JP7496825B2 - フォトレジスト除去用組成物 - Google Patents
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Description
プリント配線板の製造工程においては、銅配線を一部に有する絶縁層上にシード層と呼ばれる金属層を形成し、その表面にフォトレジスト層を形成し、露光現像してレジストパターンを形成したのち、パターン開口部に銅メッキを施し、次いで、フォトレジストおよびシード層を除去して銅配線の接続端子部となる回路パターンを形成する。
フォトレジストとしては、ドライフィルムレジストが使われることが多く、通常、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムなどの無機アルカリの水溶液を使用してフォトレジストを基板から除去している。また、半導体素子搭載用パッケージ基板などの、配線形成の難易度がより高い微細配線を持つプリント配線板に対しては、アミン水溶液、例えば、アミン、第4級アンモニウム塩、極性溶媒および銅防食剤などを組み合わせたフォトレジスト剥離液を使用してフォトレジストを基板から除去している(特許文献1など)。
従来、プリント配線板(例えば半導体素子搭載用パッケージ基板)と、半導体素子等の部品との電気的に接続には、銅配線の接続端子部にはんだボールを使用していたが、近年、部品の小型化と配線の高密度化に伴い、はんだボールを錫メッキまたは錫合金メッキに置き換える動きがある。
このような状況の下、銅だけでなく、錫および錫合金も防食しながらプリント配線板または半導体ウェハからフォトレジストを除去する組成物およびフォトレジストの除去方法の提供が望まれている。
[1]銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成するためのフォトレジストを、前記回路パターン形成後に除去するための組成物であって、
アルカノールアミン(A)、第4級アンモニウムヒドロキシド(B)、糖アルコール(C)、極性有機溶剤(D)および水(E)を含み、
組成物の全量基準で、アルカノールアミン(A)の含有量が2.5~50質量%であり、第4級アンモニウムヒドロキシド(B)の含有量が0.5~4質量%であり、糖アルコール(C)の含有量が0.5~20質量%であり、
極性有機溶剤(D)が、エチレングリコールモノエチルエーテル、2-ブトキシエタノール、フェニルグリコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、およびジエチレングリコールモノフェニルエーテルからなる群より選ばれる1種以上であり、
アゾール化合物を実質的に含まない、組成物。
[2]錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種の50℃におけるエッチングレートが、0.1μm/分以下である、[1]に記載の組成物。
[3]水(E)の含有量が、組成物の全量基準で、40質量%以上である、[1]または[2]に記載の組成物。
[4]極性有機溶剤(D)の含有量が、組成物の全量基準で、0.5~10質量%である、[1]から[3]のいずれか一項に記載の組成物。
[5]極性有機溶剤(D)が、フェニルグリコールおよびジエチレングリコールモノフェニルエーテルからなる群より選ばれる1種以上である、[1]から[4]のいずれか一項に記載の組成物。
[6]糖アルコール(C)が、ソルビトール、キシリトール、およびマンニトールからなる群より選ばれる1種以上である、[1]から[5]のいずれか一項に記載の組成物。
[7]第4級アンモニウムヒドロキシド(B)が、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、およびトリエチルメチルアンモニウムヒドロキシドからなる群より選ばれる1種以上である、[1]から[6]のいずれか一項に記載の組成物。
[8]アルカノールアミン(A)が、2-アミノエタノール(モノエタノールアミン)および1-アミノ-2-プロパノールからなる群より選ばれる1種以上である、[1]から[7]のいずれか一項に記載の組成物。
[9]前記接続端子部が、プリント配線板における銅配線の接続端子部である、[1]から[8]のいずれか一項に記載の組成物。
[10]前記接続端子部が、半導体素子搭載用パッケージ基板または半導体素子における銅配線の接続端子部である、[1]から[8]のいずれか一項に記載の組成物。
[11]銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成するためのフォトレジストに対して、[1]から[10]のいずれか一項に記載の組成物を接触させることを含む、フォトレジストの除去方法。
[12]銅配線および前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法であって、
銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に銅層を形成する工程と、
前記銅層の表面にドライフィルムレジスト層を形成し、前記ドライフィルムレジスト層を露光現像してフォトレジストからなるレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの開口部に銅メッキを施し、前記銅メッキ上に錫メッキおよび錫合金メッキからなる群より選ばれる少なくとも1種を施して、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成する工程と、
前記回路パターン形成後、前記フォトレジストに[1]から[10]のいずれか一項に記載の組成物を接触させて、前記フォトレジストを除去する工程と、
前記フォトレジスト除去後、露出した前記銅層を除去する工程と
を含む、半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。
[13]銅配線および前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子の製造方法であって、
銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に銅層を形成する工程と、
前記銅層の表面にドライフィルムレジスト層を形成し、前記ドライフィルムレジスト層を露光現像してフォトレジストからなるレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの開口部に銅メッキを施し、前記銅メッキ上に錫メッキおよび錫合金メッキからなる群より選ばれる少なくとも1種を施して、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成する工程と、
前記回路パターン形成後、前記フォトレジストに[1]から[10]のいずれか一項に記載の組成物を接触させて、前記フォトレジストを除去する工程と、
前記フォトレジスト除去後、露出した前記銅層を除去する工程と
を含む、半導体素子の製造方法。
[14]半導体素子搭載用パッケージ基板と半導体素子とを、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を介して電気的に接続することを含む半導体パッケージの製造方法であって、
前記半導体素子搭載用パッケージ基板および前記半導体素子の少なくとも一方が、接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有しており、
前記半導体素子搭載用パッケージ基板が銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有している場合、[12]に記載の製造方法により銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子搭載用パッケージ基板を製造し、
前記半導体素子が銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有している場合、[13]に記載の製造方法により銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子を製造し、
前記半導体素子搭載用パッケージ基板および前記半導体素子をそれぞれの接続部が対向するように配置し、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種が溶融する温度まで加熱して半導体素子搭載用パッケージ基板と半導体素子とを錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を介して電気的に接続することを含む、半導体パッケージの製造方法。
本発明のフォトレジスト除去用組成物(以下「本発明の組成物」ともいう。)は、銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成するためのフォトレジストを、前記回路パターン形成後に除去するための組成物であって、
アルカノールアミン(A)、第4級アンモニウムヒドロキシド(B)、糖アルコール(C)、極性有機溶剤(D)および水(E)を含み、
組成物の全量基準で、アルカノールアミン(A)の含有量が2.5~50質量%であり、第4級アンモニウムヒドロキシド(B)の含有量が0.5~4質量%であり、糖アルコール(C)の含有量が0.5~20質量%であり、
極性有機溶剤(D)が、エチレングリコールモノエチルエーテル、2-ブトキシエタノール、フェニルグリコール、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、およびジエチレングリコールモノフェニルエーテルからなる群より選ばれる1種以上であり、
アゾール化合物を実質的に含まないことを特徴としている。
本発明の組成物は、銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成するためのフォトレジストを除去することができる。本発明の好ましい態様によれば、回路パターンを、フォトレジストを用いて形成したのち、得られた回路パターンのダメージを抑制しながら、フォトレジストを除去することができる。
なお、本明細書において「錫合金」とは、錫に1種以上の錫以外の金属元素または非金属元素を加えたものであって金属的性質を有するものであれば特に限定されない。錫合金における前記金属元素または非金属元素の含有量は、特に限定されるものではないが、錫を50質量%以上含むことが好ましく、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、ことさら好ましくは98質量%以上含む。前記金属元素または非金属元素としては、例えば、銀(Ag)が挙げられる。
本発明の組成物は、アルカノールアミン(A)(以下、成分(A)ともいう。)を含む。アルカノールアミン(A)としては、特に限定されるものではないが、モノアルカノールアミン、ジアルカノールアミン、トリアルカノールアミン、およびこれらのアルキル化物(N-アルキル化物、O-アルキル化物)が挙げられる。
アルカノールアミン(A)としては、例えば、2-アミノエタノール(モノエタノールアミン)、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-プロピルエタノールアミン、N-ブチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、1-アミノ-2-プロパノール(イソプロパノールアミン)、N-メチルイソプロパノールアミン、N-エチルイソプロパノールアミン、N-プロピルイソプロパノールアミン、2-アミノプロパン-1-オール、N-メチル-2-アミノ-プロパン-1-オール、N-エチル-2-アミノ-プロパン-1-オール、1-アミノプロパン-3-オール、N-メチル-1-アミノプロパン-3-オール、N-エチル-1-アミノプロパン-3-オール、1-アミノブタン-2-オール、N-メチル-1-アミノブタン-2-オール、N-エチル-1-アミノブタン-2-オール、2-アミノブタン-1-オール、N-メチル-2-アミノブタン-1-オール、N-エチル-2-アミノブタン-1-オール、3-アミノブタン-1-オール、N-メチル-3-アミノブタン-1-オール、N-エチル-3-アミノブタン-1-オール、1-アミノブタン-4-オール、N-メチル1-アミノブタン-4-オール、N-エチル-1-アミノブタン-4-オール、1-アミノ-2-メチルプロパン-2-オール、2-アミノ-2-メチルプロパン-1-オール、1-アミノペンタン-4-オール、2-アミノ-4-メチルペンタン-1-オール、2-アミノヘキサン-1-オール、3-アミノヘプタン-4-オール、1-アミノオクタン-2-オール、5-アミノオクタン-4-オール、1-アミノプロパン-2,3-ジオール、2-アミノプロパン-1,3-ジオール、トリス(オキシメチル)アミノメタン、1,2-ジアミノプロパン-3-オール、1,3-ジアミノプロパン-2-オール、2-(2-アミノエトキシ)エタノール等が好ましく挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、アルカノールアミン(A)としては、2-アミノエタノール(モノエタノールアミン)および1-アミノ-2-プロパノールからなる群より選択される1種以上が好ましい。
本発明の組成物は、第4級アンモニウムヒドロキシド(B)(以下、成分(B)ともいう。)を含むことにより、フォトレジスト剥離片を微細化してフォトレジストの剥離残渣の発生を抑制することができる。
これらの中でも、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、およびトリエチルメチルアンモニウムヒドロキシドからなる群から選ばれる1種以上が好ましい。
本発明の組成物は、糖アルコール(C)(以下、成分(C)ともいう。)を含むことにより、フォトレジストの除去性を損なうことなく、銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンのダメージを抑制することができる。特に錫メッキのダメージを効果的に抑制することができる。
糖アルコール(C)としては、特に限定されるものではなく、例えば、トレイトール、エリトリトール、アドニトール、アラビトール、キシリトール、タリトール、ソルビトール、マンニトール、イジトール、ズルシトール、およびイノシトールが好ましく挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、ソルビトール、キシリトール、およびマンニトールからなる群より選択される1種以上が好ましく、ソルビトールまたはキシリトールから選ばれる少なくとも1種が、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種のダメージ抑制の観点から、より好ましい。
本発明の組成物は、極性有機溶剤(D)(以下、成分(D)ともいう。)を含むことにより、フォトレジストへの組成物の浸透性を向上させると考えられ、フォトレジストの除去性が良好なものとなり、また、フォトレジストの剥離残渣の発生を抑制することができる。
本発明の組成物は、水(E)(以下、成分(E)ともいう。)を含む。水(E)としては、特に制限されないが、蒸留、イオン交換処理、フイルター処理、各種吸着処理などによって、金属イオンや有機不純物、パーテイクル粒子などが除去されたものが好ましく、純水がより好ましく、特に超純水が好ましい。
水(E)の含有量は、本発明の組成物の残部であり、組成物の全量基準で、40質量%以上が好ましく、より好ましくは40質量%超であり、40~99質量%の範囲であることがより好ましく、さらに好ましくは50~97質量%、なお好ましくは60~95質量%、特に好ましくは70~95質量%である。水の含有量が上記の範囲であると、アルカノールアミン(A)および第4級アンモニウムヒドロキシド(B)のフォトレジストに対する反応性が向上するため、フォトレジストの除去性を高くすることができる。水が少なすぎると、フォトレジストの除去性が低くなる場合がある。
本発明の組成物は、本発明の組成物の効果を阻害しない範囲で必要に応じてその他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、界面活性剤、消泡剤等が挙げられる。
本発明の組成物は、成分(A)、成分(B)、成分(C)、成分(D)、および成分(E)、さらには必要に応じてその他の成分を均一に攪拌することで調製することができる。これらの成分の攪拌方法は特に制限されなく、通常用いられる撹拌方法を採用することができる。
本発明の組成物は、銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成するためのフォトレジストを、前記回路パターン形成後に除去する際に好適に用いることができる。
ここで、「銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層」とは、銅配線が表面または内部に埋め込まれた絶縁層であれば特に限定されなく、例えば、プリント配線板、半導体素子搭載用パッケージ基板、半導体ウェハのシリコン絶縁層などが挙げられる。
また、「前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターン」とは、前記絶縁層が有する銅配線の接続端子部として、他の部材との電気的接続を行うためのものである。本発明の一実施態様において、前記接続端子部は、プリント配線板における銅配線の接続端子部である。また、本発明の一実施態様において、前記接続端子部は、半導体素子搭載用パッケージ基板における銅配線の接続端子部である。また、本発明の一実施態様において、前記接続端子部は、半導体素子における銅配線の接続端子部である。
バインダーポリマーとしては、たとえばメタクリル酸およびアクリル酸の少なくとも1種を必須成分として、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレンなどの数種類のビニルモノマーを共重合して得られるものが挙げられる。
光重合性モノマーとしては、メタクリル酸エステルおよびアクリル酸エステルの少なくとも1種が好ましく挙げられる。
光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、2-エチルアントラキノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、9-フェニルアクリジン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタールからなる群の少なくとも1種が挙げられる。また、ヘキサアリールビイミダゾールと水素供与体(2-メルカプトベンゾキサザール、N-フェニルグリシン)からなる二分子系を用いてもよい。
その他の添加剤としては、熱重合開始剤や染料などが挙げられる。
本発明のフォトレジストの除去方法は、銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成するためのフォトレジストに対して、本発明の組成物を接触させることを含む。
本発明の組成物、使用温度および処理時間については、前記「1.フォトレジスト除去用組成物」において述べたとおりである。本発明の組成物をフォトレジストに接触させる方法についても、前記「1.フォトレジスト除去用組成物」において述べたとおりである。本発明の好ましい態様によれば、本発明の組成物を用いることにより、銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンへのダメージを抑制しながらフォトレジストを除去することができる。これにより、銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを歩留まり良く形成することができる。
本発明の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法は、銅配線および前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法であって、
銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に銅層を形成する工程と、
前記銅層の表面にドライフィルムレジスト層を形成し、前記ドライフィルムレジスト層を露光現像してフォトレジストからなるレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの開口部に銅メッキを施し、前記銅メッキ上に錫メッキおよび錫合金メッキからなる群より選択される1種以上を施して、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成する工程と、
前記回路パターン形成後、前記フォトレジストに本発明の組成物を接触させて、前記フォトレジストを除去する工程と、
前記フォトレジスト除去後、露出した前記銅層を除去する工程と
を含むことを特徴としている。
図1は、本発明の一実施態様にかかる半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法の工程の一例を示した図である。
図1(a)に示すとおり、まず、層間絶縁樹脂11の間に銅配線10が埋め込まれた、銅配線10を一部に有する絶縁層である樹脂基板1を準備する。
次に、図1(b)に示すとおり、樹脂基板1の表面に銅層2を形成する。銅層2は、樹脂基板1の表面に化学銅メッキ(無電解銅メッキ)を施して形成してもよいし、例えば、Modified Semi-Additive Process(M-SAP)など、キャリア銅箔付き極薄銅箔等を用いて銅箔層を形成してもよいし、スパッタリングにより銅を成膜して形成してもよい。スパッタリングにより銅層2を形成する場合、図示しないが、銅層2を形成する前に、任意に、チタン層、ニッケル-クロム合金層などのバリアメタル層を形成し、その上に銅層2を形成してもよい。本発明の半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法においては、化学銅メッキにより銅層2を形成することが好ましい。
続いて、図1(c)に示すとおり、銅層2の表面にドライフィルムレジスト層3を形成し、その上に図示しないが回路マスクパターンを施し、露光現像して、図1(d)に示すとおり、銅層2の表面の一部が露出した開口部3aを有する、フォトレジスト3bからなるレジストパターンを形成する。
次に、図1(e)に示すとおり、レジストパターンの開口部3aに電気銅メッキ(電解銅メッキ)を施し、銅層4を形成する。さらに、図1(f)に示すとおり、銅層4の表面に、錫メッキまたは錫合金メッキを施して、錫層または錫合金層5を形成し、銅配線10の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターン6を形成する。あるいは、銅層4の表面に、錫メッキおよび錫合金メッキを順次施して、錫層および錫合金層を形成し、銅配線10の接続端子部となる銅、錫および錫合金を含む回路パターンを形成してもよい。この場合に錫メッキおよび錫合金メッキの順番は特に限定されなく、適宜決定すればよい。
回路パターン6を形成したのち、フォトレジスト3bに本発明の組成物を接触させて、図1(g)に示すとおり、フォトレジスト3bを除去する。
続いて、露出した銅層2の露出部2aを除去して、図1(h)に示すとおり、樹脂基板1上に銅配線10の接続端子部7を形成することができる。
上記のようにして、銅配線および前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子搭載用パッケージ基板を製造することができる。接続端子部7は、半導体素子搭載用パッケージ基板に半導体素子などの部品を搭載する際に用いることができる。
次に、本発明の半導体素子の製造方法について説明する。
本発明の半導体素子の製造方法は、銅配線および前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子の製造方法であって、
銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に銅層を形成する工程と、
前記銅層の表面にドライフィルムレジスト層を形成し、前記ドライフィルムレジスト層を露光現像してフォトレジストからなるレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの開口部に銅メッキを施し、前記銅メッキ上に錫メッキおよび錫合金メッキからなる群より選択される1種以上を施して、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成する工程と、
前記回路パターン形成後、前記フォトレジストに、本発明の組成物を接触させて、前記フォトレジストを除去する工程と、
前記フォトレジスト除去後、露出した前記銅層を除去する工程と
を含むことを特徴とする。
図2(a)に示すとおり、まず、シリコン絶縁層12の間に銅配線10が埋め込まれた、銅配線10を一部に有する絶縁層であるシリコン基板1’を準備する。
次に、図2(b)に示すとおり、シリコン基板1’の表面に銅層2を形成する。銅層2は、シリコン基板1’の表面に化学銅メッキを施して形成してもよいし、スパッタリングにより銅を成膜して形成してもよい。本発明の半導体素子の製造方法においては、スパッタリングにより銅を成膜して銅層2を形成することが好ましい。銅層2を形成する前に、任意に、チタン層などのバリアメタル層8を形成し、その上に銅層2を形成してもよいし、図示しないが、銅層2とバリアメタル層8の間に、その他の層をさらに形成してもよい。チタン層などのバリアメタル層8は、例えば、スパッタリングにより成膜して形成してよい。
続いて、図2(c)に示すとおり、銅層2の表面にドライフィルムレジスト層3を形成し、その上に図示しないが回路マスクパターンを施し、露光現像して、図2(d)に示すとおり、銅層2の表面の一部が露出した開口部3aを有する、フォトレジスト3bからなるレジストパターンを形成する。
次に、図2(e)に示すとおり、レジストパターンの開口部3aに電気銅メッキを施し、銅層4を形成する。さらに、図2(d)に示すとおり、銅層4の表面に、錫メッキまたは錫合金メッキを施して、錫層または錫合金層5を形成し、銅配線10の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターン6を形成する。あるいは、銅層4の表面に、錫メッキおよび錫合金メッキを順次施して、錫層および錫合金層を形成し、銅配線10の接続端子部となる銅、錫および錫合金を含む回路パターンを形成してもよい。この場合に錫メッキおよび錫合金メッキの順番は特に限定されなく、適宜決定すればよい。
回路パターン6を形成したのち、フォトレジスト3bに本発明の組成物を接触させて、図2(g)に示すとおり、フォトレジスト3bを除去する。
続いて、露出した銅層2の露出部2aを除去し、さらに、露出部2aの除去により露出したバリアメタル層8を除去し、図2(h)に示すとおり、シリコン基板1’上に銅配線10の接続端子部7’を形成することができる。その後、シリコン基板1’を所定の大きさに切断し、半導体素子として用いることができる。
上記のようにして、銅配線および前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子を製造することができる。接続端子部7’は、得られた半導体素子を、半導体素子搭載用パッケージ基板などに搭載する際に用いることができる。
次に、本発明の半導体パッケージの製造方法について説明する。
本発明の半導体パッケージの製造方法は、半導体素子搭載用パッケージ基板と半導体素子とを、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を介して電気的に接続することを含む半導体パッケージの製造方法であって、
前記半導体素子搭載用パッケージ基板および前記半導体素子の少なくとも一方が、接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有しており、
前記半導体素子搭載用パッケージ基板が銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有している場合、前記半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法により銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子搭載用パッケージ基板を製造し、
前記半導体素子が銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有している場合、前記半導体素子の製造方法により銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子を製造し、
前記半導体素子搭載用パッケージ基板および前記半導体素子をそれぞれの接続部が対向するように配置し、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種が溶融する温度まで加熱して半導体素子搭載用パッケージ基板と半導体素子とを錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を介して電気的に接続することを含むことを特徴とする。
容量1Lのガラスビーカーに、表1に記載の組成で、成分(A)、成分(B)、成分(C)、成分(D)、成分(E)およびその他の任意成分を投入し、攪拌して均一な状態として水性組成物を調製した。
表2に記載の組成としたことを除いて、上記実施例と同様に水性組成物を調製した。
絶縁層(味の素ファインテクノ株式会社製「ABF-GX-92」)上に、化学銅メッキ(上村工業株式会社製「スルカップPEAver.2」)を施し、銅薄膜(厚み:0.8μm)を製膜した。この銅薄膜の表面にドライフィルムレジスト(日立化成株式会社製「RD-1225」、厚み:25μm)を付着させ、その上に回路マスクパターンを施し、露光現像した。ドライフィルムレジストを露光現像して形成された回路パターン開口部に電気銅メッキ(厚み:20μm)を施して、フォトレジスト除去性評価用サンプルを得た。
銅箔張積層板(三菱ガス化学株式会社製「CCL-HL832HS 12/12HS-L」)の表面に、石原ケミカル株式会社製の錫メッキ(厚み:10μm)を施して、錫防食性評価用サンプルを得た。
フォトレジスト除去性評価用サンプルおよび錫防食性評価用サンプルにそれぞれ、表1または2の組成を有する水性組成物を、スプレー圧0.15MPa、50℃、3分間スプレー噴霧して接触させた。
フォトレジスト除去性能は、光学顕微鏡「オリンパス MX-61L対物レンズ50倍」を使用し、フォトレジスト除去性評価用サンプルのフォトレジスト除去の程度を確認した。
A:フォトレジストが全て除去された。
B:一部にフォトレジストが残った。
C:フォトレジストが全く除去できなかった。
錫防食性評価は、処理前後のサンプル質量を測定し、その質量差と錫の密度(7.37g/cm3)、およびサンプルサイズ(処理面積[m2]、なお、サンプルの裏面はマスキングテープで保護したため、処理面積はサンプルおもて面の面積である。)からエッチングされた厚さを算出して、1分間当たりのエッチング量(錫のエッチングレート)を次式により求めておこなった。
錫のエッチングレート[μm/min]=(処理前サンプル質量[g]-処理後サンプル質量[g])/{(処理面積[m2]×7.37[g/cm3](錫の密度)×処理時間[min])}
エッチングレートが、0.1μm/分以下が合格であり、0.05μm/分以下が特に優れている。
一方、表2に示すとおり、比較例1~16の水性組成物ではいずれも、フォトレジストの除去性が不十分、または、錫防食性が不十分であった。
1’シリコン基板
2 銅層
2a 露出部
3 ドライフィルムレジスト
3a 開口部
3b フォトレジスト
4 銅層
5 錫層または錫合金層
6 回路パターン
7 接続端子部
7’接続端子部
8 バリアメタル層
10 銅配線
11 層間絶縁樹脂
12 シリコン絶縁層
Claims (13)
- 銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成するためのフォトレジストを、前記回路パターン形成後に除去するための組成物であって、
アルカノールアミン(A)、第4級アンモニウムヒドロキシド(B)、糖アルコール(C)、極性有機溶剤(D)および水(E)を含み、
組成物の全量基準で、アルカノールアミン(A)の含有量が2.5~50質量%であり、第4級アンモニウムヒドロキシド(B)の含有量が0.5~4質量%であり、糖アルコール(C)の含有量が0.5~20質量%であり、
極性有機溶剤(D)が、フェニルグリコールおよびジエチレングリコールモノフェニルエーテルからなる群より選ばれる1種以上であり、
アゾール化合物を実質的に含まない、組成物。 - 錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種の50℃におけるエッチングレートが、0.1μm/分以下である、請求項1に記載の組成物。
- 水(E)の含有量が、組成物の全量基準で、40質量%以上である、請求項1または2に記載の組成物。
- 極性有機溶剤(D)の含有量が、組成物の全量基準で、0.5~10質量%である、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
- 糖アルコール(C)が、ソルビトール、キシリトール、およびマンニトールからなる群より選ばれる1種以上である、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。
- 第4級アンモニウムヒドロキシド(B)が、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、およびトリエチルメチルアンモニウムヒドロキシドからなる群より選ばれる1種以上である、請求項1から5のいずれか一項に記載の組成物。
- アルカノールアミン(A)が、2-アミノエタノール(モノエタノールアミン)および1-アミノ-2-プロパノールからなる群より選ばれる1種以上である、請求項1から6のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記接続端子部が、プリント配線板における銅配線の接続端子部である、請求項1から7のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記接続端子部が、半導体素子搭載用パッケージ基板または半導体素子における銅配線の接続端子部である、請求項1から7のいずれか一項に記載の組成物。
- 銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成するためのフォトレジストに対して、請求項1から9のいずれか一項に記載の組成物を接触させることを含む、フォトレジストの除去方法。
- 銅配線および前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法であって、
銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に銅層を形成する工程と、
前記銅層の表面にドライフィルムレジスト層を形成し、前記ドライフィルムレジスト層を露光現像してフォトレジストからなるレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの開口部に銅メッキを施し、前記銅メッキ上に錫メッキおよび錫合金メッキからなる群より選ばれる少なくとも1種を施して、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成する工程と、
前記回路パターン形成後、前記フォトレジストに請求項1から9のいずれか一項に記載の組成物を接触させて、前記フォトレジストを除去する工程と、
前記フォトレジスト除去後、露出した前記銅層を除去する工程と
を含む、半導体素子搭載用パッケージ基板の製造方法。 - 銅配線および前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子の製造方法であって、
銅配線を少なくとも一部に有する絶縁層上に銅層を形成する工程と、
前記銅層の表面にドライフィルムレジスト層を形成し、前記ドライフィルムレジスト層を露光現像してフォトレジストからなるレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの開口部に銅メッキを施し、前記銅メッキ上に錫メッキおよび錫合金メッキからなる群より選ばれる少なくとも1種を施して、前記銅配線の接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを形成する工程と、
前記回路パターン形成後、前記フォトレジストに請求項1から9のいずれか一項に記載の組成物を接触させて、前記フォトレジストを除去する工程と、
前記フォトレジスト除去後、露出した前記銅層を除去する工程と
を含む、半導体素子の製造方法。 - 半導体素子搭載用パッケージ基板と半導体素子とを、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を介して電気的に接続することを含む半導体パッケージの製造方法であって、
前記半導体素子搭載用パッケージ基板および前記半導体素子の少なくとも一方が、接続端子部となる銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有しており、
前記半導体素子搭載用パッケージ基板が銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有している場合、請求項11に記載の製造方法により銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子搭載用パッケージ基板を製造し、
前記半導体素子が銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有している場合、請求項12に記載の製造方法により銅、ならびに、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む回路パターンを有する半導体素子を製造し、
前記半導体素子搭載用パッケージ基板および前記半導体素子をそれぞれの接続部が対向するように配置し、錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種が溶融する温度まで加熱して半導体素子搭載用パッケージ基板と半導体素子とを錫および錫合金からなる群より選ばれる少なくとも1種を介して電気的に接続することを含む、半導体パッケージの製造方法。
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