(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記接着シートの接着層を構成する接着剤の酸価がｌ０以上であることを特徴とする金属電極パターン形成方法。
【請求項２】
接着シートの接着層を構成する接着剤が、カルボキシル基を有するモノマーユニットを２重量％以上含むベースポリマーを含有してな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。
【請求項３】
接着シートの接着層を構成する接着剤が、酸価１０以上のベースポリマーを含有してなることを特徴とする請求項１または２記載の金属電極パターン形成方法。
【請求項４】
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であって、当該接着シートの接着層を構成する接着剤の酸価が１０以上であることを特徴とする金属膜剥離除去用接着シート。
【請求項５】
接着シートの接着層を構成する接着剤が、カルボキシル基を有するモノマーユニットを２重量％以上含むベースポリマーを含有してなることを特徴とする請求項４記載の金属膜剥離除去用接着シート。
【請求項６】
接着シートの接着層を構成する接着剤が、酸価１０以上のベースポリマーを含有してなることを特徴とする請求項４または５記載の金属膜剥離除去用接着シート。
【発明の詳細な説明】
【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、上記課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた。その結果、絶縁部上から金属膜を良好に剥離除去するには、金属膜剥離除去用接着シートの金属膜への接着性を向上させることが有効であること、また当該接着性を向上させるためには、接着剤としてカルボキシル基を多く含有する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、前記接着シートの接着層を構成する接着剤の酸価が１０以上であ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】
本発明の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は、カルボキシル基を多く含有するように、接着層を構成する接着剤が設計されている。具体的には、接着層を構成する接着剤の酸価が１０以上である。金属膜との接着性に優れるため、接着剤の酸価は２０以上、さらには、５０以上とするのが好ましい。これにより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。
【００１０】
一方、接着剤の酸価が高くなりすぎると、接着シートの接着層の一部が金属膜に残存するおそれがるため、接着剤の酸価は５００以下、さらには３００以下とするのが好ましい。
【００１１】
また、前記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接着剤は、カルボキシル基を有するモノマーユニットを２重量％以上含むベースポリマーを含有するものが好ましい。前記カルボキシル基を有するモノマーユニットは５重量％以上含むのがより好ましい。カルボキシル基を有するモノマーユニットを前記割合に調整したベースポリマーを含有することにより、前記酸価の接着剤を実現できる。なお、カルボキシル基を有するモノマーユニットの割合が多くなると、接着剤の酸価も高くなるため、カルボキシル基を有するモノマーユニットの割合は、５０重量％以下、さらには３０重量％以下とするのが好ましい。
【００１２】
また、前記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接着剤としては、酸価１０以上、さらには酸価２０以上のベースポリマーを含有するものが有効である。酸価を前記割合に調整したベースポリマーを含有することにより、前記酸価の接着剤を実現が容易である。なお、ベースポリマーの酸価が高くなると、接着剤の酸価も高くなるため、ベースポリマーの酸価の酸価は、５００以下、さらには３００以下とするのが好ましい。
【００１３】
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であって、当該接着シートの接着層を構成する接着剤の酸価が１０以上であることを特徴とする金属膜剥離除去用接着シートに関する。
【００１４】
前記同様、接着シートの接着層を構成する接着剤としては、カルボキシル基を有するモノマーユニットを２重量％以上含むベースポリマーを含有してなるものが有効である。また前記接着シートの接着層を構成する接着剤としては、酸価１０以上のベースポリマーを含有してなるものが有効である。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、ポリイミドなどが用いられる。
【００１８】
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。
【００１９】
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、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。
【００２０】
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。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４に示すように、半導体基板１上の電極部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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、前記特定の酸価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。
【００２３】
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、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。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。
【００２４】
一方、シート基材上に形成される接着層の厚さは、通常１０〜１８０μｍ程度である。
【００２５】
接着層を形成する接着剤としては、一般的な感圧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、アクリル系ポリマーや、ゴム系材料等の公知の各種のものをいずれも使用できるが、特にアクリル系ポリマーを使用するのが好ましい。
【００２６】
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。
【００２７】
得られるアクリル系ポリマー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。
【００２８】
また、アクリル系ポリマーを構成するモノマーには、（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。
【００２９】
アクリル系ポリマーの重量平均分子量は２０万〜３００万程度、分散度（重量平均分子量／数平均分子量）は５〜１５程度である。
【００３０】
なお、アクリル系ポリマーは、前記モノマ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。
【００３１】
本発明の接着シートの接着層を形成する接着剤は、各種ベースポリマーに加えて、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。また、前記接着剤は熱硬化型または光硬化型の重合性化合物を併用することにより、熱硬化型または光硬化型接着剤とすることもできる。
【００３２】
前記粘着付与剤等の配合割合は、特に制限されないが、接着剤組成物としての酸価が１０以上となるように用いる。たとえば、ベースポリマーの酸価が１０より小さい場合には、酸価の高い粘着付与剤等をベースポリマーに配合して接着剤組成物としての酸価が１０以上になるように設定する。粘着付与剤等のなかで高酸価を有するものを用いた場合には、ベースポリマーの酸価が１０未満であっても前記所定範囲の酸価を有する接着剤の実現が容易になる。
【００３３】
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。
【００３４】
また、架橋剤としては、ポリイソシアネート化合物、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。
【００３５】
重合性化合物は光照射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、具体的には、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、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。
【００３６】
また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。重合性化合物の平均分子量は、通常１万以下である。
【００３７】
さらに、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。
【００３８】
接着剤（接着剤組成物を含む）および接着剤中の配合成分の酸価の測定は、ＪＩＳ規格Ｋ００７０に則り、試料をベンゼン：エチルアルコール＝２：１（重量比）混合液に溶解し、フエノールフタレインを指示薬として０．  １モル／リットル水酸化カリウム−エチルアルコ−ル溶液により中和滴定し、算出した。
【００３９】
【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。
【００４０】
実施例１
アクリル酸２−エチルヘキシル／アクリル酸メチル／アクリル酸＝３０／７０／１０（重量比）の共重合体からなるアクリル系ポリマーＡ（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および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３５μｍの接着層を形成した接着シートを作製した。この接着剤組成物の酸価を測定したところ３２であった。
【００４１】
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５０℃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。なお、絶縁部３上の金属膜の剥離率は全体の約９０％であり、残りの部分については基板１を純水洗浄することにより、きれいに取り除くことができた。
【００４２】
比較例１
実施例１において、接着剤のベースポリマーとして使用するアクリル系ポリマーＡを、アクリル酸２−エチルヘキシル／アクリル酸メチル／アクリル酸＝３０／７０／１（重量比）の共重合体からなるアクリル系ポリマーＢ（重量平均分子量２５０万，重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）＝２０，酸価７）に変えた以外は、実施例１と同様にして接着剤組成物を調製し、接着シートを作製した。この接着剤組成物の酸価を測定したところ３であった。また、得られた接着シートを用いて、実施例１と同様にして金属膜の剥離評価を行なつた。その結果、絶縁部３上の金属膜はほとんど剥離除去されなかった。
【００４３】
実施例２
実施例１において、接着剤組成物を、アクリル酸２−エチルヘキシル／アクリル酸メチル／アクリル酸＝３０／７０／１（重量比）の共重合体からなるアクリル系ポリマーＢ（重量平均分子量２５０万，重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）＝２０，酸価７）４０ｇに、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ＫＲ８５；酸価１７０）５０ｇおよび（日本ポリウレタン工業製，商品名：コロネートＬ）０．８ｇを配合した接着剤組成物に変えた以外は、実施例１と同様にして接着シートを作製した。この接着剤組成物の酸価を測定したところ８５であった。
【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５０℃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のみが、シートと共に１００％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。
【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。
【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
【図１】
0003552639.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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