成部分には
同じ参照符号を付与しその説明を省略する。本装置は、
マグネトロン23で生成した2.45GHZ のマイクロ
波を、マイクロ波導波管24と石英等の誘電材料からな
るマイクロ波導入窓25を介してプラズマ発生室26に
導入し、プラズマ発生室26を周回して配設したソレノ
イドコイル27により励起した87.5mTの磁界との
相互作用により、プラズマ発生室26内に高密度なプラ
ズマを生成する。本装置によれば、プラズマ発生室26
内の処理ガスがECRモードで高効率で解離し、1011
〜1012/cm3 台の高密度プラズマが生成できる。図
1に示す被処理基板2をステージ3上にセットし、一例
として下記の条件により、メタル成膜前処理を行なっ
た。
【0017】アルゴンガス流量:25sccm ガス圧力: 1mTorr(0.13Pa) マイクロ波電源電力:900W(2.45GHz ) 基板バイアス電圧:200V(13.56MHz ) この結果、前述の実施例と同様、リフトオフ(剥離)に
最適な状態にフォトレジストを加工するためのメタル成
膜前処理プロセスが確立し、最終的にBLM膜の良好な
パターン形成が実現した。
最適な状態にフォトレジストを加工するためのメタル成
膜前処理プロセスが確立し、最終的にBLM膜の良好な
パターン形成が実現した。
【0018】実施例5 本実施例は、はんだボールバンプ形成の際のBLMスパ
ッタ工程の成膜前処理に、基板バイアス印加型ヘリコン
波プラズマ処理装置を用いて、本願の発明を適用したも
のである。本実施例で使用する基板バイアス印加型ヘリ
コン波プラズマ処理装置の構成例を図7を参照して説明
する。本装置は、図4で示したICP処理装置と同一構
成部分には同じ参照符号を付与してその説明を省略す
る。本装置は、ヘリコン波電源28によりヘリコン波ア
ンテナ29に電力を供給して発生する電場と、ソレノイ
ドコイル27により形成される磁場との相互作用によ
り、石英等の誘電材料からなるプラズマ発生室26に供
給する処理ガスを高効率で解離する。プラズマ発生室2
6にはプラズマ処理室14が連接しており、拡散型の高
密度プラズマ7による処理を可能としている。30はプ
ラズマ処理室14の周囲に配設したマルチポール磁石で
あり、高密度プラズマ7をプラズマ処理室14に閉じ込
める作用をする磁界を発生する。
ッタ工程の成膜前処理に、基板バイアス印加型ヘリコン
波プラズマ処理装置を用いて、本願の発明を適用したも
のである。本実施例で使用する基板バイアス印加型ヘリ
コン波プラズマ処理装置の構成例を図7を参照して説明
する。本装置は、図4で示したICP処理装置と同一構
成部分には同じ参照符号を付与してその説明を省略す
る。本装置は、ヘリコン波電源28によりヘリコン波ア
ンテナ29に電力を供給して発生する電場と、ソレノイ
ドコイル27により形成される磁場との相互作用によ
り、石英等の誘電材料からなるプラズマ発生室26に供
給する処理ガスを高効率で解離する。プラズマ発生室2
6にはプラズマ処理室14が連接しており、拡散型の高
密度プラズマ7による処理を可能としている。30はプ
ラズマ処理室14の周囲に配設したマルチポール磁石で
あり、高密度プラズマ7をプラズマ処理室14に閉じ込
める作用をする磁界を発生する。
【0019】本装置によれば、ヘリコン波アンテナの特
性により、前述の各実施例よりさらに高い1013/cm
3 オーダーのプラズマ密度を得ることが可能である。図
1(a)に示す被処理基板2を基板ステージ3上にセッ
トし、一例として下記の条件により、メタル成膜前処理
を行なった。 アルゴンガス流量: 25sccm ガス圧力: 1mTorr(1.13Pa) ヘリコン波電源電力:1000W(2MHz ) 基板バイアス電圧: 200V(13.56MHZ ) この結果、前述の実施例と同様、リフトオフ(剥離)に
最適な状態にフォトレジストを加工するためのメタル成
膜前処理プロセスが確立し、最終的に良好なパターンの
BLM膜を形成できた。以上、本発明を5種類の実施例
に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら
限定されるものではなく、サンプル構造、処理装置、処
理条件等、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜選択可能
であることは言うまでもない。
性により、前述の各実施例よりさらに高い1013/cm
3 オーダーのプラズマ密度を得ることが可能である。図
1(a)に示す被処理基板2を基板ステージ3上にセッ
トし、一例として下記の条件により、メタル成膜前処理
を行なった。 アルゴンガス流量: 25sccm ガス圧力: 1mTorr(1.13Pa) ヘリコン波電源電力:1000W(2MHz ) 基板バイアス電圧: 200V(13.56MHZ ) この結果、前述の実施例と同様、リフトオフ(剥離)に
最適な状態にフォトレジストを加工するためのメタル成
膜前処理プロセスが確立し、最終的に良好なパターンの
BLM膜を形成できた。以上、本発明を5種類の実施例
に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら
限定されるものではなく、サンプル構造、処理装置、処
理条件等、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜選択可能
であることは言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】本発明の採用により、フォトレジストの
リフトオフ(剥離)処理法を用いてメタル(金属)をパ
ターニングする際のメタル成膜前処理において、基板バ
イアス電圧を適正な値に設定することができて、大口径
のウエハ(被処理基板)であっても、均一で迅速な処理
が可能な処理方法を提供することができる。さらに、は
んだボールバンプ形成のためのBLM膜形成の前処理に
おいて、レジストに過剰な熱変質を与えて下層膜への焼
き付きを惹起することなく、リフトオフ(剥離)に最適
な状態にレジスト膜を加工することで、最終的に良好な
パターンのBLM膜が形成できる。
リフトオフ(剥離)処理法を用いてメタル(金属)をパ
ターニングする際のメタル成膜前処理において、基板バ
イアス電圧を適正な値に設定することができて、大口径
のウエハ(被処理基板)であっても、均一で迅速な処理
が可能な処理方法を提供することができる。さらに、は
んだボールバンプ形成のためのBLM膜形成の前処理に
おいて、レジストに過剰な熱変質を与えて下層膜への焼
き付きを惹起することなく、リフトオフ(剥離)に最適
な状態にレジスト膜を加工することで、最終的に良好な
パターンのBLM膜が形成できる。
【図1】本発明を適用した被処理基板の状態を工程順に
示した断面図。 (a)電極パッドに臨むパッシベーション膜の接続孔周
辺にフォトレジスト膜を形成した状態。 (b)成膜前処理によって、フォトレジスト膜の表面状
態が変化した状態。 (c)BLM膜が成膜された状態。 (d)レジスト膜を剥離し、BLM膜のパターンニング
が完成した状態。
示した断面図。 (a)電極パッドに臨むパッシベーション膜の接続孔周
辺にフォトレジスト膜を形成した状態。 (b)成膜前処理によって、フォトレジスト膜の表面状
態が変化した状態。 (c)BLM膜が成膜された状態。 (d)レジスト膜を剥離し、BLM膜のパターンニング
が完成した状態。
【図2】本発明に用いるトライオード型プラズマ処理装
置の断面図。
置の断面図。
【図3】本発明に用いる各種プラズマ処理装置の基板ス
テージの断面図。
テージの断面図。
【図4】本発明に用いるICP(Inductivel
y Coupled Plas−ma)を搭載したプラ
ズマ処理装置の断面図。
y Coupled Plas−ma)を搭載したプラ
ズマ処理装置の断面図。
【図5】本発明に用いるTCP(Transform
Coupled Plasma)を搭載したプラズマ処
理装置の断面図。
Coupled Plasma)を搭載したプラズマ処
理装置の断面図。
【図6】本発明に用いるECR(Electron C
yclotron Reson−ance)を搭載した
プラズマ処理装置の断面図。
yclotron Reson−ance)を搭載した
プラズマ処理装置の断面図。
【図7】本発明に用いるヘリコン波プラズマ処理装置の
断面図。
断面図。
【図8】従来使用されていた平行平板型プラズマ処理装
置の断面図。
置の断面図。
1 プラズマ処理装置 2 被処理基板 3 ステージ 4 陽極板 5 結合コンデンサー 6 高周波電源 7 プラズマ 8 半導体基体 9 電極パッド 10 パッシベーション膜 11 接続孔 12 フォトレジスト膜 13 格子電極 14 プラズマ処理室 15 プラズマ電源 16 基板バイアス電源 17 第1の冷媒 18 第2の冷媒 19 静電チャック 20 BLM膜 21 誘導結合コイル 22 TCPコイル 23 マグネトロン 24 マイクロ波導波管 25 マイクロ波導入窓 26 プラズマ発生室 27 ソレノイドコイル 28 ヘリコン波電源 29 ヘリコン波アンテナ 30 マルチポール磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/3065 H01L 21/302 N 9169−4M 21/92 604 R
Claims (5)
- 【請求項1】 半導体基体上に順次電極パッド、表面保
護膜、フォトレジスト膜が積層され、該電極パッドが露
呈した接続孔を備える被処理基板に対して、プラズマ生
成電力と基板バイアス電圧を独立して供給する高周波電
源を備えるプラズマ処理装置を用いてプラズマ照射する
ことを特徴とするメタル成膜工程の前処理方法。 - 【請求項2】 プラズマ照射により前記フォトレジスト
膜上面を改質し、端面をオーバーハング状に成形するこ
とを特徴とする請求項1記載のメタル成膜工程の前処理
方法。 - 【請求項3】 プラズマ密度が1×1011cm-3以上、
1×1014cm-3未満のプラズマ源を有するプラズマ処
理装置を用いて処理を行なうことを特徴とする請求項1
項記載のメタル成膜工程の前処理方法。 - 【請求項4】 プラズマ処理装置のプラズマ源がICP
(Inductive−ly Coupled Pla
sma)、TCP(Transform Co−upl
ed Plasma)、ECR(Electron C
yclotron Resonance)、ヘリコン波
プラズマであることを特徴とする請求項3記載のメタル
成膜工程の前処理方法。 - 【請求項5】 被処理基板を載置するステージに温度調
整機構を備えるプラズマ処理装置を用いることを特徴と
する請求項1記載のメタル成膜工程の前処理方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01337795A JP3360461B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | メタル成膜工程の前処理方法 |
US08/592,543 US6426273B1 (en) | 1995-01-31 | 1996-01-26 | Preprocessing method of metal film forming process |
US08/969,698 US6013580A (en) | 1995-01-31 | 1997-11-13 | Preprocessing method of metal film forming process |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01337795A JP3360461B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | メタル成膜工程の前処理方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08203908A true JPH08203908A (ja) | 1996-08-09 |
JP3360461B2 JP3360461B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=11831413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01337795A Expired - Fee Related JP3360461B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | メタル成膜工程の前処理方法 |
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Country | Link |
---|---|
US (2) | US6426273B1 (ja) |
JP (1) | JP3360461B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8115284B2 (en) | 1996-12-04 | 2012-02-14 | Seiko Epson Corporation | Electronic component and semiconductor device, method of making the same and method of mounting the same, circuit board and electronic instrument |
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WO1998033362A1 (fr) * | 1997-01-29 | 1998-07-30 | Tadahiro Ohmi | Dispositif a plasma |
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WO2005104203A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-03 | Fujitsu Limited | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
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US9793126B2 (en) | 2010-08-04 | 2017-10-17 | Lam Research Corporation | Ion to neutral control for wafer processing with dual plasma source reactor |
US9039911B2 (en) | 2012-08-27 | 2015-05-26 | Lam Research Corporation | Plasma-enhanced etching in an augmented plasma processing system |
US9245761B2 (en) | 2013-04-05 | 2016-01-26 | Lam Research Corporation | Internal plasma grid for semiconductor fabrication |
US9230819B2 (en) | 2013-04-05 | 2016-01-05 | Lam Research Corporation | Internal plasma grid applications for semiconductor fabrication in context of ion-ion plasma processing |
US9017526B2 (en) | 2013-07-08 | 2015-04-28 | Lam Research Corporation | Ion beam etching system |
US9147581B2 (en) | 2013-07-11 | 2015-09-29 | Lam Research Corporation | Dual chamber plasma etcher with ion accelerator |
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- 1995-01-31 JP JP01337795A patent/JP3360461B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-01-26 US US08/592,543 patent/US6426273B1/en not_active Expired - Fee Related
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1997
- 1997-11-13 US US08/969,698 patent/US6013580A/en not_active Expired - Lifetime
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US6013580A (en) | 2000-01-11 |
JP3360461B2 (ja) | 2002-12-24 |
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