JP4477767B2 - 金属電極パターン形成方法および金属膜剥離除去用接着シート - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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および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関するものである。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関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスとしては、アルミ電極等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。
【０００３】
半導体デバイスの製造における前記金属電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。
【０００４】
また、最近では、前記金属電極パターンの形成方法として、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、従来知られている金属膜剥離除去用接着シートでは、金属膜表面に対する十分な接着性が得られていなかったため、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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、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に金属膜剥離除去用接着シートを貼り付け、引き剥がしにより絶縁部表面の金属膜を良好に剥離除去して半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンを形成する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
また本発明は前記金属電極パターン形成方法に用いる金属膜剥離除去用接着シートを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題点を解決するため鋭意検討した結果、金属電極パターン形成方法において用いる金属膜剥離除去用接着シートの接着層を構成する接着剤として、接着シートの貼り付け時と引き剥がし時において、接着シートの接着層を構成する接着剤の貯蔵弾性率の比が特定値以上のものが有効であるとの新たな知見を得た。本発明は、かかる新たな知見に基づいて完成されたものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、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に、金属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絶縁部表面の金属膜を剥離除去することにより、半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において、接着シートの貼り付け時と引き剥がし時における、接着シートの接着層を構成する接着剤の貯蔵弾性率の比（引き剥がし時／貼り付け時）を５以上となるように設定することを特徴とする金属電極パターン形成方法、に関する。
【０００９】
金属電極パターン形成方法において、接着シートの貼り付け時と引き剥がし時における、前記接着シートの接着層を構成する接着剤の貯蔵弾性率の比を前記範囲に設定することで、接着剤の貼り付け時における柔軟性が引き剥がし時に対して相対的によくなり、接着シートの金属膜への接着性が向上し、また引き剥がし時に応力が絶縁部と金属膜界面へかかりやすくなり、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。貯蔵弾性率の比が大きいほど接着性の向上効果が大きいため、前記貯蔵弾性率の比は５以上、さらには１０以上とするのが好ましい。なお、接着シートの引き剥がしは通常、常温で行う。一方、貼り付け時の温度等は、接着剤の貯蔵弾性率が前記比になるように、接着剤の種類に応じて適宜に設定する。
【００１０】
前記金属電極パターン形成方法において、接着シートの接着層を構成する接着剤としては、たとえば、ホットメルト型接着剤が好ましく用いられる。
【００１１】
接着シートの接着層にホットメルト型接着剤を用いている場合は、接着シートを加熱しながら、接着剤を軟化して貼り付けを行った後、接着シートの引き剥がしを行う常温に戻すことにより、接着剤の貯蔵弾性率を前記比になるように設定できる。貼り付け時の軟化により接着剤は金属膜表面に対して大きな接触面積を得ることができる。これにより、ホットメルト型接着剤を用いた接着シートは、感圧性接着剤を用いた接着シートに比べて、接着シートと金属膜表面の接着性が良好になる。その結果、金属膜の絶縁部からの剥離性が向上し、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。かかる方法により形成された金属電極パターンは、バンプとの濡れ性がよく、半導体デバイスの製造に良好である。
【００１２】
前記接着シートの接着層としてホットメルト型接着剤を用いた金属電極パターン形成方法において、前記接着シートの接着層を構成するホットメルト型接着剤の１００℃における貯蔵弾性率は、１×１０6 Ｐａ未満であることが好ましい。ホットメルト型接着剤の１００℃における貯蔵弾性率は、１×１０5 Ｐａ以下、さらには５×１０4 Ｐａ以下が好ましく、一方、好ましい下限は５×１０2 Ｐａ以上である。１００℃において、貯蔵弾性率が前記範囲のものは、接着シートの貼り付け時において、接着剤が十分に軟化し、金属膜との接着性が良好であり、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。
【００１３】
前記接着シートの接着層としてホットメルト型接着剤を用いた金属電極パターン形成方法において、前記接着シートの接着層を構成するホットメルト型接着剤の２０℃における貯蔵弾性率は、１×１０6 Ｐａ以上であることが好ましい。ホットメルト型接着剤の２０℃における貯蔵弾性率は、５×１０6 Ｐａ以上、さらには１×１０7 Ｐａ以上が好ましく、一方、好ましい上限は１×１０9 Ｐａ以下である。２０℃において、貯蔵弾性率が前記範囲のものは、接着シートの金属膜からの引き剥がし時において、接着剤が高弾性率化しているため、剥離応力が、接着剤と金属膜との界面へかかりやすい状態となっている。このことにより、金属膜の剥離不良が著しく減少し、良好な剥離結果を得ることができ、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。
【００１４】
また、前記金属電極パターン形成方法において、接着シートの接着層を構成する接着剤としては、たとえば、硬化型接着剤が好ましく用いられる。
【００１５】
接着シートの接着層に硬化型接着剤を用いている場合は、接着剤が未硬化の状態で接着シートを貼り付け、貼り付け後に接着剤を硬化させることにより接着層を高弾性率化して、貯蔵弾性率を前記比になるように設定できる。貼り付け時の硬化前の接着剤は金属膜表面に対して大きな接触面積を得ることができる。これにより、硬化型接着剤を用いた接着シートは、感圧性接着剤を用いた接着シートに比べて、接着シートと金属膜表面の接着性が良好になる。その結果、金属膜の絶縁部からの剥離性が向上し、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。かかる方法により形成された金属電極パターンは、バンプとの濡れ性がよく、半導体デバイスの製造に良好である。
【００１６】
前記接着シートの接着層として硬化型接着剤を用いた金属電極パターン形成方法において、接着シートの接着層を構成する接着剤の硬化前の２０℃における貯蔵弾性率は、１×１０6 Ｐａ未満であることが好ましい。未硬化の硬化型接着剤の２０℃における貯蔵弾性率は、１×１０5 Ｐａ以下、さらには５×１０4 Ｐａ以下が好ましく、一方、好ましい下限は５×１０2 Ｐａ以上である。２０℃における貯蔵弾性率が前記範囲の未硬化の硬化型接着剤は、接着シートの貼り付け時において、接着剤と金属膜との接着性が良好であり、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。また、貼り付け時の貯蔵弾性率が前記範囲のものは、十分な接着面積が得られ、硬化処理を行いながら貼り合わせを行う場合に、貼り合わせムラや、貼り合わせ時に気泡が生じない。
【００１７】
前記接着シートの接着層として硬化型接着剤を用いた金属電極パターン形成方法において、接着シートの接着層を構成する接着剤の硬化後の２０℃における貯蔵弾性率は、１×１０6 Ｐａ以上であることが好ましい。硬化した接着剤の２０℃における貯蔵弾性率は、５×１０6 Ｐａ以上、さらには１×１０7 Ｐａ以上が好ましく、一方、好ましい上限は１×１０9 Ｐａ以下である。２０℃における貯蔵弾性率が前記範囲の硬化した接着剤は、接着シートの金属膜からの引き剥がし時において、接着剤が高弾性率化しているため、剥離応力が、接着剤と金属膜との界面へかかりやすい状態となっている。このことにより、金属膜の剥離不良が著しく減少し、良好な剥離結果を得ることができ、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。また、引き剥がし時の貯蔵弾性率が前記範囲のものは、接着剤と金属膜との界面の応力が高く、剥がれムラが生ない。
【００１８】
さらに、本発明は、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に貼り付けられ、引き剥がしにより絶縁部表面の金属膜を剥離除去して、半導体基板上の電極部に金属電極パターンを形成するために用いられる金属膜剥離除去用接着シートにおいて、接着シートの貼り付け時と引き剥がし時における、接着シートの接着層を構成する接着剤の貯蔵弾性率の比（引き剥がし時／貼り付け時）が５以上となるように設定されていること特徴とする金属膜剥離除去用接着シート、に関する。
【００１９】
前記同様、接着シートの接着層を構成する接着剤がホットメルト型接着剤または硬化型接着剤あるのが有効である。
【００２０】
接着シートの接着層を構成するホットメルト型接着剤としては、接着シートの接着層を構成する接着剤の１００℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ未満であるものが有効である。また、接着シートの接着層を構成するホットメルト型接着剤としては、接着シートの接着層を構成する接着剤の２０℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ以上であるものが有効である。
【００２１】
接着シートの接着層を構成する硬化型接着剤としては、接着シートの接着層を構成する接着剤の硬化前の２０℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ未満であるものが有効である。また、接着シートの接着層を構成する硬化型接着剤としては、接着シートの接着層を構成する接着剤の硬化後の２０℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ以上であるものが有効である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の金属電極パターン形成方法を、図面を参照しながら説明する。
図１は、半導体基板１上に電極部４と絶縁部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。
【００２３】
半導体基板１としては、シリコン基板等があげられる。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。
【００２４】
図２は、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７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。これらのなかでも金を用いるのが好ましい。
【００２５】
金属膜は、図２に示すように金属膜５，６，７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、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。これらのなかでもチタン薄膜が好ましい。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。これらのなかでもニッケル薄膜が好ましい。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。
【００２６】
本発明の金属電極パターン形成方法は、図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、金属膜剥離除去用接着シート８の接着層ａを貼り付け、その後、当該接着シート８を引き剥がす。接着層ａは１層または２層以上形成されている。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除去され、図４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。なお、形成される金属電極パターンは、実用上問題ない程度であれば、絶縁部と金属膜界面が１００％パターニングされている必要はなく絶縁部上に金属膜の一部が剥離されずに残っていてよい。
【００２７】
接着シート８の貼り付け温度、引き剥がし温度、その他の条件は、接着剤の貯蔵弾性率の比（引き剥がし時／貼り付け時）が前記範囲になるように、使用する接着層ａの種類により適宜に調整する。
【００２８】
接着シート８の接着層ａとして、たとえば、ホットメルト接着剤を用いた場合には、接着シート８の接着層を構成する接着剤が軟化する温度で貼り付けを行う。貼り付け温度は、接着剤の種類によって適宜に決定されるが、通常、７０〜１３０℃程度とするのが好ましい。また、接着シート８の引き剥がし温度は、通常、常温であり、１５〜３０℃程度とするのが好ましい。
【００２９】
また接着シート８の接着層ａに用いられる、硬化型接着剤としては熱硬化型接着剤、光硬化型接着剤等があげられる。これらのなかでも、簡便性の点で熱硬化型接着剤が好ましい。これら硬化型接着剤は、接着シート８の接着層ａを構成する接着剤が流動性を有し、被着体表面に濡れやすく、十分接着力を発現できる状態で貼り付けが行われる。硬化型接着剤の貼り付け温度は、接着剤の種類によって適宜に決定される。貼り付け温度は、通常、常温であるが、２０〜１００℃未満の硬化型接着剤が硬化しない温度で熱処理を行いながら貼り合わせることもできる。次いで、熱硬化型の場合には１００℃以上、好ましくは１２０〜１６０℃で接着剤を熱硬化または湿熱硬化させ、高弾性化する。光硬化型の場合には紫外線等を照射して光硬化させ、高弾性化する。接着シート８の引き剥がし温度は、通常、常温であり、１５〜３０℃程度とするのが好ましい。
【００３０】
かかる本発明の金属電極パターン形成方法により、図４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。
【００３１】
前記金属電極パターンの形成に用いる、本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、前記特定の貯蔵弾性率を有する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。
【００３２】
シート基材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、アセチルセルロース、ポリイミドなどのプラスチックフィルムやこれらを導電化したもの、金属箔、紙製基材等の一般的な接着シートに用いられる基材があげられる。またシート基材の厚さは特に制限されないが、通常、１０〜１００μｍ程度である。
【００３３】
一方、シート基材上に形成される接着層の厚さは、通常５〜３００μｍ程度、好ましくは１０〜１８０μｍ程度である。
【００３４】
接着層を形成する接着剤としては、各種接着剤を使用できる。ホットメルト型接着剤には、一般的なホットメルト型接着剤に適用されるベースポリマーが用いられる。かかるベースポリマーとしては、エチレン−酢酸ビニル共重合系ポリマー、アクリル系ポリマー、イオノマー、ポリエステル、ポリアミド等の公知の各種のものをいずれも使用できるが、特にエチレン−酢酸ビニル共重合系ポリマーを使用するのが好ましい。
【００３５】
本発明の接着シートの接着層を形成するホットメルト型接着剤は、各種ベースポリマーに加えて、粘着付与剤、ワックス等を適宜に配合した接着剤組成物とすることもできる。粘着付与剤等の配合割合は、特に制限されないが、本発明の目的を損なわない範囲で用いる。
【００３６】
粘着付与剤としては、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、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。
【００３７】
また、ワックスとしては、ホットメルト接着剤において用いられるものを使用でき、具体的にはパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油系ワックス、フィシャー・トロプシュワックス、低分子量ポリエチレンワックスなどの合成ワックスがあげられる。ワックスにより接着剤組成物の溶融粘度を調整できる。
【００３８】
また、熱硬化型接着剤としては、一般的なメラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂（エポキシ化ＳＢＳ型ブロックゴム等のエポキシ化樹脂を含む）、ポリウレタン系樹脂（イソシアネート化合物）、不飽和ポリエステル、アクリレート基含有樹脂等があげられる。また、熱硬化型接着剤としては、前記熱硬化性成分をベースポリマーまたは架橋成分として、アクリル系ポリマー、合成ゴム、スチレン系ブロックゴム（ＳＢＳ型ブロックゴム、官能基を有するスチレンブロックポリマー等）、エチレン−酢酸ビニル共重合系ポリマー、イオノマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン系ポリマー等のベースポリマーに配合したもの等を使用できる。前記熱硬化性接着剤には、本発明の目的を損なわない範囲で前記粘着付与剤等を適宜に配合できる。
【００３９】
また前記例示のホットメルト型接着剤、熱硬化型接着剤には、さらに熱硬化型または光硬化型の重合性化合物を併用して、熱硬化型または光硬化型接着剤とすることもできる。重合性化合物としては、（メタ）アクリロイル基を官能基として有するものを例示でき、たとえば、フエ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、等があげられる。各種重合性化合物は特に制限されず各種のものを使用できる。オリゴマー成分の平均分子量は、通常１万以下である。
【００４０】
さらに、前記接着剤（接着剤組成物を含む）には必要に応じて充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、界面活性剤、帯電防止剤、カップリング剤（チタン、系、シラン系等）、軟化剤、金属酸化物（酸化マグネシウム、酸化亜鉛等やその水和物）等を適宜使用できる。
【００４１】
【実施例】
以下に、実施例によって本発明を具体的に説明するが、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。
【００４２】
実施例１
エチレン−酢酸ビニル共重合体（住友化学工業（株）製，商品名：スミテートＨＡ２０）１００重量部、ロジン系粘着付与樹脂（荒川化学工業（株）製，商品名：パインクリスタルＫＲ−８５）１２０重量部からなる接着剤組成物を、厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、厚さ４０μｍの接着層になるようにホットメルトコーターを用いて製膜塗工し、接着シートを作製した。
【００４３】
前記接着剤組成物の粘弾性スペクトルを図５に示す。図５の通り、当該接着剤組成物の１００℃における貯蔵弾性率は７．４×１０3 Ｐａ、２０℃における貯蔵弾性率は１．４×１０7 Ｐａであった。なお、貯蔵弾性率の測定は、厚さ０．５ｍｍ、直径８ｍｍの円盤状に成形した接着剤組成物を、粘弾性スぺクトロメーター（レオメトリック・サイエンティフィク社製、装置名ＡＲＥＳ）によりパラレルプレート法（測定周波数１Ｈｚ）によって測定した。
【００４４】
次に、この接着シートを、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、この温度で１分間加熱保持し、室温まで冷却したのち、上記接着シートを３００ｍｍ／分の速度で引き剥がしたところ、絶縁部３上の金属膜５，６，７のみが、接着シートと共に剥離除去され、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。
【００４５】
実施例２
実施例１において、接着剤組成物として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（三井・デュポンポリケミカル（株）製，商品名：ＥＶＡＦＬＥＸ４１０）１００重量部、ロジン系粘着付与剤（荒川化学工業（株）製，商品名：スーパーエステルＡ−７５）７０重量部からなる接着剤組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして、接着シートを作製した。
【００４６】
前記接着剤組成物の粘弾性スぺクトルを実施例１と同様にして測定したところ、１００℃における貯蔵弾性率は８．５×１０5 Ｐａ、２０℃における貯蔵弾性率は１．５×１０7 Ｐａであった。
【００４７】
次に、この接着シートを、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、この温度で１分間加熱保持し、室温まで冷却したのち、上記接着シートを引き剥がしたところ、絶縁部３上の金属膜５，６，７が、接着シートと共に、部分的に約５０％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。
【００４８】
比較例１
アクリル酸ブチル／アクリロニトリル／アクリル酸＝８５／１５／１（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７０万、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）＝５．６）の２０％トルエン溶液１００重量部に、フタル酸ジオクチル６重量部、非イオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製，商品名：ＥＰ−１２０Ａ）０．２重量部、メラミン架橋剤（大日本インキ化学工業（株）製，商品名：スーパーベツカミンＪ−８２０−６０Ｎ）０．８重量部およびポリイソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン製；コロネートＬ）０．６重量部を配合した接着剤組成物（トルエン溶液）を、厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上のシリコン処理面に塗布し、乾燥オーブンにて１３０℃で各々３分間乾燥し、これを厚さ１３５μｍのＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）フィルムでラミネートすることで接着層の厚みが４５μｍの接着シートを作製した。
【００４９】
前記接着剤組成物の粘弾性スぺクトルを実施例１と同様にして測定したところ、１００℃における貯蔵弾性率の値は１．８×１０6 Ｐａ、２０℃における貯蔵弾性率の値は２．６×１０6 Ｐａであった。
【００５０】
このようにして作製した接着シートを実施例１と同様の条件にて図２に示す半導体基板１上の金属膜７に貼り付けた。室温まで冷却した後、接着シートを引き剥がしたが、絶縁膜上の金属膜５，６，７は全く除去されなかった。
【００５１】
実施例３
ＳＢＳ型ブロックゴム（スチレン−ブタジエン−スチレン，シェル化学（株）製，商品名：ＴＲＫＸ６５Ｓ，スチレンの割合２８重量％，メルトインデックス：６ｇ／ｍｉｎ（２００℃，５ｋｇ））７０重量部およびエポキシ化ＳＢＳ型ブロックゴム（ダイセル化学工業 (株）製，商品名：エポフレンド）３０重量部をベースポリマー（合計１００重量部）とし、粘着付与剤として石油系樹脂（荒川化学工業（株）製，商品名アルコンＰ−７０）３０重量部とロジン系樹脂（荒川化学工業（株）製，商品名ＫＲ−８５）３０重量部および酸化防止剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製，商品名イルガノックス＃１０１０）２重量部からなる接着剤組成物をニーダーにて混合し、トルエンで希釈して溶液とした。この溶液を厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、厚さ４０μｍになるように、ロールコーターにより製膜塗工した後、接着シートを作製した。前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は５×１０5 Ｐａであった。
【００５２】
この接着シートを、図２に示す半導体基板１上の金属膜７に常温でラミネートロールを用いて貼り付けた。その後、１７０℃で５分間加熱した。加熱硬化処理した前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は６×１０7 Ｐａであった。室温まで冷却したのち、上記接着シートを３００ｍｍ／分の速度で引き剥がしたところ、絶縁部３上の金属膜５，６，７のみが、接着シートと共に剥離除去され、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。
【００５３】
実施例４
アクリル酸ブチル／アクリル酸＝９５／５（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６０万、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）＝１０）１００重量部、フェノール系樹脂（群栄化学（株）製，商品名レジトップ４６０９）７０重量部、架橋剤としてポリイソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン製；コロネートＨＬ）１０重量部およびメラミン架橋剤（大日本インキ化学工業（株）製，商品名スーパーベッカミンＪ−８２０）５重量部を配合した接着剤組成物（トルエン溶液）を９０℃で厚さが６０μｍのポリプロピレン／ポリエチレンのブレンドフィルムのコロナ面に塗布した後、乾燥処理して、接着層の厚さ３０μｍの接着シートを作製した。前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は５×１０5 Ｐａであった。
【００５４】
この接着シートを、図２に示す半導体基板１上の金属膜７に常温でラミネートロールを用いて貼り付けた。その後、１５０℃で５分間加熱した。加熱硬化処理した前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は５×１０6 Ｐａであった。室温まで冷却したのち、上記接着シートを３００ｍｍ／分の速度で引き剥がしたところ、絶縁部３上の金属膜５，６，７のみが、接着シートと共に剥離除去され、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。
【００５５】
比較例２
エチレン−酢酸ビニル共重合体（三井デュポンポリケミカル (株）製，商品名エバフレックスＥＶ２６０，軟化点４１℃，酢酸ビニルの割合２８重量％）１００重量部、アルキルフェノール系樹脂（住友化学工業 (株）製，商品名スミライトレジンＰＲ１２６０３，軟化点１３０℃）５０重量部および酸化防止剤（フェノール系）２重量部からなる接着剤組成物を、５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上にホットメルトコーターにより塗工し、接着層の厚さ４０μｍの接着シートを作製した。前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は５×１０7 Ｐａであった。
【００５６】
この接着シートを、図２に示す半導体基板１上の金属膜７に常温でラミネートロールを用いて貼り付けた。その後、１２０℃で５分間加熱した。貼り合わせ時に十分密着していないため、浮き、剥がれが部分的に生じた。加熱硬化処理した前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は５．９×１０7 Ｐａであった。室温まで冷却したのち、上記接着シートを３００ｍｍ／分の速度で引き剥がしたところ、絶縁膜上の金属膜５，６，７は十分に除去されなかった。
【００５７】
比較例３
アクリル酸ブチル／アクリル酸＝９５／５（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６０万、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）＝１０）１００重量部、メラミン架橋剤（大日本インキ化学工業（株）製，商品名：スーパーベツカミンＪ−８２０）０．５重量部およびポリイソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン製；コロネートＬ）０．０５重量部を配合した接着剤組成物（トルエン溶液）を、厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布した後、乾燥処理し、接着層の厚さ３０μｍの接着シートを作製した。前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は３×１０5 Ｐａであった。
【００５８】
この接着シートを、図２に示す半導体基板１上の金属膜７に常温でラミネートロールを用いて貼り付けた。その後、１００℃で５分間加熱した。加熱硬化処理した前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は４×１０5 Ｐａであった。室温まで冷却したのち、上記接着シートを引き剥がしたところ、絶縁部３上の金属膜５，６，７は全く除去されなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】絶縁部と電極部を有する半導体基板の断面図である。
【図２】図１の絶縁部と電極部の表面に金属膜が設けられたもの断面図である。
【図３】図２の金属膜に金属膜剥離除去用接着シートを貼り付ける工程である。
【図４】図３で金属膜に貼り付けた金属膜剥離除去用接着シートを剥離除去する工程である。
【図５】実施例１の接着組成物の温度変化に伴う貯蔵弾性率の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 半導体基板
３ 絶縁部
４ 電極部
５，６，７ 金属膜
８ 接着シート
ａ 接着層
【発明の属する技術分野】
本発明は、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および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関するものである。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関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスとしては、アルミ電極等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。
【０００３】
半導体デバイスの製造における前記金属電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。
【０００４】
また、最近では、前記金属電極パターンの形成方法として、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、従来知られている金属膜剥離除去用接着シートでは、金属膜表面に対する十分な接着性が得られていなかったため、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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、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に金属膜剥離除去用接着シートを貼り付け、引き剥がしにより絶縁部表面の金属膜を良好に剥離除去して半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンを形成する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
また本発明は前記金属電極パターン形成方法に用いる金属膜剥離除去用接着シートを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題点を解決するため鋭意検討した結果、金属電極パターン形成方法において用いる金属膜剥離除去用接着シートの接着層を構成する接着剤として、接着シートの貼り付け時と引き剥がし時において、接着シートの接着層を構成する接着剤の貯蔵弾性率の比が特定値以上のものが有効であるとの新たな知見を得た。本発明は、かかる新たな知見に基づいて完成されたものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、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に、金属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絶縁部表面の金属膜を剥離除去することにより、半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において、接着シートの貼り付け時と引き剥がし時における、接着シートの接着層を構成する接着剤の貯蔵弾性率の比（引き剥がし時／貼り付け時）を５以上となるように設定することを特徴とする金属電極パターン形成方法、に関する。
【０００９】
金属電極パターン形成方法において、接着シートの貼り付け時と引き剥がし時における、前記接着シートの接着層を構成する接着剤の貯蔵弾性率の比を前記範囲に設定することで、接着剤の貼り付け時における柔軟性が引き剥がし時に対して相対的によくなり、接着シートの金属膜への接着性が向上し、また引き剥がし時に応力が絶縁部と金属膜界面へかかりやすくなり、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。貯蔵弾性率の比が大きいほど接着性の向上効果が大きいため、前記貯蔵弾性率の比は５以上、さらには１０以上とするのが好ましい。なお、接着シートの引き剥がしは通常、常温で行う。一方、貼り付け時の温度等は、接着剤の貯蔵弾性率が前記比になるように、接着剤の種類に応じて適宜に設定する。
【００１０】
前記金属電極パターン形成方法において、接着シートの接着層を構成する接着剤としては、たとえば、ホットメルト型接着剤が好ましく用いられる。
【００１１】
接着シートの接着層にホットメルト型接着剤を用いている場合は、接着シートを加熱しながら、接着剤を軟化して貼り付けを行った後、接着シートの引き剥がしを行う常温に戻すことにより、接着剤の貯蔵弾性率を前記比になるように設定できる。貼り付け時の軟化により接着剤は金属膜表面に対して大きな接触面積を得ることができる。これにより、ホットメルト型接着剤を用いた接着シートは、感圧性接着剤を用いた接着シートに比べて、接着シートと金属膜表面の接着性が良好になる。その結果、金属膜の絶縁部からの剥離性が向上し、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。かかる方法により形成された金属電極パターンは、バンプとの濡れ性がよく、半導体デバイスの製造に良好である。
【００１２】
前記接着シートの接着層としてホットメルト型接着剤を用いた金属電極パターン形成方法において、前記接着シートの接着層を構成するホットメルト型接着剤の１００℃における貯蔵弾性率は、１×１０6 Ｐａ未満であることが好ましい。ホットメルト型接着剤の１００℃における貯蔵弾性率は、１×１０5 Ｐａ以下、さらには５×１０4 Ｐａ以下が好ましく、一方、好ましい下限は５×１０2 Ｐａ以上である。１００℃において、貯蔵弾性率が前記範囲のものは、接着シートの貼り付け時において、接着剤が十分に軟化し、金属膜との接着性が良好であり、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。
【００１３】
前記接着シートの接着層としてホットメルト型接着剤を用いた金属電極パターン形成方法において、前記接着シートの接着層を構成するホットメルト型接着剤の２０℃における貯蔵弾性率は、１×１０6 Ｐａ以上であることが好ましい。ホットメルト型接着剤の２０℃における貯蔵弾性率は、５×１０6 Ｐａ以上、さらには１×１０7 Ｐａ以上が好ましく、一方、好ましい上限は１×１０9 Ｐａ以下である。２０℃において、貯蔵弾性率が前記範囲のものは、接着シートの金属膜からの引き剥がし時において、接着剤が高弾性率化しているため、剥離応力が、接着剤と金属膜との界面へかかりやすい状態となっている。このことにより、金属膜の剥離不良が著しく減少し、良好な剥離結果を得ることができ、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。
【００１４】
また、前記金属電極パターン形成方法において、接着シートの接着層を構成する接着剤としては、たとえば、硬化型接着剤が好ましく用いられる。
【００１５】
接着シートの接着層に硬化型接着剤を用いている場合は、接着剤が未硬化の状態で接着シートを貼り付け、貼り付け後に接着剤を硬化させることにより接着層を高弾性率化して、貯蔵弾性率を前記比になるように設定できる。貼り付け時の硬化前の接着剤は金属膜表面に対して大きな接触面積を得ることができる。これにより、硬化型接着剤を用いた接着シートは、感圧性接着剤を用いた接着シートに比べて、接着シートと金属膜表面の接着性が良好になる。その結果、金属膜の絶縁部からの剥離性が向上し、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。かかる方法により形成された金属電極パターンは、バンプとの濡れ性がよく、半導体デバイスの製造に良好である。
【００１６】
前記接着シートの接着層として硬化型接着剤を用いた金属電極パターン形成方法において、接着シートの接着層を構成する接着剤の硬化前の２０℃における貯蔵弾性率は、１×１０6 Ｐａ未満であることが好ましい。未硬化の硬化型接着剤の２０℃における貯蔵弾性率は、１×１０5 Ｐａ以下、さらには５×１０4 Ｐａ以下が好ましく、一方、好ましい下限は５×１０2 Ｐａ以上である。２０℃における貯蔵弾性率が前記範囲の未硬化の硬化型接着剤は、接着シートの貼り付け時において、接着剤と金属膜との接着性が良好であり、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。また、貼り付け時の貯蔵弾性率が前記範囲のものは、十分な接着面積が得られ、硬化処理を行いながら貼り合わせを行う場合に、貼り合わせムラや、貼り合わせ時に気泡が生じない。
【００１７】
前記接着シートの接着層として硬化型接着剤を用いた金属電極パターン形成方法において、接着シートの接着層を構成する接着剤の硬化後の２０℃における貯蔵弾性率は、１×１０6 Ｐａ以上であることが好ましい。硬化した接着剤の２０℃における貯蔵弾性率は、５×１０6 Ｐａ以上、さらには１×１０7 Ｐａ以上が好ましく、一方、好ましい上限は１×１０9 Ｐａ以下である。２０℃における貯蔵弾性率が前記範囲の硬化した接着剤は、接着シートの金属膜からの引き剥がし時において、接着剤が高弾性率化しているため、剥離応力が、接着剤と金属膜との界面へかかりやすい状態となっている。このことにより、金属膜の剥離不良が著しく減少し、良好な剥離結果を得ることができ、半導体基板上の電極部に確実に金属電極パターンが形成される。また、引き剥がし時の貯蔵弾性率が前記範囲のものは、接着剤と金属膜との界面の応力が高く、剥がれムラが生ない。
【００１８】
さらに、本発明は、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に貼り付けられ、引き剥がしにより絶縁部表面の金属膜を剥離除去して、半導体基板上の電極部に金属電極パターンを形成するために用いられる金属膜剥離除去用接着シートにおいて、接着シートの貼り付け時と引き剥がし時における、接着シートの接着層を構成する接着剤の貯蔵弾性率の比（引き剥がし時／貼り付け時）が５以上となるように設定されていること特徴とする金属膜剥離除去用接着シート、に関する。
【００１９】
前記同様、接着シートの接着層を構成する接着剤がホットメルト型接着剤または硬化型接着剤あるのが有効である。
【００２０】
接着シートの接着層を構成するホットメルト型接着剤としては、接着シートの接着層を構成する接着剤の１００℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ未満であるものが有効である。また、接着シートの接着層を構成するホットメルト型接着剤としては、接着シートの接着層を構成する接着剤の２０℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ以上であるものが有効である。
【００２１】
接着シートの接着層を構成する硬化型接着剤としては、接着シートの接着層を構成する接着剤の硬化前の２０℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ未満であるものが有効である。また、接着シートの接着層を構成する硬化型接着剤としては、接着シートの接着層を構成する接着剤の硬化後の２０℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ以上であるものが有効である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の金属電極パターン形成方法を、図面を参照しながら説明する。
図１は、半導体基板１上に電極部４と絶縁部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。
【００２３】
半導体基板１としては、シリコン基板等があげられる。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。
【００２４】
図２は、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７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。これらのなかでも金を用いるのが好ましい。
【００２５】
金属膜は、図２に示すように金属膜５，６，７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、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。これらのなかでもチタン薄膜が好ましい。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。これらのなかでもニッケル薄膜が好ましい。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。
【００２６】
本発明の金属電極パターン形成方法は、図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、金属膜剥離除去用接着シート８の接着層ａを貼り付け、その後、当該接着シート８を引き剥がす。接着層ａは１層または２層以上形成されている。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除去され、図４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。なお、形成される金属電極パターンは、実用上問題ない程度であれば、絶縁部と金属膜界面が１００％パターニングされている必要はなく絶縁部上に金属膜の一部が剥離されずに残っていてよい。
【００２７】
接着シート８の貼り付け温度、引き剥がし温度、その他の条件は、接着剤の貯蔵弾性率の比（引き剥がし時／貼り付け時）が前記範囲になるように、使用する接着層ａの種類により適宜に調整する。
【００２８】
接着シート８の接着層ａとして、たとえば、ホットメルト接着剤を用いた場合には、接着シート８の接着層を構成する接着剤が軟化する温度で貼り付けを行う。貼り付け温度は、接着剤の種類によって適宜に決定されるが、通常、７０〜１３０℃程度とするのが好ましい。また、接着シート８の引き剥がし温度は、通常、常温であり、１５〜３０℃程度とするのが好ましい。
【００２９】
また接着シート８の接着層ａに用いられる、硬化型接着剤としては熱硬化型接着剤、光硬化型接着剤等があげられる。これらのなかでも、簡便性の点で熱硬化型接着剤が好ましい。これら硬化型接着剤は、接着シート８の接着層ａを構成する接着剤が流動性を有し、被着体表面に濡れやすく、十分接着力を発現できる状態で貼り付けが行われる。硬化型接着剤の貼り付け温度は、接着剤の種類によって適宜に決定される。貼り付け温度は、通常、常温であるが、２０〜１００℃未満の硬化型接着剤が硬化しない温度で熱処理を行いながら貼り合わせることもできる。次いで、熱硬化型の場合には１００℃以上、好ましくは１２０〜１６０℃で接着剤を熱硬化または湿熱硬化させ、高弾性化する。光硬化型の場合には紫外線等を照射して光硬化させ、高弾性化する。接着シート８の引き剥がし温度は、通常、常温であり、１５〜３０℃程度とするのが好ましい。
【００３０】
かかる本発明の金属電極パターン形成方法により、図４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。
【００３１】
前記金属電極パターンの形成に用いる、本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、前記特定の貯蔵弾性率を有する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。
【００３２】
シート基材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、アセチルセルロース、ポリイミドなどのプラスチックフィルムやこれらを導電化したもの、金属箔、紙製基材等の一般的な接着シートに用いられる基材があげられる。またシート基材の厚さは特に制限されないが、通常、１０〜１００μｍ程度である。
【００３３】
一方、シート基材上に形成される接着層の厚さは、通常５〜３００μｍ程度、好ましくは１０〜１８０μｍ程度である。
【００３４】
接着層を形成する接着剤としては、各種接着剤を使用できる。ホットメルト型接着剤には、一般的なホットメルト型接着剤に適用されるベースポリマーが用いられる。かかるベースポリマーとしては、エチレン−酢酸ビニル共重合系ポリマー、アクリル系ポリマー、イオノマー、ポリエステル、ポリアミド等の公知の各種のものをいずれも使用できるが、特にエチレン−酢酸ビニル共重合系ポリマーを使用するのが好ましい。
【００３５】
本発明の接着シートの接着層を形成するホットメルト型接着剤は、各種ベースポリマーに加えて、粘着付与剤、ワックス等を適宜に配合した接着剤組成物とすることもできる。粘着付与剤等の配合割合は、特に制限されないが、本発明の目的を損なわない範囲で用いる。
【００３６】
粘着付与剤としては、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、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。
【００３７】
また、ワックスとしては、ホットメルト接着剤において用いられるものを使用でき、具体的にはパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油系ワックス、フィシャー・トロプシュワックス、低分子量ポリエチレンワックスなどの合成ワックスがあげられる。ワックスにより接着剤組成物の溶融粘度を調整できる。
【００３８】
また、熱硬化型接着剤としては、一般的なメラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂（エポキシ化ＳＢＳ型ブロックゴム等のエポキシ化樹脂を含む）、ポリウレタン系樹脂（イソシアネート化合物）、不飽和ポリエステル、アクリレート基含有樹脂等があげられる。また、熱硬化型接着剤としては、前記熱硬化性成分をベースポリマーまたは架橋成分として、アクリル系ポリマー、合成ゴム、スチレン系ブロックゴム（ＳＢＳ型ブロックゴム、官能基を有するスチレンブロックポリマー等）、エチレン−酢酸ビニル共重合系ポリマー、イオノマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン系ポリマー等のベースポリマーに配合したもの等を使用できる。前記熱硬化性接着剤には、本発明の目的を損なわない範囲で前記粘着付与剤等を適宜に配合できる。
【００３９】
また前記例示のホットメルト型接着剤、熱硬化型接着剤には、さらに熱硬化型または光硬化型の重合性化合物を併用して、熱硬化型または光硬化型接着剤とすることもできる。重合性化合物としては、（メタ）アクリロイル基を官能基として有するものを例示でき、たとえば、フエ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、等があげられる。各種重合性化合物は特に制限されず各種のものを使用できる。オリゴマー成分の平均分子量は、通常１万以下である。
【００４０】
さらに、前記接着剤（接着剤組成物を含む）には必要に応じて充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、界面活性剤、帯電防止剤、カップリング剤（チタン、系、シラン系等）、軟化剤、金属酸化物（酸化マグネシウム、酸化亜鉛等やその水和物）等を適宜使用できる。
【００４１】
【実施例】
以下に、実施例によって本発明を具体的に説明するが、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。
【００４２】
実施例１
エチレン−酢酸ビニル共重合体（住友化学工業（株）製，商品名：スミテートＨＡ２０）１００重量部、ロジン系粘着付与樹脂（荒川化学工業（株）製，商品名：パインクリスタルＫＲ−８５）１２０重量部からなる接着剤組成物を、厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、厚さ４０μｍの接着層になるようにホットメルトコーターを用いて製膜塗工し、接着シートを作製した。
【００４３】
前記接着剤組成物の粘弾性スペクトルを図５に示す。図５の通り、当該接着剤組成物の１００℃における貯蔵弾性率は７．４×１０3 Ｐａ、２０℃における貯蔵弾性率は１．４×１０7 Ｐａであった。なお、貯蔵弾性率の測定は、厚さ０．５ｍｍ、直径８ｍｍの円盤状に成形した接着剤組成物を、粘弾性スぺクトロメーター（レオメトリック・サイエンティフィク社製、装置名ＡＲＥＳ）によりパラレルプレート法（測定周波数１Ｈｚ）によって測定した。
【００４４】
次に、この接着シートを、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、この温度で１分間加熱保持し、室温まで冷却したのち、上記接着シートを３００ｍｍ／分の速度で引き剥がしたところ、絶縁部３上の金属膜５，６，７のみが、接着シートと共に剥離除去され、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。
【００４５】
実施例２
実施例１において、接着剤組成物として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（三井・デュポンポリケミカル（株）製，商品名：ＥＶＡＦＬＥＸ４１０）１００重量部、ロジン系粘着付与剤（荒川化学工業（株）製，商品名：スーパーエステルＡ−７５）７０重量部からなる接着剤組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして、接着シートを作製した。
【００４６】
前記接着剤組成物の粘弾性スぺクトルを実施例１と同様にして測定したところ、１００℃における貯蔵弾性率は８．５×１０5 Ｐａ、２０℃における貯蔵弾性率は１．５×１０7 Ｐａであった。
【００４７】
次に、この接着シートを、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、この温度で１分間加熱保持し、室温まで冷却したのち、上記接着シートを引き剥がしたところ、絶縁部３上の金属膜５，６，７が、接着シートと共に、部分的に約５０％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。
【００４８】
比較例１
アクリル酸ブチル／アクリロニトリル／アクリル酸＝８５／１５／１（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７０万、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）＝５．６）の２０％トルエン溶液１００重量部に、フタル酸ジオクチル６重量部、非イオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製，商品名：ＥＰ−１２０Ａ）０．２重量部、メラミン架橋剤（大日本インキ化学工業（株）製，商品名：スーパーベツカミンＪ−８２０−６０Ｎ）０．８重量部およびポリイソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン製；コロネートＬ）０．６重量部を配合した接着剤組成物（トルエン溶液）を、厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上のシリコン処理面に塗布し、乾燥オーブンにて１３０℃で各々３分間乾燥し、これを厚さ１３５μｍのＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）フィルムでラミネートすることで接着層の厚みが４５μｍの接着シートを作製した。
【００４９】
前記接着剤組成物の粘弾性スぺクトルを実施例１と同様にして測定したところ、１００℃における貯蔵弾性率の値は１．８×１０6 Ｐａ、２０℃における貯蔵弾性率の値は２．６×１０6 Ｐａであった。
【００５０】
このようにして作製した接着シートを実施例１と同様の条件にて図２に示す半導体基板１上の金属膜７に貼り付けた。室温まで冷却した後、接着シートを引き剥がしたが、絶縁膜上の金属膜５，６，７は全く除去されなかった。
【００５１】
実施例３
ＳＢＳ型ブロックゴム（スチレン−ブタジエン−スチレン，シェル化学（株）製，商品名：ＴＲＫＸ６５Ｓ，スチレンの割合２８重量％，メルトインデックス：６ｇ／ｍｉｎ（２００℃，５ｋｇ））７０重量部およびエポキシ化ＳＢＳ型ブロックゴム（ダイセル化学工業 (株）製，商品名：エポフレンド）３０重量部をベースポリマー（合計１００重量部）とし、粘着付与剤として石油系樹脂（荒川化学工業（株）製，商品名アルコンＰ−７０）３０重量部とロジン系樹脂（荒川化学工業（株）製，商品名ＫＲ−８５）３０重量部および酸化防止剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製，商品名イルガノックス＃１０１０）２重量部からなる接着剤組成物をニーダーにて混合し、トルエンで希釈して溶液とした。この溶液を厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、厚さ４０μｍになるように、ロールコーターにより製膜塗工した後、接着シートを作製した。前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は５×１０5 Ｐａであった。
【００５２】
この接着シートを、図２に示す半導体基板１上の金属膜７に常温でラミネートロールを用いて貼り付けた。その後、１７０℃で５分間加熱した。加熱硬化処理した前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は６×１０7 Ｐａであった。室温まで冷却したのち、上記接着シートを３００ｍｍ／分の速度で引き剥がしたところ、絶縁部３上の金属膜５，６，７のみが、接着シートと共に剥離除去され、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。
【００５３】
実施例４
アクリル酸ブチル／アクリル酸＝９５／５（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６０万、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）＝１０）１００重量部、フェノール系樹脂（群栄化学（株）製，商品名レジトップ４６０９）７０重量部、架橋剤としてポリイソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン製；コロネートＨＬ）１０重量部およびメラミン架橋剤（大日本インキ化学工業（株）製，商品名スーパーベッカミンＪ−８２０）５重量部を配合した接着剤組成物（トルエン溶液）を９０℃で厚さが６０μｍのポリプロピレン／ポリエチレンのブレンドフィルムのコロナ面に塗布した後、乾燥処理して、接着層の厚さ３０μｍの接着シートを作製した。前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は５×１０5 Ｐａであった。
【００５４】
この接着シートを、図２に示す半導体基板１上の金属膜７に常温でラミネートロールを用いて貼り付けた。その後、１５０℃で５分間加熱した。加熱硬化処理した前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は５×１０6 Ｐａであった。室温まで冷却したのち、上記接着シートを３００ｍｍ／分の速度で引き剥がしたところ、絶縁部３上の金属膜５，６，７のみが、接着シートと共に剥離除去され、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。
【００５５】
比較例２
エチレン−酢酸ビニル共重合体（三井デュポンポリケミカル (株）製，商品名エバフレックスＥＶ２６０，軟化点４１℃，酢酸ビニルの割合２８重量％）１００重量部、アルキルフェノール系樹脂（住友化学工業 (株）製，商品名スミライトレジンＰＲ１２６０３，軟化点１３０℃）５０重量部および酸化防止剤（フェノール系）２重量部からなる接着剤組成物を、５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上にホットメルトコーターにより塗工し、接着層の厚さ４０μｍの接着シートを作製した。前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は５×１０7 Ｐａであった。
【００５６】
この接着シートを、図２に示す半導体基板１上の金属膜７に常温でラミネートロールを用いて貼り付けた。その後、１２０℃で５分間加熱した。貼り合わせ時に十分密着していないため、浮き、剥がれが部分的に生じた。加熱硬化処理した前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は５．９×１０7 Ｐａであった。室温まで冷却したのち、上記接着シートを３００ｍｍ／分の速度で引き剥がしたところ、絶縁膜上の金属膜５，６，７は十分に除去されなかった。
【００５７】
比較例３
アクリル酸ブチル／アクリル酸＝９５／５（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６０万、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）＝１０）１００重量部、メラミン架橋剤（大日本インキ化学工業（株）製，商品名：スーパーベツカミンＪ−８２０）０．５重量部およびポリイソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン製；コロネートＬ）０．０５重量部を配合した接着剤組成物（トルエン溶液）を、厚さが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布した後、乾燥処理し、接着層の厚さ３０μｍの接着シートを作製した。前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は３×１０5 Ｐａであった。
【００５８】
この接着シートを、図２に示す半導体基板１上の金属膜７に常温でラミネートロールを用いて貼り付けた。その後、１００℃で５分間加熱した。加熱硬化処理した前記接着剤組成物の２０℃における貯蔵弾性率は４×１０5 Ｐａであった。室温まで冷却したのち、上記接着シートを引き剥がしたところ、絶縁部３上の金属膜５，６，７は全く除去されなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】絶縁部と電極部を有する半導体基板の断面図である。
【図２】図１の絶縁部と電極部の表面に金属膜が設けられたもの断面図である。
【図３】図２の金属膜に金属膜剥離除去用接着シートを貼り付ける工程である。
【図４】図３で金属膜に貼り付けた金属膜剥離除去用接着シートを剥離除去する工程である。
【図５】実施例１の接着組成物の温度変化に伴う貯蔵弾性率の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 半導体基板
３ 絶縁部
４ 電極部
５，６，７ 金属膜
８ 接着シート
ａ 接着層
Claims (14)
- 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に、金属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絶縁部表面の金属膜を剥離除去することにより、半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において、接着シートの貼り付け時と引き剥がし時における、接着シートの接着層を構成する接着剤の貯蔵弾性率の比（引き剥がし時／貼り付け時）を５以上となるように設定することを特徴とする金属電極パターン形成方法。
- 接着シートの接着層を構成する接着剤が、ホットメルト型接着剤であることを特徴とする請求項１記載の金属電極パターン形成方法。
- 接着シートの接着層を構成する接着剤の１００℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ未満であることを特微とする請求項２記載の金属電極パターン形成方法。
- 接着シートの接着層を構成する接着剤の２０℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ以上であることを特微とする請求項２または３記載の金属電極パターン形成方法。
- 接着シートの接着層を構成する接着剤が、硬化型接着剤であることを特徴とする請求項１記載の金属電極パターン形成方法。
- 接着シートの接着層を構成する接着剤の硬化前の２０℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ未満であることを特微とする請求項５記載の金属電極パターン形成方法。
- 接着シートの接着層を構成する接着剤の硬化後の２０℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ以上であることを特微とする請求項５または６記載の金属電極パターン形成方法。
- 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に貼り付けられ、引き剥がしにより絶縁部表面の金属膜を剥離除去して、半導体基板上の電極部に金属電極パターンを形成するために用いられる金属膜剥離除去用接着シートにおいて、接着シートの貼り付け時と引き剥がし時における、接着シートの接着層を構成する接着剤の貯蔵弾性率の比（引き剥がし時／貼り付け時）が５以上となるように設定されていること特徴とする金属膜剥離除去用接着シート。
- 接着シートの接着層を構成する接着剤がホットメルト型接着剤であることを特徴とする請求項８記載の金属膜剥離除去用接着シート。
- 接着シートの接着層を構成する接着剤の１００℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ未満であることを特微とする請求項９記載の金属膜剥離除去用接着シート。
- 接着シートの接着層を構成する接着剤の２０℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ以上であることを特微とする請求項９または１０記載の金属膜剥離除去用接着シート。
- 接着シートの接着層を構成する接着剤が、硬化型接着剤であることを特徴とする請求項８記載の金属膜剥離除去用接着シート。
- 接着シートの接着層を構成する接着剤の硬化前の２０℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ未満であることを特微とする請求項１２記載の金属膜剥離除去用接着シート。
- 接着シートの接着層を構成する接着剤の硬化後の２０℃における貯蔵弾性率が、１×１０6 Ｐａ以上であることを特微とする請求項１２または１３記載の金属膜剥離除去用接着シート。
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