JP2015014791A - ドライフィルムレジスト剥離剤組成物及びそれを用いたドライフィルムレジストの除去方法 - Google Patents

ドライフィルムレジスト剥離剤組成物及びそれを用いたドライフィルムレジストの除去方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ドライフィルムレジストを完全に除去するとともに、金属層の腐食を防止することができ、且つ剥離剤の再使用が可能であるドライフィルムレジスト剥離剤組成物及びそれを用いたドライフィルムレジストの除去方法の提供。【解決手段】ヒドロキシド系化合物と、鎖状アミン化合物と、トリアゾール化合物と、純水と、を含むドライフィルムレジスト剥離剤組成物。及び、所定の回路パターン10が形成された基板100上にドライフィルム20をラミネートする段階と、前記ラミネートされたドライフィルム20を部分的に露光する段階と、ドライフィルム非露光部21を現像及び除去することで開口部を形成する段階と、前記開口部が形成された回路パターン10上に半田ボール30を設ける段階と、前記ドライフィルムレジスト剥離剤組成物をドライフィルム露光部22に接触させる段階と、を含むドライフィルムレジストの除去方法。【選択図】図1

Description

本発明は、ドライフィルムレジスト剥離剤組成物及びそれを用いたドライフィルムレジストの除去方法に関する。
ボールグリッドアレイ(Ball Grid Array、BGA)製品の高性能化、小型化、及び薄膜化の要求の増大により、フリップチップチップスケールパッケージ(Flip Chip Chip Scale Package、FCCSP)が開発されており、優れた性能のため、その需要が徐々に増大する傾向にある。
FCCSPは、チップ(chip)と印刷回路基板(Printed Circuit Board、PCB)とをワイヤボンディング(wire bonding)でなくバンプ(bump)を用いて連結する方式を利用する。
一方、従来は、メタルマスク印刷(Metal Mask Printing、MMP)法を用いてバンプを製作していたが、最近、バンプピッチ(pitch)の微細化及び生産性の確保のために、ドライフィルムレジスト(Dry Film Resist、DFR)を用いたブルーステンシル印刷(Blue Stencil Printing、BSP)法が開発された。
前記BSP法は、バンプの形成や生産性の確保には有利であるが、ドライフィルム及び強アルカリ溶液を使用する場合、MMP法に比べ有機物の汚染不良が増加し、金属が損傷するなどの問題点があった。したがって、このBSP法に適する新しい剥離剤の開発が強く要求されている状況である。
一方、特許文献1には、印刷回路基板用剥離剤組成物が開示されているが、ドライフィルムレジストでなく、フォトレジストを剥離するためのものであって、除去物質を完全に除去できず、基板上に残渣が残るという問題点があった。
韓国公開特許第2000−0046480号公報
そこで、本発明者らは、ヒドロキシド系化合物、鎖状アミン化合物、及びトリアゾール化合物を含むドライフィルムレジスト剥離剤組成物を提供することにより、基板上のドライフィルムレジスト残渣が残ることを防止し、金属層の腐食を最小化することができることを見出し、本発明を成すに至った。
したがって、本発明の第1の目的は、基板上のドライフィルムレジスト残渣を完全に除去するとともに、金属層の腐食を最小化するために、ヒドロキシド系化合物、鎖状アミン化合物、及びトリアゾール化合物を含むドライフィルムレジスト剥離剤組成物を提供することにある。
本発明の第2の目的は、前記ドライフィルムレジスト剥離剤組成物を用いてドライフィルムレジストを除去する方法を提供することにある。
前記第1の目的を達成するための本発明の代表的な具現例によるドライフィルムレジスト剥離剤組成物(以下、「第1発明」)は、ヒドロキシド系化合物と、鎖状アミン化合物と、トリアゾール化合物と、純水(HO)と、を含む。
第1発明において、前記組成物は、0.5〜15重量%のヒドロキシド系化合物、1〜40重量%の鎖状アミン化合物、0.5〜5重量%のトリアゾール化合物、及び残部の純水を含有することを特徴とする。
第1発明において、前記組成物は、0.5〜5重量%のヒドロキシド系化合物、5〜15重量%の鎖状アミン化合物、0.5〜5重量%のトリアゾール化合物、及び残部の純水を含有することを特徴とする。
第1発明において、前記組成物は、グリコール、有機酸、界面活性剤、有機溶媒、消泡剤、またはこれらの混合物をさらに含むことを特徴とする。
第1発明において、前記ヒドロキシド系化合物は、無機アルカリヒドロキシドまたはアルキルアンモニウムヒドロキシドであることを特徴とする。
第1発明において、前記アルキルアンモニウムヒドロキシドは、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、またはこれらの混合物であることを特徴とする。
第1発明において、前記アルキルアンモニウムヒドロキシドは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドであることを特徴とする。
第1発明において、前記鎖状アミン化合物は、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、及びN−メチルエタノールアミンからなる群から選択される一つ以上であることを特徴とする。
第1発明において、前記鎖状アミン化合物は、モノエタノールアミンであることを特徴とする。
第1発明において、前記トリアゾール化合物は、トリルトリアゾールであることを特徴とする。
第1発明において、前記純水(HO)は、18(MΩ)以上の比抵抗を有することを特徴とする。
本発明の第2の目的を達成するためのドライフィルムレジストの除去方法(以下、「第2発明」)は、所定の回路パターンが形成された基板上にドライフィルムをラミネートする段階と、前記ラミネートされたドライフィルムを部分的に露光することでドライフィルム露光部及びドライフィルム非露光部を形成する段階と、前記ドライフィルム露光部を現像及び除去することで開口部を形成する段階と、前記開口部が形成された回路パターン上に半田ボールを設ける段階と、前記本発明の多様な具現例によるドライフィルムレジスト剥離剤組成物を前記ドライフィルム非露光部に接触させる段階と、を含む。
第2発明において、前記ドライフィルムレジストの除去方法は、前記接触させる段階の後に、ドライフィルムレジスト残渣を水洗する段階をさらに含むことを特徴とする。
本発明の多様な具現例によるドライフィルムレジスト剥離剤組成物は、前記剥離剤と接触される金属層の腐食を最小化するとともに、ドライフィルムレジストを完全に除去することができる、優れた効果を有する。
本発明の一具現例によるドライフィルムレジスト剥離剤組成物を用いてドライフィルムレジストを除去する方法を示す工程図である。 通常の金パッド(Au pad)を示す写真である。 本発明の実施例3によるドライフィルムレジスト剥離液を用いて金パッド上のドライフィルムレジストを剥離した結果を示す写真である。 本発明の比較例2によるドライフィルムレジスト剥離液を用いて金パッド上のドライフィルムレジストを剥離した結果を示す写真である。 通常の半田ボール(Sn/Pb)を示す写真である。 本発明の実施例3によるドライフィルムレジスト剥離液を用いてドライフィルムレジストを除去した後の半田ボール表面の腐食有無を測定した結果を示す写真である。 本発明の比較例2によるドライフィルムレジスト剥離液を用いてドライフィルムレジストを除去した後の半田ボール表面の腐食有無を測定した結果を示す写真である。 通常の銅パッド(Cu pad)を示す写真である。 本発明の実施例3によるドライフィルムレジスト剥離液を用いてドライフィルムレジストを除去した後の銅パッド表面の腐食有無を測定した結果を示す写真である。 本発明の比較例2によるドライフィルムレジスト剥離液を用いてドライフィルムレジストを除去した後の銅パッド表面の腐食有無を測定した結果を示す写真である。
本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第1」、「第2」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
本発明の代表的な具現例によるドライフィルムレジスト剥離剤組成物は、ヒドロキシド系化合物と、鎖状アミン化合物と、トリアゾール化合物と、純水と、を含む。
(ヒドロキシド系化合物)
本発明の代表的な具現例によるドライフィルムレジスト剥離剤組成物中のヒドロキシド系化合物は、無機アルカリヒドロキシドまたはアルキルアンモニウムヒドロキシドである。前記アルキルアンモニウムヒドロキシドとしては、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド(Tetraethyl ammonium hydroxide)、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(Tetramethyl ammonium hydroxide)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(Tetrabutyl ammonium hydroxide)、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド(trimethylbenzil ammonium hydroxide)、またはこれらの混合物を用いることができ、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを用いることが最も好適である。
前記剥離剤組成物中のヒドロキシド系化合物は、特に制限されないが、0.5〜15重量%含有させることができ、特に、0.5〜5重量%含有させることが好適である。前記ヒドロキシド系化合物の使用量が0.5重量%未満であると、ドライフィルムレジストを構成している高分子物質への浸透能力が劣るため、前記ドライフィルムレジストを完全に除去することが困難となる恐れがあり、15重量%を超過すると、ドライフィルムレジストの除去時間が長くなって、金属膜が腐食するなどの悪影響を与える恐れがある。
(鎖状アミン化合物)
本発明の代表的な具現例によるドライフィルムレジスト剥離剤組成物中の鎖状アミン化合物としては、モノエタノールアミン(monoethanol amine)、ジエタノールアミン(diethanol amine)、トリエタノールアミン(triethanol amine)、プロパノールアミン(propanol amine)、ジプロパノールアミン(dipropanol amine)、トリプロパノールアミン(tripropanol amine)、イソプロパノールアミン(isopropanol amine)、ジイソプロパノールアミン(diisopropanol amine)、トリイソプロパノールアミン(triisopropanol amine)、2−(2−アミノエトキシ)エタノール(2−(2−aminoethoxy)ethanol)、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール(2−(2−aminoethylamino)ethanol)、N,N−ジメチルエタノールアミン(N,N−dimethylethanol amine)、N,N−ジエチルエタノールアミン(N,N−diethylethanol amine)、N−メチルエタノールアミン(N−methylethanol amine)、N−エチルエタノールアミン(N−ethylethanol amine)、N−ブチルエタノールアミン(N−butylethanol amine)、及びN−メチルエタノールアミン(N−methylethanol amine)からなる群から選択される一つ以上を用いることができ、モノエタノールアミンを用いることが最も好適である。
前記剥離剤組成物中の鎖状アミン化合物は、特に制限されないが、1〜40重量%含有させることができ、特に、5〜15重量%含有させることが好適である。前記鎖状アミン化合物の使用量が1重量%未満であると、ドライフィルムレジストを完全に除去することが困難となる恐れがあり、40重量%を超過すると、前記剥離剤組成物に含有される他の物質の含量が減少するため、ドライフィルムレジストの除去時間が長くなって、金属膜が腐食する恐れがある。
(トリアゾール化合物)
本発明の代表的な具現例によるドライフィルムレジスト剥離剤組成物中のトリアゾール化合物は、腐食防止剤として用いられるものであって、前記トリアゾール化合物に含有されている官能基が金属膜に化学的または物理的に結合する。前記トリアゾール化合物により、電解質の役割をする剥離剤と金属膜との間で電子が交換されることが根本的に防止されるため、金属膜が酸化されず、腐食が発生しない。前記トリアゾール化合物としては、トリルトリアゾール(tolyltriazole)を用いることが最も好適である。
前記剥離剤組成物中のトリアゾール化合物は、特に制限されないが、0.5〜5重量%含有させることが好適である。前記トリアゾール化合物の使用量が0.5重量%未満であると、アミン化合物が含有されたドライフィルムレジスト剥離液で腐食防止の役割を果たすことができない恐れがあり、5重量%を超過すると、前記剥離剤組成物に含有される他の物質の含量が減少するため、ドライフィルムレジストを完全に除去できず、経済性が低下する恐れがある。
(純水(HO))
本発明の代表的な具現例によるドライフィルムレジスト剥離剤組成物中の純水としては、イオン交換樹脂によって濾過された純水を用いることができ、18(MΩ)以上の比抵抗を有することが好適である。
前記剥離剤組成物中の純水の使用量は、特に制限されないが、上述の他の組成物の組成比に影響を与えない程度の量を用いることができる。
ドライフィルムレジスト剥離剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内で、他の成分をさらに含むことができる。この成分として、グリコール、有機酸、界面活性剤、有機溶媒、消泡剤、またはこれらの混合物を含むことができる。
前記グリコールとしては、エチレングリコールモノブチルエーテル(ethyleneglycol monobutyl ether)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(diethylene glycol monomethylether)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(diethylene glycol monobutylether)、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(diethylene glycol monoethylether)、エチレングリコール(ethylene glycol)、ヘキシレングリコール(hexylene glycol)、及びグリセロール(glycerol)からなる群から選択される一つ以上を用いることができる。
前記有機酸としては、酢酸(acetic acid)、クエン酸(citric acid)、シュウ酸(oxalic acid)、及びカプリル酸(caprylic acid)からなる群から選択される一つ以上を用いることができる。
前記有機溶媒としては、ジメチルスルホキシド(dimethylsulfoxide)を用いることが最も好適である。
本発明の代表的な具現例による剥離剤組成物を用いてドライフィルムレジストを除去する方法は、図1に図示された工程図を参照すれば分かる。先ず、所定の回路パターン10が形成された基板100上にドライフィルム20をラミネートした後、ラミネートされた前記ドライフィルムを部分的に露光することで、ドライフィルム露光部22及びドライフィルム非露光部21を形成する。次いで、前記ドライフィルム非露光部21を、現像液を用いて除去することで開口部を形成した後、前記開口部の回路パターン10上に半田ボール30を形成する。その後、本発明のドライフィルムレジスト剥離剤組成物を用いてドライフィルム露光部22を除去する。
本発明の前記剥離剤組成物を用いることにより、ドライフィルム非露光部21の下層に存在する回路パターン10及び前記回路パターン10上の半田ボール30の腐食を最小化するとともに、ドライフィルム露光部22を完全に除去することができるという優れた効果がある。また、本発明に適用される前記剥離剤組成物は、ドライフィルム露光部22を除去する過程で、前記ドライフィルム露光部22の残渣が剥離剤組成物に溶解されないため、後で前記剥離剤組成物を再使用することができるという長所がある。
また、前記ドライフィルムレジストを除去する方法は、ドライフィルム露光部22を除去した後、ドライフィルムレジスト残渣を水洗する過程をさらに行うことができる。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をより具体的に説明するが、下記の例が本発明の範囲を限定するものではない。
(実施例1〜15)
下記表1に記載の成分及び組成比を用いて、常温(25℃)で約2時間撹拌してドライフィルムレジスト用剥離液を製造した。
(比較例1〜5)
同様に、下記表1に記載の成分及び組成比を用いて、常温(25℃)で約2時間撹拌してドライフィルムレジスト用剥離液を製造した。
TMAH:テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(tetramethyl ammonium hydroxide)
NMP:1−メチル−2−ピロリドン(1−methyl−2−pyrrolidone)
MEA:モノエタノールアミン(monoethanol amine)
TT:トリルトリアゾール(tolyltriazole)
NaOH:ソジウムヒドロキシド(sodium hydroxide)
HMTA:ヘキサメチレンテトラアミン(hexamethylenetetra amine)
(剥離力、腐食有無、及び剥離液の老化度の測定試験)
銅回路パターン及び半田ボールが形成された基板上に、ドライフィルムレジストをロール(roll)圧縮方式で温度約95℃、圧力3kgf/cmでラミネートして試験片を製作した。前記表1に示す実施例及び比較例で製造された剥離液約2kg及び前記製造された試験片を噴射装置に入れ、約50℃、1kgf/cmの条件で約4分間噴射した後、純水(HO)で洗浄し、窒素を用いて乾燥させた。前記試験片を肉眼及び顕微鏡(SEM)で観察して剥離力及び腐食有無を測定した。また、銅パッド(copper pad)試験片を100枚まで処理して、剥離液の老化による銅パッドの変色を肉眼で観察した。
(剥離力測定)
前記表2に示したように、剥離力を測定した結果、実施例1〜15で製造された剥離液を用いた場合が、比較例1〜5で製造された剥離液を用いた場合より優れた効果を示すことが分かる。
図2Aは、通常の金パッド(Au pad)を示す写真である。
図2B及び図2Cの写真を比較すると、図2Bは、実施例3で製造された剥離液を用いてドライフィルムレジストを除去した後の写真であって、表面に残渣がないことが分かる。しかし、図2Cは、比較例2で製造された剥離液を用いてドライフィルムレジストを除去した後の写真であって、パッドの外部に残渣が残っていて、パッドの縁部上にも残渣が残っていることを確認することができる。
(腐食有無の測定)
前記表2に示したように、ドライフィルムレジストを除去した後の半田ボール(Sn/Pb)及び銅パッド(Cu pad)の腐食有無を測定した結果、実施例1〜15で製造された剥離液を用いた場合が、比較例1〜5で製造された剥離液を用いた場合より優れた効果を示すことが分かる。
図3A及び図4Aは、通常の半田ボール及び銅パッドを示す写真である。
図3B及び図3Cの写真を比較すると、図3Bは、実施例3で製造された剥離液を用いてドライフィルムレジストを除去した後の半田ボール表面の写真であって、前記表面が腐食されていないことを確認することができる。しかし、図3Cは、比較例2で製造された剥離液を用いてドライフィルムレジストを除去した後の半田ボール表面の写真であって、前記表面が腐食されて損傷されたことを確認することができる。
同様に、図4B及び図4Cの写真を比較すると、図4Bは、実施例3で製造された剥離液を用いてドライフィルムレジストを除去した後の銅パッド表面の写真であって、前記表面が腐食されていないことを確認することができる。しかし、図4Cは、比較例2で製造された剥離液を用いてドライフィルムレジストを除去した後の銅パッド表面の写真であって、前記表面が腐食されて損傷されたことを確認することができる。
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
本発明は、ドライフィルムレジスト剥離剤組成物及びそれを用いたドライフィルムレジストの除去方法に適用可能である。
10 回路パターン
20 ドライフィルム
21 ドライフィルム非露光部
22 ドライフィルム露光部
30 半田ボール
100 基板

Claims (13)

  1. ヒドロキシド系化合物と、
    鎖状アミン化合物と、
    トリアゾール化合物と、
    純水(HO)と、を含むドライフィルムレジスト剥離剤組成物。
  2. 前記組成物は、0.5〜15重量%のヒドロキシド系化合物、1〜40重量%の鎖状アミン化合物、0.5〜5重量%のトリアゾール化合物、及び残部の純水を含有することを特徴とする、請求項1に記載のドライフィルムレジスト剥離剤組成物。
  3. 前記組成物は、0.5〜5重量%のヒドロキシド系化合物、5〜15重量%の鎖状アミン化合物、0.5〜5重量%のトリアゾール化合物、及び残部の純水を含有することを特徴とする、請求項1に記載のドライフィルムレジスト剥離剤組成物。
  4. 前記組成物は、グリコール、有機酸、界面活性剤、有機溶媒、消泡剤、またはこれらの混合物をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のドライフィルムレジスト剥離剤組成物。
  5. 前記ヒドロキシド系化合物は、無機アルカリヒドロキシドまたはアルキルアンモニウムヒドロキシドであることを特徴とする、請求項1に記載のドライフィルムレジスト剥離剤組成物。
  6. 前記アルキルアンモニウムヒドロキシドは、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、またはこれらの混合物であることを特徴とする、請求項5に記載のドライフィルムレジスト剥離剤組成物。
  7. 前記アルキルアンモニウムヒドロキシドは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドであることを特徴とする、請求項5に記載のドライフィルムレジスト剥離剤組成物。
  8. 前記鎖状アミン化合物は、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、及びN−メチルエタノールアミンからなる群から選択される一つ以上であることを特徴とする、請求項1に記載のドライフィルムレジスト剥離剤組成物。
  9. 前記鎖状アミン化合物は、モノエタノールアミンであることを特徴とする、請求項1に記載のドライフィルムレジスト剥離剤組成物。
  10. 前記トリアゾール化合物は、トリルトリアゾールであることを特徴とする、請求項1に記載のドライフィルムレジスト剥離剤組成物。
  11. 前記純水(HO)は、18(MΩ)以上の比抵抗を有することを特徴とする、請求項1に記載のドライフィルムレジスト剥離剤組成物。
  12. 所定の回路パターンが形成された基板上にドライフィルムをラミネートする段階と、
    前記ラミネートされたドライフィルムを部分的に露光することでドライフィルム露光部及びドライフィルム非露光部を形成する段階と、
    前記ドライフィルム非露光部を現像及び除去することで開口部を形成する段階と、
    前記開口部が形成された回路パターン上に半田ボールを設ける段階と、
    請求項1乃至11の何れか一項に記載のドライフィルムレジスト剥離剤組成物を前記ドライフィルム露光部に接触させる段階と、を含むドライフィルムレジストの除去方法。
  13. 前記接触させる段階の後に、ドライフィルムレジスト残渣を水洗する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項12に記載のドライフィルムレジストの除去方法。
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