JP2001284350A - パターン形成方法および薄膜剥離除去用接着シート - Google Patents
パターン形成方法および薄膜剥離除去用接着シートInfo
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Abstract
方法等に利用できる、薄膜剥離除去用接着シートを用い
た薄膜のパターン形成方法であって、接着剤による汚染
等のない薄膜パターンを確実に形成しうる方法を提供す
ること。 【解決手段】 接着シートを引き剥がす際に、前記接着
シートの接着層が接着力により差別化され、薄膜を剥離
除去する部分と薄膜を剥離除去しない部分とに分かれて
いるように設定し、基板上に所望の薄膜からなるパター
ンを形成する。
Description
および薄膜剥離除去用接着シートに関するものである。
詳しくは、基板上に設けた薄膜に接着シートを貼り付
け、これを引き剥がす際に接着シートの接着層の接着力
を差別化して、薄膜を剥離除去する部分と薄膜を剥離除
去しない部分に分けておくことにより、基板上に特定の
薄膜のパターンを形成する方法に関するものである。
は、たとえば、ダイオード、トランジスタ、LSI等の
半導体デバイス製造時における金属電極パターンの形成
方法に利用でき、本発明の薄膜剥離除去用接着シート
は、金属電極パターンの形成方法に用いられる金属膜剥
離除去用接着シートに利用させる。より詳しくは、半導
体デバイスの製造工程において、バンプ形成領域に金属
膜(UBM膜;アンダーバンプメタル)の金属電極パタ
ーンを配置する技術に利用される。
の金属電極を備えたものが知られている。当該アルミ電
極にはハンダなどによりバンプが形成されるが、ハンダ
とアルミ電極とは濡れ性がよくない。そのため、アルミ
電極上には、さらにハンダなどとの濡れ性の良好な金属
膜の電極パターンが形成されている。
極パターンの形成は、一般にホトリソグラフィによるパ
ターン形成方法が行われている。しかしながら、前述の
ホトリソグラフィによるパターン形成は、ホトリソグラ
フィおよびエッチング工程における設備等のプロセスコ
ストが非常に高く、またエッチング液等の廃液処理が煩
わしく、作業環境を悪化させるという問題点がある。
形成方法として、半導体基板上に形成された絶縁部と電
極部の表面に濡れ性の良好な金属膜を設け、この金属膜
に対する絶縁部と電極部との接着性の差を利用して、接
着シートにより絶縁部上の金属膜のみを剥離除去してパ
ターンを形成する手法も提案されている(特開平10−
64912号公報)。この接着シートの金属膜剥離除去
によるパターンの形成方法においては、金属膜表面に接
着シートを確実に接着させることが必要である。しか
し、接着シートと金属膜との接着性を向上させるため、
金属膜に対して強接着となるような接着シートを使用し
た場合には、接着シートを引き剥がす際に、基板上に残
しておくべき金属膜上に接着剤の一部が付着し、金属膜
が汚染されることがある。また、場合によっては金属膜
の剥離操作そのものが困難となり、接着シートの切断等
が起こることもあり、絶縁部上の金属膜を完全にパター
ン化した形で剥離除去するのは困難であった。
導体基板上の電極部に金属電極パターンを形成する方法
等に利用できる、薄膜剥離除去用接着シートを用いた薄
膜のパターン形成方法であって、接着剤による汚染等の
ない薄膜パターンを確実に形成しうる方法を提供するこ
とを目的とする。
る薄膜剥離除去用接着シートを提供することを目的とす
る。
を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、以下に示す方法
により前記目的を達成できることを見出し、本発明を完
成するに到った。
に、薄膜剥離除去用接着シートを貼り付けた後、当該接
着シートを引き剥がして基板上の薄膜を部分的に剥離除
去することにより、基板上に所望の薄膜からなるパター
ンを形成する方法であって、前記接着シートを引き剥が
す際に、前記接着シートの接着層が、接着力により差別
化され、薄膜を剥離除去する部分と薄膜を剥離除去しな
い部分とに分かれていることを特徴とする、基板上に所
望の薄膜からなるパターンを形成する方法、に関する。
けた後、これを引き剥がして基板上に薄膜パタ−ンを形
成する際、接着シートの接着層の接着力に差を設けて、
薄膜を剥離除去する部分と薄膜を剥離除去しない部分と
に分けることにより、すなわち、基板上にパターン形成
する薄膜の部分に対応させて、接着シートの接着層の接
着力を選択的に低下させるように設定することにより、
接着シートの引き剥がしがスムースに行われて、薄膜パ
ターンが確実に形成される。また、パターン形成する薄
膜の部分に対応する接着シートの接着力は低下している
ため、形成された薄膜パターンに接着剤による汚染はな
い。
トを引き剥がす際に、接着シートの接着層を接着力によ
り差別化する手段は特に制限されず、たとえば、接着シ
ートの接着層の接着力が予め差別化されているものを用
いることができるが、前記差別化手段は、接着シートの
接着層を構成する接着剤として活性エネルギ一線硬化型
接着剤を用い、当該接着シートを引き剥がす前に、当該
接着シートの接着層のなかの、薄膜を剥離除去しない部
分にのみ活性エネルギー線を照射して、当該部分の接着
力を低下させることにより行うのが好ましい。
化型接着剤を用い、当該接着層のなかの薄膜を剥離除去
しない部分に対応する部分にのみ選択的に活性エネルギ
ー線を照射することにより、当該部分の接着力のみを容
易に低下させうる。
シートの接着層のなかの、薄膜を剥離除去しない部分の
接着力を低下させる手段としては、薄膜に貼り付けられ
た接着シート上に、薄膜を剥離除去する部分に合わせた
形状のマスクパターンを置き、この上から活性エネルギ
ー線を照射する方法があげられる。
シートの接着層のなかの、薄膜を剥離除去しない部分の
接着力を低下させる手段としては、接着シートとして基
材シート上に、薄膜の剥離除去する部分に合わせた形状
のマスクパターンが印刷されたものを用い、この上から
活性エネルギー線を照射する方法があげられる。
なかの、薄膜を剥離除去しない部分の接着力を選択的に
かつ容易に低下させることができる。
化される薄膜としては、金属膜への適用が有効である。
る、基板上に設けた薄膜は、半導体基板上に形成された
絶縁部と電極部の表面に設けた金属膜への適用が有効で
ある。本発明のパターン形成方法が、このような半導体
デバイスの製造工程における金属電極パターンに応用さ
れた場合、接着シートの引き剥がしにより、絶縁部表面
の金属膜が選択的に剥離除去され、半導体基板上に金属
電極パターンが形成される。絶縁膜上の金属膜と接着シ
ート間では、接着層の強い接着力が維持されるため金属
膜の絶縁部からの剥離性がよく,金属膜の剥離が確実に
行われる。一方、電極形成領域にある金属膜は、接着シ
ートの引き剥がしによっても剥離されないが、接着層の
接着力が活性エネルギー線の照射により低下しているた
め、剥離操作が一層容易になって、接着シートの引き剥
がしがスム−スに行われる。また接着層の接着力が活性
エネルギー線の照射により低下しているため、接着シー
トの引き剥がし後の金属膜上の汚染はない。
に使用する、活性エネルギ一線硬化型接着剤からなる接
着層を有する薄膜剥離除去用接着シート、に関する。
を構成する活性エネルギ一線硬化型接着剤は、活性エネ
ルギ一線の照射により、接着力が1/5以下となるもの
が好ましい。活性エネルギ一線の照射による接着力の低
下は1/10以下、さらには1/20以下となるものが
より好ましい。活性エネルギ一線の照射により、接着力
が1/5以下に低下すれば、前記パターン形成方法にお
いて、薄膜を剥離除去する部分と薄膜を剥離除去しない
部分との接着力により差別化が明確になる。
導体デバイス製造における金属電極パターン形成方法を
代表例にあげ、図面を参照しながら説明する。
部3が形成されたものの断面図であり、当該電極部4上
に金属電極パターンが形成される。
あげられる。また、本発明の半導体基板1上には、ダイ
オード、トランジスタ等の半導体素子領域2を形成する
こともできる。電極部4は半導体素子2との導通を得る
ためにパターン化されている。半導体基板1上の電極部
4と絶縁部3の形成方法は特に制限されず、各種の方法
により形成することができる。たとえば、かかる電極部
4と絶縁部3は、半導体基板1上にCVD法などにより
絶縁部3を形成した後、ホトリソグラフィ法を用いて、
絶縁部3をパターン化し、その必要箇所にアルミ電極部
4を形成する方法により形成される。電極部4として
は、アルミ電極等が用いられ、絶縁部3としては、シリ
カ、BPSG(Bolon Phosphorus Silicate Glass ) 、
PSG( Phosphorus Silicate Glass ) 、窒素化ケイ
素、ポリイミド等が用いられる。
部3と電極部4の表面に金属膜が設けられたものの断面
図であり、当該金属膜が本発明の金属膜剥離除去用接着
シートの被着部である。被着部となる金属膜は、はんだ
濡れ性の良好な膜であり、具体的には金、銅、銀、白
金、鉄、錫、ニッケル、ニッケル−バナジウム合金等を
用いて形成されている。
6,7を順次に形成した3層とするのが好ましい。第1
層の金属膜5は、電極部4と良好な接合を形成するため
の膜であり、具体的にはチタン、バナジウム、クロム、
コバルト、ジルコニウム、アルミニウム、タンタル、タ
ングステン、白金、これら金属の窒化物やこれら金属を
主成分とする合金等の薄膜が用いられる。第2層の金属
膜6は、金属膜5と絶縁部3との界面にかかる応力を調
整するための膜であり、具体的にはニッケル、銅、パラ
ジウム、これらの金属を主成分とする合金等の薄膜が用
いられる。第2層の金属膜6の内部応力により、金属膜
5と絶縁部3との界面の接着性が低下し、本発明の接着
シートによる金属膜の剥離除去がより容易になってい
る。そして、第3層として、本発明の接着シートの被着
部となる、はんだ濡れ性の良好な金属膜7が設けられて
いる。
2に示すような半導体基板1上に形成された絶縁部3と
電極部4の表面に設けた金属膜7に、図3に示すよう
に、接着層aが活性エネルギー線硬化型接着剤である金
属膜剥離除去用接着シート8を貼り付ける。
去用接着シート8の基材シートb上に、電極部4に対応
する部分(接着層)のみに活性エネルギー線が透過する
ようなマスクパターン9を施したガラス基板を載せる。
次いで、図5に示すように、活性エネルギー線を照射
し、電極部4上に対応する接着シート8の接着層aを硬
化させ、活性エネルギー線を照射していない部分(接着
層)に比べて接着力を低下させる。なお、マスクパター
ン9は、接着シート8の基材シートb上に予め印刷され
たものを用いるのも有効である(図示せず)。
基板を外した後、図6に示すように、接着シート8を引
き剥がす。この操作により、絶縁部3表面の金属膜5,
6,7が選択的に剥離除去され、図6に示すように、半
導体基板1上の電極部4に所望の金属電極パターンが形
成される。この剥離除去の際、電極部4と金属膜5との
界面は接着性が良いため、接着シート8で剥離除去され
ることはない。また、電極部4上のパターン化された金
属膜7の部分に接着していた、接着シート8の接着層a
は、活性エネルギー線により接着力が低下しており、金
属膜7上に接着層aによる汚染は生じない。
により、図6のように半導体基板1上の電極部4に確実
に、バンプとの濡れ性のよい金属電極パターンが形成さ
れる。このようにパターン形成された金属電極にはバン
プを容易に形成することができ、半導体デバイスの製造
工程を簡易かつ低コストで行うことができる。
発明の金属膜剥離除去用接着シート8は、シート基材b
上に、前記活性エネルギー線硬化型接着剤による接着層
aが形成されたものである。なお、接着シートは、シー
ト状、テープ状のいずれでもよい。
プロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アセチルセ
ルロースなどの一般的な接着シートに用いられるプラス
チックフィルムがあげられる。特に紫外線などの光を透
過するプラスチックフィルムが選択使用される。またシ
ート基材の厚さは特に制限されないが、通常、10〜1
00μm程度である。
厚さは、通常10〜180μm程度である。
接着剤としては、紫外線、電子線等の活性エネルギー線
により硬化する各種のものを使用できる。かかる活性エ
ネルギー線硬化型接着は光重合性化合物を含有してい
る。特に、アクリル系ポリマー等のベースポリマーに光
重合性化合物を含有してなるものが好ましく用いられ
る。
剤に適用されるベースポリマーとして使用されているも
のが好ましい。アクリル系ポリマーは、(メタ)アクリ
ル酸アルキルエステル{なお、(メタ)アクリル酸エス
テルとはアクリル酸エステルおよび/またはメタクリル
酸エステルをいい、以下(メタ)とは同様の意味であ
る}を主モノマーとしている。アルキル基の炭素数は1
〜12程度である。(メタ)アクリル酸アルキルエステ
ルの具体例としては、たとえば、(メタ)アクリル酸メ
チル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸
ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等を例
示でき、これらを単独もしくは組合せて使用できる。
タ)アクリル酸エステル以外の他のモノマーを用いるこ
とができる。他のモノマーとしては、接着性に優れるた
め、に酸価を付与するために用いるカルボキシル基を有
するモノマーが好ましい。カルボキシル基を有するモノ
マーとしては、通常、(メタ)アクリル酸が用いられる
が、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等を用いること
もできる。
マーには、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)ア
クリル酸2−ヒドロキシエチル、N−メチロール(メ
タ)アクリルアミド等の水酸基等の官能基を有する架橋
性モノマーを併用することもできる。さらには、(メ
タ)アクリル酸エステル重合体の粘着特性を損なわない
程度において(メタ)アクリロニトリル、酢酸ビニル、
スチレン等のモノマーを併用することもできる。
0万〜300万程度、分散度(重量平均分子量/数平均
分子量)は5〜15程度である。
ーを常法により溶液重合、乳化重合、懸濁重合、塊状重
合などの方法で重合させることにより得ることができ
る。
により硬化しうる不飽和二重結合を1個以上有する不揮
発性化合物であり、たとえば、(メタ)アクリロイル基
を官能基として有するものがあげられ、たとえば、フェ
ノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、
ε−カプロラクトン(メタ)アクリレ−ト、ポリエチレ
ングリコ−ルジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプ
ロパントリ(メタ)アクリレ−ト、ジペンタエリスリト
ールヘキサ(メタ)アクリレ−ト、ウレタン(メタ)ア
クリレ−ト、エポキシ(メタ)アクリレート、オリゴエ
ステル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテ
トラ(メタ)アクリレート、等を例示できる。また、光
重合性化合物としては、たとえば、ビニルエーテル基を
官能基として有するものがあげられる。
100重量部あたり、通常200重量部以下とするのが
よい。好ましくは、30〜150重量部である。
化させる際に、活性エネルギー線として電子線を用いる
場合には、前記接着剤に光重合関始剤を含有させること
は特に必要ではないが、活性エネルギー線として紫外線
を用いる場合には、光重合開始剤として、ベンジルジメ
チルケタール、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル
などの光の照射にてラジカルを発生するものが用いられ
る。これら光重合開始剤の使用量はベースポリマーの1
00重量部あたり、通常0.1〜10重量部とするのが
よい。好ましくは、0.5〜3重量部である。
着剤は、ベースポリマー、光重合化合物、光重合開始剤
に加えて、さらに粘着付与剤、架橋剤等を適宜に配合し
た接着剤組成物とすることもできる。
ペン系樹脂、石油系樹脂およびこれらの水素化物等があ
げられる。これらのなかでも、所定の酸価を有するロジ
ン系樹脂が好ましい。
ト化合物、ポリアミン化合物、メラミン系樹脂、尿素系
樹脂、エポキシ系樹脂、アジリジン化合物等の多官能性
化合物があげられる。架橋剤により接着剤の凝集力、耐
熱性を向上させうる。
剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤等を適宜使用で
きる。また、接着剤の形態は溶剤型、エマルジョン型の
いずれの形態でもよい。
製は、活性エネルギー線の照射後の接着力が、照射前の
接着力の1/ 5以下になるように、前記構成材料を選択
して調製するのが好ましい。
明するが、本発明はこれら実施例によって何等限定され
るものではない。
クリル酸=30/70/10(重量比)の共重合体から
なるアクリル系ポリマー(重量平均分子量280万,重
量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)=22,
酸価72)の27重量%トルエン溶液100gに、ジペ
ンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本合成化学
製;商品名:UV1700B)32g、ポリイソシアネ
ート化合物(日本ポリウレタン工業製,商品名:コロネ
ートL)0.8g、および光重合開始剤としてベンジル
ジメチルケタール(チバ・スペシャリティケミカルズ社
製,商品名イルガキュアー651)1.35gを配合し
た接着剤組成物(トルエン溶液)を、厚さが50μmの
ポリエステルフィルムからなるシート基材上に塗布し、
乾燥オーブンにて130℃で各々3分間乾燥し、厚さが
40μmの接着層を形成した接着シートを作製した。
板1上の金属膜7に100℃でシリコンロ−ルに沿わせ
ながら貼り付けた。その後、接着シート上に、半導体基
板1中の電極部4の領域上の接着層にのみ紫外線が透過
するようなパターンを施したガラス基板を被せた。この
上から、高圧水銀灯(主波長365nm、出力50m
W、照射時間20秒)による紫外線照射を行なった。パ
ターン付ガラス基板を外した後、接着シートを引き剥が
したところ、絶縁膜3上の金属膜5,6,7が接着シー
トと共に選択的に剥離除去され、電極部4上にバンプ接
続用の金属電極パターンが形成された。また、電極部4
上の金属膜7への接着剤の汚染もみられなかった。
上記半導体基板1に対する180度ピール接着力の値を
測定したところ、12N/10mmであつた。一方、紫
外線照射後における、上記接着シートの上記半導体基板
1に対する180度ピール接着力の値を測定したとこ
ろ、0.5N/10mmであった。
板1の金属膜7に、100℃でシリコンロ−ルに沿わせ
ながら貼り付けた。そのまま室温まで基板1を冷却した
後、接着シートを剥離した。その結果、絶縁膜3上の金
属薄膜5,6,7は接着シートと共に剥離除去された
が、電極部4上の金属膜7上へは多量の接着剤汚染が観
察された。
電極部4の領域上の接着層にのみ紫外線が当たるような
パターンを、印刷により形成した。この接着シートを、
印刷パターンと半導体基板1上の電極パターンが合うよ
うに、図2に示す半導体基板1上の金属膜7に100℃
でシリコンロ−ルに沿わせながら貼り付けた。その後、
この上から、高圧水銀灯(主波長365nm、出力50
mW、照射時間20秒)による紫外線照射を行なった。
接着シートを引き剥がしたところ、絶縁膜3上の金属膜
5,6,7が接着シートと共に選択的に剥離除去され、
電極部4上にバンプ接続用の金属電極パターンが形成さ
れた。また、電極部4上の金属膜7への接着剤の汚染も
みられなかった。
ある。
設けられたもの断面図である。
ある。
図である。
行い、接着剤の一部を硬化させている図である。
離除去する工程である。
Claims (8)
- 【請求項1】 基板上に設けた薄膜に、薄膜剥離除去用
接着シートを貼り付けた後、当該接着シートを引き剥が
して基板上の薄膜を部分的に剥離除去することにより、
基板上に所望の薄膜からなるパターンを形成する方法で
あって、前記接着シートを引き剥がす際に、前記接着シ
ートの接着層が、接着力により差別化され、薄膜を剥離
除去する部分と薄膜を剥離除去しない部分とに分かれて
いることを特徴とする、基板上に所望の薄膜からなるパ
ターンを形成する方法。 - 【請求項2】 接着シートの接着層を構成する接着剤と
して活性エネルギ一線硬化型接着剤を用い、当該接着シ
ートを引き剥がす前に、当該接着シートの接着層のなか
の、薄膜を剥離除去しない部分にのみ活性エネルギー線
を照射して、当該部分の接着力を低下させることによ
り、接着シートの接着層の接着力を差別化することを特
徴とする請求項1記載のパターン形成方法。 - 【請求項3】 薄膜に貼り付けられた接着シート上に、
薄膜を剥離除去する部分に合わせた形状のマスクパター
ンを置き、この上から活性エネルギー線を照射すること
により、薄膜を剥離除去しない部分の接着力を低下させ
ることを特徴とする請求項2記載のパターン形成方法。 - 【請求項4】 接着シートの基材シート上に、薄膜の剥
離除去する部分に合わせた形状のマスクパターンが印刷
されており、この上から活性エネルギー線を照射するこ
とにより、薄膜を剥離除去しない部分の接着力を低下さ
せることを特徴とする請求項2記載のパターン形成方
法。 - 【請求項5】 前記薄膜が、金属膜である請求項1〜4
のいずれかに記載のパターン形成方法。 - 【請求項6】 前記基板上に設けた薄膜が、半導体基板
上に形成された絶縁部と電極部の表面に設けた金属膜で
ある請求項1〜5のいずれかに記載のパターン形成方
法。 - 【請求項7】 請求項2〜6のいずれか記載のパターン
形成方法に使用する、活性エネルギ一線硬化型接着剤か
らなる接着層を有する薄膜剥離除去用接着シート。 - 【請求項8】 接着シートの接着層を構成する活性エネ
ルギ一線硬化型接着剤が、活性エネルギ一線の照射によ
り、接着力が1/5以下となるものである請求項7記載
の薄膜剥離除去用接着シート。
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