JP4578698B2

JP4578698B2 - 金属電極パターン形成方法

Info

Publication number: JP4578698B2
Application number: JP2001045962A
Authority: JP
Inventors: 英志豊田; 功治井野; 市治近藤
Original assignee: Denso Corp; Nitto Denko Corp
Current assignee: Denso Corp; Nitto Denko Corp
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: JP2002252183A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属電極パターンの形成方法に関する。特に、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；アンダーバンプメタル）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おけるパターン形成法が行われている。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）。
【０００５】
この金属膜剥離除去によるパターンの形成方法は、吸着ステージに置かれた前記半導体基板上の接着シートを引き剥すことにより行う。また、接着シートを剥離をスムースに行い、かつ半導体基板が引き剥がしの力で吸着ステージから外れることがないように、半導体基板上に貼付されている接着シートをロール状物品によって押さえ付けながら一定速度で移動させるとともに、接着シートをロール状物品に沿わせながら引き剥がす手法が用いられている。
【０００６】
しかしながら、接着シートをロール状物品に沿わせながら剥離すると、剥離直後の半導体基板表面はロール状物品によりに覆われて見えない。そのため、接着シートの引き剥がしにより形成された金属膜パターンが完全でなかった場合には、再度、半導体基板全体に接着シートを貼付けた後、引き剥がす同様の操作を行い、１回目に剥離除去し残した金属膜部分を剥離除去する必要があった。このような操作を繰り返していては、時間あたりの処理能力（スループット）が下がり、また接着シートのコストも増大するという問題があった。また、ロール状物品では、接着シートの押さえ付けが不十分で金属膜部分の剥離除去が不均一になるおそれもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、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、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、接着シートによる前記金属膜の剥離除去を効率的に行いうる金属電極パターンの形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【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、接着シートを引き剥がす際に、ロール状物品の代わりに、板状物品を沿わせながら接着シートを引き剥がすことにより、上記問題点が解決され、金属電極パターンの形成に良好な結果をもたらすことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、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、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、前記接着シートを引き剥がす際、前記接着シートを透明板である板状物品に沿わせながら引き剥がすことを特徴とする金属電極パターン形成方法、に関する。
【００１０】
板状物品に沿わせながら、接着シートの引き剥がしを行うと、接着シートによって剥離が行われた直後の基板上の様子を、接着シートが金属膜から離れた瞬間に容易かつ明確に観察、判別できる。このため、剥離されるべき絶縁膜上の金属膜の剥離除去が不完全だった場合、それを確認した時点で板状物品を引き剥がし方向とは逆方向にわずかに戻すことにより、直ちに不完全だった金属膜の剥離不良を解消することができる。このような本発明の手法を用いることで、金属膜の剥離除去が不完全だった場合にも、最初から同様の操作を再度繰り返さなくてもよくなり、ロール状物品に沿わせながら接着シートを引き剥がした場合に比べて作業効率を著しく向上させることができる。さらに、この方法によれば、接着シートを板状物品に沿わせながら引き剥がすため、引き剥がす際に接着シートにかかる力を均一にすることができる。したがって、より安定した金属膜の剥離除去が行える。
【００１１】
前記金属電極パターン形成方法は、基板として半導体基板を用いた場合に特に有用である。
【００１２】
前記金属電極パターン形成方法において、接着シート上に板状物品を設置するとともに、接着シートの端部を折り返し、板状物品を接着シート間に内持した状態で、折り返した接着シートを前記折り返し方向に引張ることにより、接着シートを板状物品に沿わせながら引き剥がすことが、好ましい一態様である。
【００１３】
また、前記金属電極パターン形成方法において、接着シートの端部を折り返して接着シート上の板状物品に貼付した後、板状物品を前記折り返し方向に引張ることにより、接着シートを板状物品に沿わせながら引き剥がすことが、好ましい一態様である。
【００１５】
透明板を使用すると、引き剥がし方向にある、剥離除去されていない金属膜を確認しながら、接着シートの引き剥がしを行うことができ、金属膜の剥離除去を確実に行うことができる。
【００１６】
また前記金属電極パターン形成方法において、接着シートを引き剥がす際に、基板上の既に剥離された部分を押さえ付けながら、接着シートの引き剥がし方向に移動させることが好ましい。
【００１７】
接着シートの引き剥がし時の応力が大きく、基板が吸着ステージから外れる危険性がある場合には、剥離された部分の基板を押さえ付けることにより、接着シートの引き剥がし時に、基板が吸着ステージから外れたり、基板が破損する等の不具合を防ぐことができる。
【００１８】
前記金属電極パターン形成方法において、基板上の端部に形成されている絶縁部表面の少なくとも一部が、金属膜との剥離が容易になるように処理されており、当該端部を剥離起点として接着シートを引き剥がすことが好ましい。
【００１９】
接着シートの引き剥がしの際に、基板上に事前に剥離起点を形成しておくことにより剥離を確実かつ容易に発生させることができる。
【００２０】
前記剥離起点は、たとえば、基板上の端部に形成されている絶縁部表面の少なくとも一部に、金属膜との剥離が容易になる材料を成膜することにより行うことができる。
【００２１】
【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、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。
【００２２】
基板１としては各種基板を用いることができるが半導体基板に好ましく適用できる。半導体基板としては、シリコン基板等があげられる。また、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。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、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。
【００２３】
また、図２に示すように、基板１の端部にある絶縁部３表面の少なくとも一部には、当該絶縁部上に形成される金属膜との剥離の確実性を高めるため、金属膜との剥離が容易になるように処理ａを施すことが好ましい。前記処理方法としては、たとえばマスクスパッタ法により剥離性の高いＡｕ膜を形成する方法等があげられる。
【００２４】
図３は、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５が設けられたものの断面図であり、当該金属膜５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５（５ｃ）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５は、図３に示すように金属膜５ａ，５ｂ，５ｃ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５ａ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５ｂは、金属膜５ａ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５ｂの内部応力により、金属膜５ａ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前記被着部となる、はんだ濡れ性の良好な金属膜５ｃ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５に示すように、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５に、金属膜剥離除去用接着シート１１の接着層を貼り付け、その後、当該接着シート１１を引き剥がすことにより行う。図５は、図２のように基板１端部にある絶縁部３表面に処理ａが施されているものを用いた場合の例である。この操作により、絶縁部３表面の金属膜５が選択的に剥離除去され、図４に示すように、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１１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３と金属膜５の界面が１００％パターニングされている必要はなく絶縁部３上に金属膜５の一部が剥離されずに残っていてよい。
【００２７】
本発明で用いられる接着シート１１としては、基材フィルム上に接着層が形成されている各種のものを特に制限なく使用できる。接着シートはシート状やロール状とすることもできる。基材フィルムとしては、厚さ１０〜１００μｍ程度のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチックフィルムがあげられる。接着シートの接着層の種類に特に制限はなく、たとえば、一般の感圧接着剤に適用される公知の各種ポリマーをいずれも使用できるが、特に（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主モノマーとしたアクリル系ポリマーを使用するのが好ましい。接着剤組成は、上記ポリマーに各種オリゴマー成分、粘着付与樹脂、必要に応じて多官能性化合物等を配合したものが好ましく用いられる。接着層の厚さは、通常、１０〜１８０μｍ程度である。
【００２８】
図６は、図５に示した接着シート１１を貼り付けた基板１を、吸着ステージ２１上に置き、前記接着シート１１上には板状物品１２を設置するとともに、接着シート１１の端部を折り返し、板状物品１２を接着シート間に内持した状態で、折り返した接着シート１１を折り返し方向に引張ることにより、接着シート１１を板状物品１２に沿わせながら引き剥がしている状態を表すものである。吸着ステージ２１としては、一般にアルミ板、鉄板等が好ましく用いられる。
【００２９】
接着シート１１の引き剥がしに用いられる板状物品１２としては特に限定されないが、通常、厚さ0 ．５ｍｍ〜５０ｍｍ程度のプラスチック板または金属板が用いられ、好ましくは厚さ１ｍｍ〜１０ｍｍのプラスチック板が用いられる。板状物品は透明板が好ましく、たとえば、アクリル板、ポリカーボネート板等が好ましく用いられる。
【００３０】
図６では基板１端部の処理ａが施された絶縁部４を剥離起点としてスムースに剥離を開始でき、板状物品１２に沿わせて接着シート１１を引き剥がしているため、剥離除去されるべき絶縁膜３上の金属膜５の様子を剥離除去の直後に明確に観察できる。剥離除去が不完全だった場合には、板状物品１２を逆方向に戻すことにより接着シート１１により、剥離不良を直ちに解消することができる。
【００３１】
接着シート１１の引き剥がし手段は特に制限されないが、図６のように、巻取りロール２２により行うことができる。接着シート１１の引き剥がし速度は、特に制限されないが、金属膜の剥離除去状況を確認しながら行うことができるように、１〜１０ｍｍ／sec 程度とするのが好ましい。また、接着シート１１を引き剥がす際には、板状物品１２は接着シート１１の引き剥がしとともに引き剥がし方向に移動するが、板状物品１２を別途引き剥がし方向に引張ることもできる。
さらに、板状物品１２には、前記引張りのための手段を設けることができる他、剥離除去が不完全だった場合に板状物品１２を逆方向に戻す手段を設けることもできる。
【００３２】
また、接着シート１１を引き剥がす際には、板状物品１２上から基板１を押さえ付け（図示せず）、引き剥がし方向に移動させながら行うことにより、より安定した金属膜の剥離除去を行うことができる。基板１の押さえ付けは、たとえば、シリコンロール等により行うことができる。
【００３３】
また、図７に示すように、接着シート１１を引き剥がす際に、基板１上の既に剥離された部分を、押さえ付けながら、接着シートの引き剥がし方向に移動させることもできる。かかる押さえ付けは、接着テープの引き剥がし時の応力が大きく、基板１が吸着ステージ２１から外れるおそれがある場合に有効である。押さえ付けは前記同様の板状物品やロール状物品が押さえ付け物品２３として用いられる。
【００３４】
図８は、図５に示した接着シート１１を貼り付けた基板１を、吸着ステージ２１上に置き、接着シート１１の端部を折り返して接着シート１１上の板状物品１２に貼付した後、板状物品１２を折り返し方向に引張ることにより、接着シート１１を板状物品１２に沿わせながら引き剥がしている状態を表すものである。
【００３５】
かかる態様によっても、剥離除去が不完全だった場合には、板状物品１２を逆方向に戻すことにより、前記同様剥離不良を直ちに解消することができる。図８において、接着シート１１の引き剥がしは板状物品１２を引張ることにより行うが、板状物品１２の引き剥がし速度は、前記接着シート１１の引き剥がし速度と同様である。その他、図８には図示していないが、前記同様に接着シートを引き剥がしていない基板１に押さえ付け手段を施したり、基板１上の既に剥離された部分に押さえ付け物品２３を設置することがでる。さらには、板状物品１２には前記引張り手段、逆方向に戻す手段を設けることもできる。
【００３６】
【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。
【００３７】
実施例１
半導体基板上（絶縁部と電極部の表面が形成されている）に設けた金属膜上に、金属膜に対する剥離力５Ｎ／１０ｍｍ（剥離確度１８０度、剥離速度３００ｍｍ／sec ）の金属膜除去用接着シートを、金属膜表面と接着シートの間に気泡が入らないように貼り付けた（図５）。半導体基板上に貼り付けられた接着シート上に、厚さ５ｍｍの透明アクリル板を載せ、前記基板を押さえ付けた。接着シートの端部を折り返し、板状物品を接着シート間に内持した状態で、折り返した接着シートを折り返し方向に速度５ｍｍ／sec で移動させ、接着シートを透明アクリル板に沿わせて剥離した（図６）。接着シートを引き剥がす際、一部で絶縁膜上の金属膜が剥離されてない個所が発見された。発見直後に透明アクリル板を逆方向に５ｍｍだけ移動させ、接着シートが引き剥がされた直後の半導体基板へ再度、接着テープを貼り付けた後、再度、接着シートを引き剥がした。その結果、前記剥離除去されなかった金属膜は容易に剥離された。このようにして、半導体基板全体について接着シートを引き剥がしを行い、絶縁膜上の金属膜はすべて剥離除去され、完全なパターン形成が行われた。半導体基板上は接着シートの引き剥がし時に、吸着ステージ上で安定していた。
【００３８】
比較例１
実施例１において、透明アクリル板の代わりにシリコンゴムロール（直径５０ｍｍ）を用いたこと以外は実施例１と同様にして接着シートを引き剥がした。接着シートを引き剥がす際、接着テープを引き剥した直後に、絶縁膜上の金属膜が剥離されなかった個所を発見することはできなかった。このため、一旦、半導体基板全体について接着シートを引き剥がしを行ったあとで、再度、接着テープを貼り付けた後、再度、接着シートを引き剥がしを行うことにより、絶縁膜上の金属膜はすべて剥離除去され、完全なパターン形成が行われた。半導体基板上は接着シートの引き剥がし時に、吸着ステージ上で不安定であった。
【００３９】
実施例２
半導体基板上（絶縁部と電極部の表面が形成されている）に設けた金属膜上に、金属膜に対する剥離力１０Ｎ／１０ｍｍ（剥離確度１８０度、剥離速度３００ｍｍ／sec ）の金属膜除去用接着シートを、金属膜表面と接着シートの間に気泡が入らないように貼り付けた（図５）。半導体基板上に貼り付けられた接着シート上に、厚さ５ｍｍの透明アクリル板を載せ、前記基板を押さえ付けた。接着シートの端部を折り返し、板状物品を接着シート間に内持した状態で、折り返した接着シートを折り返し方向に速度５ｍｍ／sec で移動させ、接着シートをアクリル板に沿わせて剥離した。この際、透明アクリル板の移動に合わせて、剥離直後の半導体基板上をロールで押さえ付けながら移動させた（図７）。接着シートを引き剥がす際、一部で絶縁膜上の金属膜が剥離されてない個所が発見された。発見直後に透明アクリル板を逆方向に５ｍｍだけ移動させ、接着シートが引き剥がされた直後の半導体基板へ再度、接着テープを貼り付けた後、再度、接着シートを引き剥がした。その結果、前記剥離除去されなかった金属膜は容易に剥離された。このようにして、半導体基板全体について接着シートを引き剥がしを行い、絶縁膜上の金属膜はすべて剥離除去され、完全なパターン形成が行われた。半導体基板上は接着シートの接着力が実施例１に比べて大きいに拘わらず、引き剥がし時に吸着ステージ上で安定していた。
【００４０】
実施例３
半導体基板上（絶縁部と電極部の表面が形成されている）に設けた金属膜上に、金属膜に対する剥離力５Ｎ／１０ｍｍ（剥離確度１８０度、剥離速度３００ｍｍ／sec ）の金属膜除去用接着シートを、金属膜表面と接着シートの間に気泡が入らないように貼り付けた（図５）。接着シートの端部を折り返して、厚さ５ｍｍの透明アクリル板に貼付した後、前記基板を押さえ付けた。透明アクリル板を接着シートの折り返し方向に速度５ｍｍ／sec で移動させ、接着シートを透明アクリル板に沿わせて剥離した（図８）。接着シートを引き剥がす際、一部で絶縁膜上の金属膜が剥離されてない個所が発見された。発見直後に透明アクリル板を逆方向に５ｍｍだけ移動させ、接着シートが引き剥がされた直後の半導体基板へ再度、接着テープを貼り付けた後、再度、接着シートを引き剥がした。その結果、前記剥離除去されなかった金属膜は容易に剥離された。このようにして、半導体基板全体について接着シートを引き剥がしを行い、絶縁膜上の金属膜はすべて剥離除去され、完全なパターン形成が行われた。半導体基板上は接着シートの引き剥がし時に、吸着ステージ上で安定していた。
【図面の簡単な説明】
【図１】絶縁部と電極部を有する基板の断面図である。
【図２】図１に処理ａを施した場合の基板の断面図である。
【図３】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４】図３の絶縁膜上の金属膜を剥離除去したものの断面図である。
【図５】図３の金属膜に金属膜剥離除去用接着シートを貼り付けた状態の断面図である。
【図６】図５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の一態様である。
【図７】図６において、押さえロールを用いた場合の例である。
【図８】図５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の一態様である。
【符号の説明】
１基板（半導体基板）
３絶縁部
４電極部
５金属膜
１１接着シート
１２板状物品
２３押さえロール

Claims

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前記絶縁部表面の金属膜を剥離除去することにより、前記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、前記接着シートを引き剥がす際、前記接着シートを透明板である板状物品に沿わせながら引き剥がすことを特徴とする金属電極パターン形成方法。
前記基板が半導体基板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。
前記接着シート上に前記板状物品を設置するとともに、当該接着シートの端部を折り返し、前記板状物品を前記接着シート間に内持した状態で、折り返した接着シートを前記折り返し方向に引張ることにより、前記接着シートを前記板状物品に沿わせながら引き剥がす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。
前記接着シートの端部を折り返して当該接着シート上の前記板状物品に貼付した後、前記板状物品を前記折り返し方向に引張ることにより、前記接着シートを前記板状物品に沿わせながら引き剥がす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。
前記接着シートを引き剥がす際に、前記基板上の既に剥離された部分を、押さえ付けながら、前記接着シートの引き剥がし方向に移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の金属電極パターン形成方法。
前記基板上の端部に形成されている前記絶縁部表面の少なくとも一部が、前記金属膜との剥離が容易になるように処理されており、当該端部を剥離起点として前記接着シートを引き剥がすことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の金属電極パターン形成方法。
前記基板上の端部に形成されている前記絶縁部表面の少なくとも一部に、前記金属膜との剥離が容易になる材料が成膜されていることを特徴とする請求項６記載の金属電極パターン形成方法。